黄茅岛倾倒区重金属污染物分布特征及其潜在生态风险评价

论文摘要

重金属污染因其具有的持久性、生物富集和毒性而倍受关注,一直是国际环境科学界的热点研究课题之一。伴随着经济建设的快速发展,黄茅岛倾倒区日益增长的疏浚物倾倒是黄茅岛海域面临的主要环境问题之一。本文以黄茅岛倾倒区海域的监测资料,系统的研究了黄茅岛倾倒区海域的海水、沉积物、海洋生物中重金属的含量水平、分布特征及变化规律,探讨了沉积物中重金属与海水中重金属浓度的相关性,并线性回归出部分金属在海水中含量的计算公式,最后评价了表层沉积物中重金属污染物的潜在性生态风险。获得的研究成果和认识如下:(1)3次重金属元素调查中,表底层海水仅Pb含量超一类海水水质标准,Cu则在部分站点超标,Zn只在一个航次中个别站点超标,其它4种重金属均处于清洁水平。水平分布上多以北高南低、以H05为中心向周围递减为趋势,表底层大致相符。(2)表层沉积物重金属污染程度较轻,仅Cu在部分站点超一类海洋沉积物标准。总体上7种重金属在底质中的含量出现增长趋势,其中Cd增长幅度最大,Hg次之。水平分布上基本属于北高南低且以H05中心向周围递减为分布趋势。(3)沉积物主成分分析结果表明,大部分重金属元素对第一主成分均有较高的贡献率,Cr仅对第二主成分有相当高的贡献率。对表层沉积物中重金属相关分析表明,As与Zn、Cu、Cd、Pb、Hg ,Hg与Zn、Cd,Cu与Pb、Cd存在良好的相关性,系数在0.686~0.802之间。说明除了Cr,这几组物质之间有相同得地球化学来源和人为污染来源。(4)倾倒区海洋生物体中甲壳类及鱼类的生物质量良好,仅As一项超过参考值,其余金属均未超标。(5)考察了重金属在海水与沉积物中含量的相关性,Zn和As在沉积物与表底层海水间的含量均存在显著性相关,沉积物中的Cu和Hg对底层水有显著性相关。对存在显著相关性的金属采用线性回归方法归纳出重金属在沉积物和海水中关系公式。(6)采用地累计指数法、生态危害指数法和综合指数法对黄茅岛倾倒区沉积物重金属潜在生态风险进行了评价,评价结果显示该区域沉积物主要重金属污染物为Hg和Cu,总体污染程度处于中等偏低水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 1 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 疏浚物倾倒对海洋环境的影响
• 1.2.1.1 疏浚物倾倒对海底地形地貌的影响
• 1.2.1.2 疏浚物倾倒对海域水环境的影响
• 1.2.1.3 疏浚物倾倒对海域沉积物的影响
• 1.2.1.4 疏浚物倾倒对海洋生物的影响
• 1.2.1.5 疏浚物中污染物对海洋生态的影响
• 1.2.2 海洋重金属污染危害研究概述
• 1.2.2.1 海洋重金属来源及其危害
• 1.2.2.2 海洋重金属污染现状
• 1.2.3 重金属潜在危害评价方法
• 1.2.3.1 地累积指数（Igeo）法
• 1.2.3.2 潜在生态危害指数（RI）法
• 1.2.3.3 综合指数法
• 1.2.3.4 三种评价方法的比较
• 1.3 研究内容和研究路线
• 1.4 研究项目来源
• 2 研究区域概况
• 2.1 倾倒区位置
• 2.2 地质、地貌概况
• 2.3 气候与气象状况
• 2.3.1 气压
• 2.3.2 气温
• 2.3.3 降水
• 2.3.4 风
• 2.3.5 雾与能见度
• 2.3.6 灾害性天气
• 2.4 水文特征
• 2.4.1 潮汐
• 2.4.2 潮流
• 2.4.3 余流
• 2.4.4 波浪
• 2.5 社会环境调查概况
• 2.5.1 社会经济情况
• 2.5.2 环境资源概况
• 2.5.3 海洋功能区划及环境保护目标
• 2.5.4 污染源概况
• 3 样品采集及分析方法
• 3.1 采样点布设及样品采集
• 3.1.1 采样点布设及调查内容
• 3.1.2 样品采集和保存
• 3.1.3 采样时间和频率
• 3.2 检测项目及测定方法
• 3.3 质量控制与保证
• 4 结果与讨论
• 4.1 海水中重金属的浓度分布特征
• 4.1.1 表层海水中重金属的浓度分布特征
• 4.1.1.1 表层海水重金属含量水平
• 4.1.1.2 表层海水重金属分布特征
• 4.1.2 底层海水中重金属的浓度分布特征
• 4.1.2.1 底层海水重金属含量水平
• 4.1.2.2 底层海水重金属分布特征
• 4.1.3 小结
• 4.2 沉积物中重金属浓度的时空变化特征
• 4.2.1 表层沉积物中重金属含量水平
• 4.2.2 沉积物重金属分布变化特征
• 4.2.3 沉积物重金属主成分及相关性分析
• 4.3 海洋生物体中重金属浓度水平
• 4.4 倾倒活动引入重金属对海水的影响
• 4.4.1 分析方法和条件讨论
• 4.4.2 重金属在沉积物与海水中的相关性
• 4.4.3 线性回归分析
• 4.5 表层沉积物重金属潜在生态风险评价
• 4.5.1 黄茅岛倾倒区地球环境化学背景值的选择
• 4.5.2 地累积指数评价结果
• 4.5.3 重金属的潜在生态危害评价
• 4.5.4 综合指数法评价结果
• 4.5.5 三种评价方法的比较
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 管理建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 在学期间发表的学术论文