DISTRIBUTION AND ENVIRONMENT ASSESSMENT OF HEAVY METALS IN THE SEDIMENTS OF DINGZI BAY, SHANDONG PROVINCE
-
摘要:
通过对丁字湾海域126个表层沉积物重金属(Hg、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Ni)含量的测定及分析，采用潜在生态危害指数法、内梅罗指数法、地质累计指数法等多种评价方法，对研究区海域环境进行评价。结果表明，丁字湾海域表层沉积物中重金属含量主要集中在丁字湾湾口周边海域，Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr、Zn平均含量分别为0.02、0.08、8.38、15.31、11.49、60.96、46.42 μg/g。利用不同的评价方法，可以看出丁字湾海域表层沉积物重金属元素总体呈未污染—轻微污染的现状，这与区内砂质沉积物广泛分布以及不活跃的人类活动密不可分。
Abstract:Based on the concentrations of heavy metals (Hg, Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, As, Ni) of 126 surface sediments collected from Dingzi Bay, Shandong province, the method of ecological hazard index is used in this paper to evaluate the pollution of sediments. The content of heavy metals and the distribution patterns and pollution status of the surface sediments are discussed. Results show that the average contents of Hg, Cd, As, Pb, Cu, Cr and Zn in the surface sediments of Dingzi Bay are 0.02, 0.08, 8.38, 15.31, 11.49, 60.96 and 46.42 μg/g, respectively, indicating that the ecological hazard of the area is limited in a reasonable range. This is the first time to evaluate the environmental quality objectively by heavy metals in Dingzi Bay according to the local needs. As an important contribution it may serve the local economic construction and marine ecological civilization.
-
Key words:
- Dingzi Bay /
- sediment /
- heavy metals distribution /
- pollution assessment
-
-
表 1 重金属背景值和毒性系数
Table 1. Background of heavy metals and toxic coefficient
重金属 Hg Cd As Pb Cu Cr Zn 背景值 0.25 1 15 70 50 90 175 毒性系数 40 30 10 50 5 2 1 
下载: 导出CSV
表 2 污染程度及生态危害程度分级
Table 2. The levels of pollution and ecological hazard
Cfi 单个重金属污染程度 Cd 重金属总体污染程度 Eri 单个重金属生态危害程度 ERI 重金属总体生态危害程度 ＜1 低 ＜8 低 ＜40 低 ＜150 低 1～3 中等 8～6 中等 40～80 中等 150～300 中等 3～6 重 16～32 重 80～160 重 300～600 重 ≥6 严重 ≥32 严重 160～320 重 ≥600 严重 ≥320 严重
下载: 导出CSV
表 3 沉积物污染评价分级标准
Table 3. Grading standards of sediment pollution with single element
评价等级 P 污染程度 污染水平 Ⅰ P≤0.7 安全 清洁 Ⅱ 0.7＜P≤1 警戒线 尚清洁 Ⅲ 1＜P≤2 轻度污染 轻度污染 Ⅳ 2＜P≤3 中度污染 中度污染 Ⅴ 3＜P 重度污染 重度污染
下载: 导出CSV
表 4 沉积物污染评价分级标准
Table 4. Grading standards of sediment pollution with Igeo
评价等级 Igeo 污染程度 1 Igeo≤0 无污染 2 0＜Igeo≤1 轻度污染 3 1＜Igeo≤2 偏中污染 4 2＜Igeo≤3 中度污染 5 3＜Igeo≤4 偏重污染 6 4＜Igeo≤5 重度污染 7 5＜Igeo 严重污染
下载: 导出CSV
表 5 重金属元素特征统计表
Table 5. Statistic of characteristics of heavy metal elements
