桑沟湾海域表层沉积物重金属含量和污染评价

王敬; 韩忠; 王玉莲

doi:10.16028/j.1009-2722.2022.130

桑沟湾海域表层沉积物重金属含量和污染评价

1.
山东省第六地质矿产勘查院，威海 264209

2.
山东省深部金矿探测大数据应用开发工程实验室，威海 264209

基金项目: “山东省威海市海洋牧场示范区海底沉积物地球化学调查”（鲁勘字（2019）52号）

详细信息

作者简介: 王敬（1982—），男，正高级工程师，主要从事水文地质、环境地质及海洋地质等方面的研究工作. E-mail：lywhwj@126.com

通讯作者: 韩忠（1988—），男，高级工程师，主要从事水文地质、环境地质及海洋地质等方面的研究工作. E-mail：hanzhonggl@163.com

中图分类号: P736.4

收稿日期: 2022-04-24

刊出日期: 2023-09-28

Distribution and environment assessment of heavy metals in surface sediments of the Sanggou Bay and adjacent area

1.
No.6 Institution of Geology and Mineral Resources Exploration of Shandong Province, Weihai 264209, China

2.
Shandong Provincial Engineering Laboratory of Application and Development of Big Data for Deep Gold Exploration, Weihai 264209, China

More Information

Corresponding author: HAN Zhong, hanzhonggl@163.com

Received Date: 24 April 2022

Publish Date: 28 September 2023

摘要

摘要:
分析了山东省荣成市东部桑沟湾及邻近海域200个站位的表层沉积物样品重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn）含量分布特征，采用不同的评价方法，研究了重金属元素对环境的污染情况。结果表明，桑沟湾及邻近海域表层沉积物中多数重金属元素含量由湾内向周围降低，As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn平均含量分别为6.51、0.11、64.86、18.05、0.015、27.74、75.21 μg/g。海底表层沉积物整体质量较好，重金属污染程度低，潜在生态风险程度低。
- 桑沟湾 /
- 表层沉积物 /
- 重金属 /
- 污染评价
Abstract:
Distribution characteristics of heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn) from 200 surface sediments in the Sanggou Bay and adjacent area in the northeastern Shandong Peninsula was analyzed and possible effects of heavy metals on the environment were discussed using different evaluation methods. Results show that the contents of most of heavy metals in the surface sediments decreased from the inner bay to the surrounding area. The average contents of As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, and Zn were 6.51, 0.11, 64.86, 18.05, 0.015, 27.74, and 75.21 μg/g, respectively. The overall quality of surface sediment on the seabed is good, the overall pollution level of heavy metals is low, and the potential ecological hazard is slight.
- Sanggou Bay /
- surface sediment /
- heavy metals /
- pollution assessment

HTML全文

图 1 研究区表层样品取样站位分布

Figure 1.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 研究区表层沉积物平均粒径分布

Figure 2.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 研究区主要重金属含量分布

Figure 3.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 内梅罗指数法综合评价结果

Figure 4.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 综合污染指数法评价结果

Figure 5.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 重金属总体污染程度

Figure 6.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 重金属潜在生态危害程度

Figure 7.

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 重金属元素特征值统计

Table 1. Statistics in eigenvalue of heavy metal elements

元素	As	Cd	Cr	Cu	Hg	Pb	Zn
最小值	0.20	0.01	11.40	2.89	0.003	11.40	9.60
最大值	13.91	0.26	110.70	41.87	0.035	41.00	131.90
平均值	6.51	0.11	64.86	18.05	0.015	27.74	75.21
标准差	2.07	0.04	12.06	6.19	0.006	3.72	17.73

下载: 导出CSV

表 2 表层沉积物单元素污染评价分级标准

Table 2. Grading standards of surface sediment pollution with single element

评价等级	P_a值（a元素污染指数）	污染程度
Ⅰ	P_a≤0.7	清洁
Ⅱ	0.7＜P_a≤1	未污染
Ⅲ	1＜P_a≤2	轻污染
Ⅳ	2＜P_a≤3	中污染
Ⅴ	3＜P_a	重污染

下载: 导出CSV

表 3 内梅罗指数法特征统计

Table 3. Statistics of the Nemerow index

	P_a值（a元素污染指数）							综合污染指数（P）
	As	Cd	Cr	Cu	Hg	Pb	Zn	综合污染指数（P）
最大值	0.70	0.57	1.38	1.45	0.21	0.68	0.88	1.11
最小值	0.01	0.02	0.14	0.08	0.01	0.19	0.06	0.20
平均值	0.33	0.22	0.81	0.52	0.07	0.46	0.50	0.65

下载: 导出CSV

表 4 海底沉积物环境质量分级标准

Table 4. The criterion for sediment assessment

评价等级	综合污染指数I_sum	污染程度
Ⅰ	I_sum≤0.7	清洁
Ⅱ	0.7＜I_sum≤1	未污染
Ⅲ	1＜I_sum≤1.5	轻污染
Ⅳ	1.5＜I_sum≤2	中污染
Ⅴ	2＜I_sum	重污染

