黃海膠州灣多介質(zhì)重金屬空間分布及風險評價.pdf

1、膠州灣是我國北方典型的半封閉海灣與深水良港，作為山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)的龍頭城市，依托膠州灣豐富的海洋資源和航運條件，近年來青島市取得了長足發(fā)展。然而，隨著海灣開發(fā)活動的增加和經(jīng)濟的高速發(fā)展，對膠州灣的污染不斷加劇，導(dǎo)致海域生態(tài)環(huán)境日益惡化。其中重金屬又以其污染的擴散性、難降解性、毒性隨食物鏈逐級放大以及難治理性等特征，其污染特點及生態(tài)風險引起人們的廣泛關(guān)注。自08年青島市開始實施“環(huán)灣保護，擁灣發(fā)展”的戰(zhàn)略，加大了膠州灣污染的治理力度，膠

2、州灣的環(huán)境取得了一定改善，但海灣環(huán)境具有整體性、動態(tài)性的特點，仍需要進行長期的監(jiān)測與評估。
　　基于以上背景，本文以膠州灣水體、沉積物以及三類生物體（魚類、甲殼類、貝類）研究對象，并選取膠州灣8月豐水期為研究時段，此時大量徑流入海、微生物體活躍，灣體環(huán)境受人類影響最為顯著。在膠州灣灣內(nèi)不同區(qū)域采集不同深度（0-30 m）的代表性海水樣本與表層沉積物（0-10 cm）樣品以及三類海洋動物（魚類、甲殼類、貝類）樣品，利用ICP-MS和

3、原子熒光分析儀對樣品中的As、Cd、Cr、Hg、Zn、Pb、Cu、Ni含量進行了測定，基于水質(zhì)質(zhì)量指數(shù)法和Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)（RI）評價了水體的污染程度和沉積物的潛在生態(tài)風險，基于重金屬污染指數(shù)（MPI）測算了不同類海洋動物對重金屬的富集性，并利用居民每周膳食重金屬攝入量（AWI）與每周最大攝入量（PTWI）進行對比，評價其食用安全性。以期為膠州灣海洋資源的開發(fā)、水產(chǎn)品質(zhì)量的提高提供理論與數(shù)據(jù)支持。
　　研究結(jié)果表明

4、：
　?。?）除個別點位未受到Cd和Ni污染之外，膠州灣海水受到了其他重金屬的污染，其中Cu和Pb污染最重的重金屬。其濃度超過國家一級海水水質(zhì)標準標準428.05和88.76倍。Cu的超標區(qū)域主要分布于海泊河、李村河沿岸，靠近青島市工業(yè)區(qū)。Pb的超標區(qū)域主要分布于李村河、龍泉河入?？诟浇?。Hg高值區(qū)（0.27-2.52μg/L）沿膠州灣大橋分布。除Hg、Pb、Cd之外，其他重金屬呈現(xiàn)出表層（0-10m）和底層（11-20m）含量大

5、于中層（21-30m）的特點。水質(zhì)質(zhì)量指數(shù)法測算結(jié)果表明，海水中重金屬的相對污染指數(shù)（Ai）從高到低依次是：Cu＞Pb＞Hg＞Ni＞Cd＞Cr＞Zn＞As，再次證明Cu、Pb、Hg和Ni污染較明顯；且綜合污染指數(shù)P測算結(jié)果為72.09，遠遠大于強污染限定值5，說明膠州灣海水的污染狀況較為嚴重。
　　(2)除Cr之外，沉積物中其他重金屬含量均高于國家一級海洋沉積物質(zhì)量標準1倍以上，其中As高達4倍。除Cd、Hg外，Cr等元素的高值區(qū)

6、集中于灣東河流入?？冢蟛糠衷爻尸F(xiàn)出沿污染源分布的特點。沉積物Hg達到嚴重污染程度（Pi=595)，其余重金屬為輕度污染（Pi<40）。膠州灣表層沉積物重金屬的RI從大到小依次為：Hg＞As＞Ni＞Cd＞Pb＞Cr＞Cu＞Zn，其中Hg對RI的遠高于其他重金屬（p<0.05）,應(yīng)當引起高度重視。
　　(3)膠州灣三類生物（魚類、甲殼類、貝類）所含重金屬含量差異較大，但都呈現(xiàn)出Cu、Zn含量大于其他重金屬的特征。魚類重金屬含量由多

7、到少依次為：Zn>As>Cu>Ni>Hg>Cd>Pb>Cr，甲殼類：Zn>Cu>As>Ni>Hg>Cd>Cr>Pb，貝類：Zn>As>Cu>Cd>Ni>Pb>Hg>Cr。大部分海洋重金屬在三類生物體內(nèi)的含量規(guī)律性明顯：在甲殼類與貝類中的含量含量遠大于魚類。
　　(4)按照每種海洋重金屬在不同種類生物體內(nèi)的含量進行排序，呈現(xiàn)出 Cr、 Ni、 Zn、Cd、Cu、As在甲殼類與貝類中的含量含量遠大于魚類，Pb、Hg最高值分別集中在貝類

8、與甲殼類，其次是魚類。
　　(5)膠州灣不同種類生物體內(nèi)重金屬的濃縮系數(shù)測算結(jié)果表明，不同種類的重金屬在海洋生物體內(nèi)的富集系數(shù)差異性大，以Cu、Zn兩類重金屬的濃縮系數(shù)最高。而Cr、Pb與Hg在海洋生物體內(nèi)的濃縮系數(shù)極少。從生物種類角度看，三類生物均對Cu、Zn有較高的濃縮系數(shù)，底棲生物尤其是貝類對的濃縮量最大，魚類濃縮系數(shù)最小，但方氏云鳚的富集系數(shù)高。Cr在海水中含量較高，在方氏云鳚體內(nèi)濃縮系數(shù)較低的原因尚未明確，需進一步探討。

9、對不同生物的MPI值測算結(jié)果表明，對不同生物的MPI值測算結(jié)果由大到小為：貝類>甲殼類>魚類。
　　(6)單因子指數(shù)法評價膠州灣生物體內(nèi)重金屬的污染水平，結(jié)果表明，除Cr之外，大部分重金屬都處于重度污染范圍。Zn、As、Cd三種元素遠超過重度污染水平，貝類中Zn污染最為嚴重。Pb、Hg在貝類與甲殼類中污染水平也較高。Ni在在貝類中處于重污染水平。Cu在在甲殼類中污染嚴重。膠州灣每種生物體食用安全性PTWI經(jīng)測算得出，表明目前人體一