長江口及鄰近海域沉積物重金屬元素地球化學特征及其對人類活動的響應(yīng).pdf

1、作為世界上最大的水利工程-三峽工程，其引起的環(huán)境生態(tài)問題一直以來都是國內(nèi)外關(guān)注的焦點。本文于三峽工程一期蓄水早期(2003年6月15-25日)和蓄水三年后(2006年6月15-25日)在長江口及鄰近海域(28°N-33°N，120°E-124°E)進行了兩個航次的環(huán)境綜合調(diào)查。采集了表層和巖芯沉積物樣品，分析了兩個航次樣品的元素含量和粒度組成，研究了兩個時期表層沉積物中重金屬元素的分布特征并進行了對比，討論了長江口外Y16站巖芯沉積物中

2、重金屬元素含量的演化歷史，探討了沉積物中重金屬元素含量對人類活動的響應(yīng)。 本文依托于國家重點基礎(chǔ)研究計劃(973計劃)“中國典型河口-近海陸海相互作用及其環(huán)境效應(yīng)”項目的第九子課題：河口-近海環(huán)境污染調(diào)控對策及生態(tài)系統(tǒng)變異的趨勢預(yù)測。并對其關(guān)鍵科學問題：河流入海污染物(重金屬元素)對海岸帶環(huán)境的影響進行了分析和討論。主要研究成果如下： (1)自從三峽工程一期蓄水后早期(2003年)到2006年，長江河口(大通站)徑流量由

3、2003年的9248億m3減少到2003年6886億m3。隨著徑流量的變化，2003年和2006年長江沖淡水向口外擴展的相對強度略有變化。與2003年相比，長江沖淡水在河口外向東北和東南兩個方向上的擴展在2006年相對減弱；而在東北偏北方向上擴展相對增強，使得該區(qū)受到北部流系(如黃海沿岸流等)的影響相對較弱。 (2)與2003年資料相比，2006年表層沉積物中粒度的分布格局并未發(fā)生明顯變化，但粘土組分的百分含量有所增加，在河口外

4、東北偏北方向上出現(xiàn)粘土組分百分含量的高值區(qū)。說明細顆粒物質(zhì)向河口外東北偏北、東北和東南方向上的輸送強度發(fā)生了變化且與長江沖淡水向外擴展的強度變化相似。 (3)2003年研究區(qū)表層沉積物中重金屬元素含量的等值線呈近乎平行岸線的帶狀分布，并在最大混濁帶、河口外泥質(zhì)區(qū)和河口外羽狀鋒西側(cè)出現(xiàn)高值，在羽狀鋒東側(cè)重金屬元素含量迅速降低并呈向海方向遞減的趨勢。物源、水動力條件、細顆粒物質(zhì)的吸附以及絮凝作用和氧化還原條件是控制沉積物中重金屬元素

5、含量分布的主要因素。 (4)與2003年資料相比，2006年表層沉積物中重金屬元素含量的分布格局并未發(fā)生變化，即重金屬元素主要在泥質(zhì)區(qū)發(fā)生富集。但是，自2003年到2006年，重金屬元素含量整體上都呈降低的趨勢，這種趨勢是由三峽工程一期蓄水所引起，還是由于近年來流域及河口區(qū)環(huán)境治理的結(jié)果尚有待于進一步的工作。在2006年，長江口外東北偏北方向上出現(xiàn)重金屬元素含量的高值顯然是與表層沉積物中粘土粒級組分相對增加有關(guān)。在長江口外東南(

6、即杭州灣外以東)沉積物中重金屬元素含量的變化梯度增強，杭州灣口外成為除長江口外另一重金屬元素的重要沉積“匯”之一。以上變化可能都與細顆粒物質(zhì)在長江口外東北偏北、東北和東南方向上輸送強度的變化以及吸附一解吸附過程有關(guān)。 (5)與2003年分析結(jié)果相比，在2006年的主成份分析中陸源碎屑對總方差的貢獻明顯減弱，人為污染的影響對總方差的貢獻有所增強。表明了陸源物質(zhì)輸入的減少對長江河口區(qū)沉積物中重金屬元素含量有重要的影響，而且人為污染的

7、影響也逐步顯現(xiàn)出來。但是，這種變化是由陸源物質(zhì)輸入減少所引起，還是由于人為污染物質(zhì)輸入增加所引起，亦或是由兩者相互作用所引起，尚有待于進一步的工作。 (6)在1986-2003年，長江處于低輸沙量階段且輸沙量呈明顯的遞減趨勢，Y16站巖芯沉積物中Cu和Ni含量基本不變，Cr、Pb和Zn含量逐漸增高。這段時期，尤其是進入90年代后，通過與Al比較去除粒度影響后，Cr、Pb、Zn與Al比值增高的趨勢更加明顯。這種趨勢與我國的經(jīng)濟發(fā)展