下载: 导出CSV

表 5 重金属权重值和环境可容纳量统计

Table 5. Weight value and environmental capacity for heavy metal

污染元素（a）	As	Cd	Cr	Cu	Hg	Pb	Zn
环境可容纳量（K_a）	2.07	3.55	0.23	0.89	9.00	1.16	1.00
权重值（W_a）	0.06	0.03	0.53	0.14	0.01	0.11	0.12

下载: 导出CSV

表 6 污染程度及生态危害程度分级

Table 6. The levels of pollution and ecological hazard

P_a	单元素污染程度	P_sum	综合污染程度	E_a	单元素生态危害程度	E_sum	综合生态危害程度
＜1	低	＜8	低	＜40	低	150	低
1～3	中等	8～16	中等	40～80	中等	150～300	中等
3～6	重	16～32	重	80～160	较重	300～600	重
≥6	严重	≥32	严重	160～320	重	≥600	严重
				≥320	严重
注：P_a代表单元素污染指数，P_sum是多元素综合污染指数，E_a是单元素潜在生态危害指数，E_sum是多元素综合潜在生态危害指数。

下载: 导出CSV

表 7 重金属污染系数及生态危害指数

Table 7. Pollution coefficient and ecological hazard index of heavy metals

	单元素污染指数（P_a）							综合污染指数（P_sum）	总体污染程度
重金属	As	Cd	Cr	Cu	Hg	Pb	Zn	综合污染指数（P_sum）	总体污染程度
最小值	0.01	0.01	0.13	0.06	0.01	0.16	0.05	0.75
最大值	0.93	0.28	1.23	1.02	0.17	0.59	0.75	4.29	低
平均值	0.43	0.11	0.72	0.36	0.06	0.40	0.42	2.51

	单元素潜在生态危害指数（E_a）							综合生态危害指数	综合生态危害程度
重金属	As	Cd	Cr	Cu	Hg	Pb	Zn	综合生态危害指数	综合生态危害程度
最小值	0.13	0.34	0.25	0.29	0.44	0.81	0.05	4.57
最大值	9.27	8.49	2.46	5.09	6.61	2.93	0.75	28.08	低
平均值	4.34	3.37	1.44	1.80	2.37	1.98	0.43	15.74

下载: 导出CSV

参考文献(20)

[1]	徐刚,刘健,孔祥淮. 南黄海西部陆架区表层沉积物重金属污染评价[J]. 海洋环境科学,2012,31(2):181-185.
[2]	贺志鹏. 南黄海重金属的演变特征及控制因素[D]. 青岛: 中国科学院海洋研究所, 2008.
[3]	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.
[4]	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.
[5]	顾效源,孔祥淮,王伟,等. 山东丁字湾表层沉积物重金属分布及污染评价[J]. 海洋地质前沿,2019,35(3):13-21.
[6]	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.
[7]	王伟,顾效源,赵辉,等. 山东芝罘湾表层沉积物重金属含量与环境质量评价[J]. 海洋科学,2018,42(7):1-9.
[8]	梁源,刘健,孔祥淮,等. 重金属在山东半岛东北部滨浅海区表层沉积物中的分布和污染评价[J]. 海洋地质动态,2008,24(3):27-32.
[9]	王安国, 窦衍光, 张训华, 等. 渤海西北近岸海域表层沉积物重金属污染及评价[J]. 海洋地质前沿, 2018, 34（5）: 13-21.
[10]	张现荣,张勇,叶青,等. 辽东湾北部海域沉积物重金属环境质量和污染演化[J]. 海洋地质与第四纪地质,2012,32(2):21-29.
[11]	梅西,李学杰,密蓓蓓,等. 中国海域表层沉积物分布规律及沉积分异模式[J]. 中国地质,2020,47(5):1447-1462.
[12]	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.
[13]	陆书玉. 环境影响评价[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002: 163-164.
[14]	苏子晓. 辽东半岛东南沿海滩涂土壤特性及重金属潜在生态危害评价[D]. 大连: 辽宁师范大学, 2018.
[15]	龙夏亿. 广西国有大桂山林场免炼山桉树人工林土壤重金属污染评价[D]. 长沙: 中南林业科技大学, 2020.
[16]	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.
[17]	王瑞. 长江中游不同鱼类养殖方式对湖泊生态系统的影响研究[D]. 北京: 中国科学院大学, 2018.
[18]	张雪,张云,吴英超,等. 海洋工程对觉华岛国家级海洋公园海域生态环境影响研究[J]. 海洋开发与管理,2021(3):33-38.
[19]	HAKANSON L. An ecological risk index for aquatic pollution control: a sedimentological approach[J]. Water Research, 1980, 14（8）: 975-1001.
[20]	胡刚. 近百年来长江口滨外区沉积作用及其对环境变化的响应[D]. 北京: 中国科学院大学, 2014.