/(μg/g) 特征 Cr Cu Zn As Cd Pb Hg 平均值 60.95 11.48 46.42 8.37 0.08 15.30 0.02 中值 63.00 12.20 49.85 8.09 0.08 15.60 0.02 众数 62.5 3.4 49.2 7.98 0.07 12.5 0.01 标准差 13.30 4.64 14.21 2.30 0.04 3.45 0.01 变异系数 0.21 0.40 0.30 0.27 0.52 0.22 0.43 偏度 -1.21 -0.27 -0.59 2.98 2.05 -0.46 -0.19 峰度 1.37 -0.74 -0.04 17.63 7.28 0.67 -0.49 最小值 22.5 3.2 8.0 3.26 0.02 2.1 0 最大值 85.8 21.5 76.4 24.00 0.30 23.6 0.04
下载: 导出CSV
表 6 重金属污染系数及生态危害指数
Table 6. Pollution coefficient and ecological hazard index
样品数（件） 重金属污染系数（Cfi） 总体污染系数（Cd） 污染程度 Cr Cu Zn As Cd Pb Hg 126 0.25～0.95 0.06～0.43 0.05～0.44 0.22～1.60 0.02～0.30 0.03～0.34 0.02～0.16 1.09～3.09 低 平均值 0.68 0.23 0.27 0.56 0.08 0.22 0.07 2.10 样品数（件） 重金属潜在生态污染系数（Eri） 生态危害指数（ERI） 污染程度 Cr Cu Zn As Cd Pb Hg 126 0.50～1.91 0.32～2.15 0.05～0.44 2.17～16.00 0.60～9.00 0.15～1.69 0.62～6.29 5.99～23.21 低 平均值 1.35 1.15 0.27 5.58 2.44 1.09 2.67 14.56
下载: 导出CSV
表 7 内梅罗指数法特征统计表
Table 7. Statistics of the Nemerow index
Cr Cu Zn As Cd Pb Hg 单因子污染程度 范围 0.25～1.07 0.09～0.61 0.05～0.51 0.16～1.20 0.04～0.60 0.04～0.39 0.02～0.20 均值 0.76 0.33 0.31 0.42 0.16 0.26 0.08 污染水平 未—轻污染 未污染 未污染 未—轻污染 未污染 未污染 未污染 综合污染程度 范围 0.83～0.96 0.41～0.49 0.37～0.43 0.43～0.90 0.16～0.45 0.26～0.33 0.12～0.15 均值 0.92 0.46 0.41 0.68 0.42 0.31 0.13 污染水平 尚清洁 清洁 清洁 尚-清洁 清洁 清洁 清洁
下载: 导出CSV
表 8 重金属元素特征统计表
Table 8. Statistics of Igeo of heavy metal elements
Igeo Cr Cu Zn As Cd Pb Hg 范围 -2.42～-0.48 -4.04～-1.29 -4.81～-1.56 -3.20～-0.32 -5.23～-1.32 -5.42～-1.93 -6.27～-2.93 均值 -1.02 -2.35 -2.37 -1.88 -3.38 -2.60 -4.36 污染程度 无污染 无污染 无污染 无污染 无污染 无污染 无污染
下载: 导出CSV
表 9 表层样重金属元素Pearson相关系数表
Table 9. Pearson correlation coefficient of heavy metals in surface sediments
Cr Cu Zn As Cd Pb Hg 砂 粉砂 黏土 Cr 1 Cu .611** 1 Zn .809** .890** 1 As -.296** .070 -.056 1 Cd .412** .328** .413** -.042 1 Pb .601** .688** .709** -.240** .217* 1 Hg .610** .705** .821** .039 .424** .417** 1 砂 -.576** -.786** -.849** .021 -.389** -.497** -.860** 1 粉砂 .481** .676** .716** -.067 .367** .459** .710** -.884** 1 粘土 .612** .734** .831** .059 .360** .465** .802** -.825** .605** 1 注：*表示在0.05水平(双侧)上显著相关，**表示在0.01水平(双侧)上显著相关。
下载: 导出CSV
-
[1] Bastami K D, Afkhami M, Mohammadizadeh M, et al. Bioaccumulation and ecological risk assessment of heavy metals in the sediments and mullet Liza klunzingeri in the northern part of the Persian Gulf [J]. Marine Pollution Bulletin, 2015, 94(1-2): 107-115. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0025326X15000569
[2] Förstner U, Wittmann G T W. Metal Transfer Between Solid and Aqueous Phases [M]. Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 1979.
