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河口是入海河流与海洋之间重要的纽带,是陆地物质进入海洋的重要通道。随着社会经济的发展,越来越多污染物被直接排放到河流中,随着河水运动最终在河口地区沉降或进入海洋。在这些污染物中,重金属以来源广、难降解和易于积累的特性受到广泛关注。河口沉积物是众多水生生物的栖息场所,也是重金属的天然“汇”。沉积物中的重金属极易随着食物链进入水生生物体内,并通过食物网积累最终危害人体健康。河口沉积物中的重金属主要有两大来源,即自然来源和人为来源。自然来源主要取决于风化成土过程中成土母质的地球化学特征,当重金属浓度在环境背景值范围内变化时,其被认为是受自然背景影响,属于自然来源。然而,外部人为活动,如工业排污、交通排放、煤炭燃料和农业活动等也可能导致环境中重金属增加。虞河和小清河是莱州湾南岸两条重要的中小型入海河流,分别发源于山东省的潍坊市和济南市,自南向北流经地区的工、农业发展迅速。两条河流都曾出现严重污染,后经过集中治理,污染有所减轻。本研究选取虞河口和小清河口作为研究区域,系统采集虞河口表层沉积物样品164个和小清河口表层沉积物样品43个,分析和测试了As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb和Zn等10种重金属元素,运用描述性统计分析、普通克里格插值和地统计随机模拟(序贯高斯模拟和序贯指示模拟)、潜在生态风险评价、单因子和内梅罗指数、地质积累指数、EPAPMF受体模型和WALSPMF受体模型,分析了河口表层沉积物重金属浓度、空间分布特征、污染现状并定量解析了重金属的污染来源。具体结果如下:(1)虞河口和小清河口表层沉积物重金属As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量均低于海洋沉积物国家一级标准。虞河口重金属Cd和Zn平均浓度为中国近海沉积物元素背景值的1.4和1.3倍;小清河口重金属As、Cd和Mn平均浓度高于中国近海沉积物元素背景值,其中As和Cd浓度分别达到中国近海沉积物元素背景值的1.2和1.6倍。整体来看,小清河口As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni和Pb等8种重金属平均含量略高于虞河口,而Hg和Zn相反;两河口重金属浓度总体上低于珠江口、九龙江口、渤海湾、黄河口、莱州湾、辽东湾北部近岸、滦河口以及长江口。虞河口和小清河口表层沉积物粒径较大,砂含量平均值均高于60%,粉砂含量次之,粘土含量最小,因此不利于重金属的富集。(2)虞河口与小清河口表层沉积物重金属空间分布模式主要受沉积物粒度组成控制,重金属浓度高值区集中分布在沉积物粒径较小即粘土和粉砂含量较高的区域;人为活动排放的污染对重金属空间分布模式也有一定程度的影响。虞河口重金属As、Cd、Co、Cr、Hg、Mn和Zn主要受沉积物粒度控制,Cu、Ni和Pb可能是受到沉积物粒径与人为排放污染物的双重影响;而小清河口重金属Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb和Zn受到表层沉积物粒径控制,As元素可能是受到沉积物粒径和人类活动污染源影响。普通克里格插值与序贯高斯模拟和序贯指示模拟得到的重金属空间分布模式基本一致,然而普通克里格插值的平滑作用使未采样点的低值区被高估,高值区被低估。经过预测精度检验,序贯高斯模拟的结果更加精确。(3)潜在生态风险评价、单因子和内梅罗指数评价、以及地质积累指数结果均表明,虞河口重金属整体处于轻度污染水平,Cu属于轻度污染,Cd、Hg和Zn属于中等污染水平;Cd、Hg和Zn被划定为污染风险区域的面积分别为研究区面积的15.3%、24.6%和46.7%。小清河口重金属污染程度较虞河口略低,也属于轻度污染水平,As、Hg和Mn等3种重金属属于轻度污染,Cd属于中度污染;As、Cd、Hg和Mn被划定为污染风险区域的面积分别为研究区面积的94.1%、12.5%、4.4%和47.6%。(4)EPAPMF模型和WALSPMF模型在两个河口的应用均得到三个重金属来源,两个模型的结果基本一致。将两个受体模型的加权平均贡献值作为两个河口重金属来源的最终浓度贡献。结果表明,虞河口重金属As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni和Pb受自然来源控制,工、农业活动和与煤炭燃烧有关的大气沉降对Cd、Hg和Zn的浓度贡献分别为23.2%、53.1%和45.4%,交通排放对Cu、Ni和Pb的贡献为29.9%、27.3%和24.2%。小清河口As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等9种重金属主要来自自然源;32.8%的As和48.1%的Mn来自农业活动,如农药和化肥及有机肥的使用;27.4%的Cu和30.3%的Hg来自工业活动和与煤炭燃烧有关的大气沉降。