钦州港附近海域沉积物重金属污染现状与评价
摘要:2019年4月,在钦州港附近海域采集了14个沉积物样品,检测了重金属汞(Hg)、铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、镉(Cd)和砷(As)的含量,并分别利用单因子指数和综合指数法、地积累指数法评价重金属污染程度。单因子污染指数和综合污染指数评价结果:Hg 、As属于中污染,Cd、 Zn 、Pb和Cu属于低污染,重金属污染程度依次为As>Hg>Zn>Pb>Cu>Cd,海域整体属于低污染。地积累指数评价结果:Hg属于中~强污染,As属于中污染,Cd、 Zn 、Pb和Cu属于无污染,污染程度依次为Hg > As > Cd= Zn =Pb=Cu。两种评价结果显示:Hg 和As的污染程度基本一致,Cd、 Zn 、Pb和Cu的单因子污染指数与综合污染指数评价结果为低污染,而地积累指数评价结果为无污染。
关键词:钦州港;沉积物;重金属;污染评价
重金属污染具有来源广、残留毒害时间长、易积累、不易发现、污染后难以恢复等特征[1]。随着沿海地区海洋工业的快速发展,海洋沉积物中重金属污染的研究越来越受到学者们的重视[2-4]。沉积物是水域中重金属的源或汇,通过各种途径进入水体的重金属,绝大部分会汇集在沉积物中,之后在物理、化学、生物等作用下,会再次释放至水环境中,造成“二次污染
[5-6]。钦州港位于钦州湾内,是我国大西南内陆出海距离最短的深水良港,也是西南物资出海的最佳通道。经过20的发展,目前形成了涵盖中马钦州产业园、钦州保税港区和钦州港经济技术开发区三个国家级开发发展平台,企业生产时会排放出重金属污染物。根据《广西壮族自治区海洋功能区划-钦州市》港口附近海域为农渔业区、旅游休闲娱乐区等,因此对钦州港附近海域沉积物中重金属污染现状的调查和评价具有重要的意义。
1 材料和方法
1.1 样品采集和处理
2019年4月,在钦州港附近海域用抓斗采泥器采集14个沉积物样品(图1),采样深度0~20 cm。样品的采集、预处理、贮存和运输等严格按照《海洋调查规范》[7]和《海洋监测规范》[8]操作。
图1 样品站位分布图
1.2 样品检测
样品检测严格按《海洋监测规范》[8]进行,其中Pb、Zn和Cu采用火焰原子吸收分光光度
法、Hg和As采用原子荧光法、Cd采用无火焰原子吸收分光光度法。
1.3 评价方法
目前,近海沉积物重金属污染评价常采用单因子污染指数和综合污染指数法、地积累指数法,后者是德国MÜLLER 1969年提出的评价方法[9],本文将采用这两种评价方法进行评价,并对评价结果进行比较。
1)单因子污染指数和综合污染指数法
该评价方法计算公式为:
式中: 为表层沉积物中某一重金属 的污染指数; 为表层沉积物中重金属刘亦菲 国籍 的实测值; 为表层沉积物中重金属 的海洋沉积物质量一类标准限值,见表1; 为表层沉积物多种重金属的综合污染指数[10-11](郑琳等,2008)。 值相对应的的污染程度见表2。
表1 重金属一类标准限值
元素
Hg
Pb
Zn
Cu
Cd
As
一类标准/10-6
0.2
60
150
35
0.5
20
表2 重金属的污染指数与级数
单因子污染程度
总体污染程度
<1
<5
1≤ <3
5≤ <10
3≤ <6
较高
10≤ <20
较高
≥6
高污
≥20
2)地积累指数法[9]
该评价方法计算公式为:
式中: 为某一重金属地球化学背景值,文中选张志锋等[12]2007年北部湾表层沉积物中重金属调查平均值为背景参考值,见表3;1.5为常数; 为表层沉积物中重金属o的实测值。地积累指数与污染程度的关系见表4。
表3 北部湾重金属的背景参考值
元素
Hg
Pb
刘嘉玲Zn
Cu
Cd
As
/10-6
0.029
28.90
75.80
15.80
0.09
7.80
表4 地累积指数与地累积污染级数
污染程度
<0
0≤ <1
无~中
1≤ <2
2≤ <3
中~强
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3≤卫生检验与检疫技术 <4
4≤ <5
胡靖钒强~极强
≥5
极强
2 结果和讨论依山傍水打一字
2.1 重金属的含量
14个沉积物样品的重金属含量见表5。与国家海洋沉积物质量一类标准对比发现, J01、J03~J06站位的Hg超标,超标率为35.71%;J01~J11、J13和J14站位As超标,超标率为92.86%;其它均低于一类标准。(超标率%=超标站位个数/14×100)