[3] Bastami K D, Bagheri H, Kheirabadi V, et al. Distribution and ecological risk assessment of heavy metals in surface sediments along southeast coast of the Caspian Sea [J]. Marine Pollution Bulletin, 2014, 81(1): 262-267. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0025326X14000307
[4] Yamada M, Senna S, Fujiwara H. The distribution and speciation of trace metals in surface sediments from the Pearl River Estuary and the Daya Bay, Southern China [J]. Marine Pollution Bulletin, 2010, 60(8): 1364-1371. doi: 10.1016/j.marpolbul.2010.05.012
[5] Pekey H. Heavy metal pollution assessment in sediments of the Izmit Bay, Turkey [J]. Environmental Monitoring & Assessment, 2006, 123(1-3): 219-231. https://www.researchgate.net/publication/7019059_Heavy_Metal_Pollution_Assessment_in_Sediments_of_the_Izmit_Bay_Turkey
[6] Neşer G, Kontas A, Vnsalan D, et al. Heavy metals contamination levels at the Coast of Aliaa (Turkey) ship recycling zone [J]. Marine Pollution Bulletin, 2012, 64(4): 882-887. doi: 10.1016/j.marpolbul.2012.02.006
[7] Hakanson L. An ecological risk index for aquatic pollution control:a sedimentological approach [J]. Water Research, 1980, 14(8): 975-1001. http://d.old.wanfangdata.com.cn/NSTLQK/10.1016-0043-1354(80)90143-8/
[8] 万群, 李飞, 祝慧娜, 等.东洞庭湖沉积物中重金属的分布特征、污染评价与来源辨析[J].环境科学研究, 2011, 24(12): 1378-1384. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hjkxyj201112007
[9] 刘珊珊, 张勇, 毕世普, 等.青岛近海底质沉积物重金属元素分布特征及环境质量评价[J].海洋环境科学, 2015, 34(6): 891-897. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hyhjkx201506015
[10] 盛菊江, 范德江, 杨东方, 等.长江口及其邻近海域沉积物重金属分布特征和环境质量评价[J].环境科学, 2008, 29(9): 2405-2412. doi: 10.3321/j.issn:0250-3301.2008.09.004
[11] 赵一阳, 鄢明才.中国浅海沉积物地球化学[M].北京:科学出版社, 1994.
[12] 刘文新, 李向东.深圳湾水域中重金属在不同相间的分布特征[J].环境科学学报, 2002, 22(3): 305-309. doi: 10.3321/j.issn:0253-2468.2002.03.007
[13] 佘运勇, 王剑, 王艳华, 等.南黄海海洋表层沉积物中重金属的分布特征及潜在生态风险评价[J].海洋环境科学, 2011, 30(5): 631-635. doi: 10.3969/j.issn.1007-6336.2011.05.006
[14] 夏鹏, 臧家业, 王湘芹, 等.连云港近岸海域表层沉积物中重金属的地球化学特征及其源解析[J].海洋环境科学, 2011, 30(4): 520-524. doi: 10.3969/j.issn.1007-6336.2011.04.015
[15] 徐丹亚, 赵保仁.青岛-石岛近海反气旋中尺度旋涡存在证据及数值模拟[J].海洋学报, 1999, 21(2): 19-26. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SEAC199902002.htm
[16] 郑琳, 崔文林, 贾永刚.青岛海洋倾倒区海水水质模糊综合评价[J].海洋环境科学, 2007, 26(1): 38-41. doi: 10.3969/j.issn.1007-6336.2007.01.009
[17] 丁喜桂, 叶思源, 高宗军.近海沉积物重金属污染评价方法[J].海洋地质动态, 2005, 21(8):31-36. doi: 10.3969/j.issn.1009-2722.2005.08.009
[18] 丁喜桂, 叶思源, 鲁静.浙江省近岸海域表层沉积物重金属分布特征及地球化学分区[J].海洋地质动态, 2010, 26(12): 1-8. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-HYDT201012000.htm
[19] 吴建政, 余晓玲, 鲍鹏, 等.芝罘湾近期沉积物中重金属元素记录[J].中国海洋大学学报, 2006, 36(1): 141-144. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/qdhydxxb200601028
[20] 顾效源, 鲁青原, 叶思源, 等.黄河三角洲进积与滨海湿地地质环境演替模式[J].地质论评, 2016, 62(3): 682-692. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dzlp201603012
-
图(4)
表(9)
计量
- 文章访问数: 895
- PDF下载数: 69
- 施引文献: 0