连云港港口附近海水中重金属的分布特征及其规律

连云港港口附近海水中重金属的分布特征及其规律
葛修军;吴少杰;吴建新
【摘要】通过对连云港港口附近海域海水中铜、铅、锌、镉等重金属进行测定,分析了港口附近海域海水中重金属的分布特征.结果表明,连云港港口附近海水中重金
属污染程度较轻,年际变化不明显,夏、秋、冬季节,海水中重金属分布与潮水的涨落无明显相关性,铜、铅为近海海域的主要污染物.
【期刊名称】《淮海工学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(019)002
【总页数】4页(P89-92)
【关键词】连云港;重金属;分布特征
【作者】葛修军;吴少杰;吴建新
【作者单位】国家海洋局连云港海洋环境监测站,江苏,连云港,222042;淮海工学院
海洋学院,江苏,连云港,222005;淮海工学院海洋学院,江苏,连云港,222005
【正文语种】中文
【中图分类】X55
随着城市建设规模的扩大及工农业的发展和海洋、海岸工程建设的日益增多,大量
工业及生活污水直接或间接排入海洋,污水中的有毒物质通过生物、化学和物理作
用分布于海水中,其中重金属的污染相当严重,污染水体的重金属有汞、镉、铅、铬、钴、钒、钡等。

这些重金属进入水体后不能被微生物降解,只能以不同价态,在水、
底质和生物之间迁移转化,发生分散和富集作用。

海水中的重金属,即使浓度很小,也可以在藻类和底泥中富集,通过食物链的传递,最终进入人体,危害人体健康。

近年来,连云港附近海域近海养殖规模日益发展,人工养殖的海产品产量日益增加,因此,探讨连云港附近海域海水中的重金属含量及其分布特征,并对重金属的污染状况进行评价具有重要意义。

近来,相关研究日益发展,不少文献对连云港附近海域的海水、生物及沉积物都作了相应研究[1-3],其海水重金属部分的测定数据与本文相近,结论一致。

文献[3]对生物体中重金属进行了研究,认为铜和镉是生物体中主要污染物和特征污染物。

本文则主要对连云港港口附近海域海水中重金属的分布特征及其规律进行研究。

1 样品的采集和实验方法[4]
1.1 样品采集及站位布设
在连云港附近海域(主要是港区内及港区向外延伸海域),根据数年不固定但位置变化不太大的站位采集样品。

按照海洋监测规范中海水分析部分(GB 17378.4-2007)的要求,用去离子水冲洗干净的聚乙烯瓶采样,采集的海水样品用稀硝酸浸泡,再用0.45 μ m的微孔滤膜现场过滤,然后加硝酸固定。

1.2 测定方法
对所采集的样品,按照海洋监测规范中海水分析部分(GB 17378.4-2007)的要求,用无火焰原子吸收分光光度法测定铜、铅、镉的含量,用火焰原子吸收分光光度法测定锌的含量,分析仪器为美国产的VARIAN AA240型原子吸收分光光度计。

2 评价体系
2.1 评价方法
水质均采用单因子标准指数(Pi)法(即各个因子单独评价),评价模式为
式(1)中,Pi为第i项因子的标准指数；Ci为第i项因子的实测浓度；Cio为第i项因
子的评价标准值。

Pi＜1即为水质合格。

2.2 评价标准
由于连云港港区附近为综合性海域,海域水体评价执行海水水质标准(GB 3097-1997)中的二类标准(见表1),其单因子污染指数等级划分见表2。

表1 海水水质标准值一览表[5] Table 1 Water quality standard value检测项目一类水质标准值/ (μ g/L)二类水质标准值/ (μ g/L)三类水质标准值/ (μ g/L)铜≤5 ≤10 ≤50铅≤1 ≤5 ≤10锌≤20 ≤50 ≤100镉≤1 ≤5 ≤10
表2 单因子污染指数等级划分[6]Table 2 Classification of single-factor pollution index污染指数Pi 质量状况≤0.5 清洁0.51～0.75 尚清洁0.76～1.0 轻污染＞1.0 污染
3 结果与分析
3.1 2007年12月连云港港区海洋环境调查
在连云港港区内布设12个站位,高、低潮各采1次表层样。

对水质中的重金属含量进行评价(见图1),结果为:锌的均值为12.1 μ g/L,达到一类海水水质标准,属清洁,只有1个站位超过20 μ g/L,符合二类海水水质标准,属较清洁。

铜的均值为1.98 μ g/L,达到一类海水水质标准,属清洁,只有一个站位超过5 μ g/L,符合二类海水水质标准,属较清洁。

铅的均值为0.58 μ g/L,达到一类海水水质标准,属清洁；只有两个站位超过1 μ g/L,符合二类海水水质标准,属较清洁。

镉的均值为0.179μ g/L,达到一类海水水质标准,属清洁。

高潮或低潮对水质重金属含量的分布变化无明显影响,呈无规律分布。

图1 2007年12月连云港港区铜、铅、锌、镉高潮时质量浓度Fig.1 Concentration of copper,lead,zinc,cadmium in seawater at high tide near Lianyungang in Dec.,2007
3.2 2008年4月连云港港区海洋环境调查
在连云港港区内布设9个站位,高、低潮各采1次表层样,同时,超过 10 m水深采集底层样。

从2008年4月港区水质重金属评价来看(见图2～图5),潮水对水质重金
属含量的分布变化影响明显,低潮时变化较大,高潮时变化很小。

铜的均值为22.4 μ g/L,属轻度污染；高潮时,均值为8.2 μ g/L,属较清洁；低潮时,均值为36.7 μ g/L,
属轻度污染。

铅的均值为4.91 μ g/L,属较清洁。

锌的均值为27.7 μ g/L,属较清洁；高潮时,均值为17.0 μ g/L,属清洁。

镉的均值为0.152 μ g/L,高、低潮时均为清洁。

图2 2008年4月连云港港区高、低潮时铜的质量浓度Fig.2 Concentration Cu
in seawater at high tide and low tide near Lianyungang in April,2008
3.3 2008年8月连云港防波堤工程海洋环境调查
站位的布设如图6所示。

高、低潮各采1次表层样。

以铜的变化为例,由图7可以
看出,高潮时,站位点01的铜的质量浓度最高,而低潮时,06和10站位点铜的质量浓度相对较高；其变化范围在0.279～7.710 μ g/L之间,均值为1.930 μ g/L。

高潮时,04,14和17站位点铅的质量浓度较高；而低潮时,各站位点铅的质量浓度表现不明显。

其变化范围在0.019～0.808 μ g/L之间,均值为0.206μ g/ L。

高潮时,在站位点01和20锌的质量浓度最高；低潮时,06,10和20站位点锌的质量浓度较高。

其变化范围在 5.920～27.100 μ g/L之间,均值为12.9 μ g/L。

在高潮和低潮时,13站位点镉的质量浓度最高,而其他站位点的镉质量浓度变化不明显。

其变化范围在0.067～0.595 μ g/L之间,均值为0.131 μ g/L。

铜、铅、锌、镉的质量浓度随潮
水的涨落以及离岸的远近变化不明显,没有明显的规律。

因此,将连云港港口附近海
域海水按照二类海水水质标准进行评价(见表3)。

表3 结果评价Table 3 Results evaluation受测物测值范围/ (μ g/L)平均值/ (μ
g/L)超标率/ %平均污染指数质量状况铜 0.279～7.710 1.930 0 0.120 清洁铅
0.019～0.808 0.206 0 0.016 清洁锌 5.920～27.100 12.900 0 0.380 清洁镉
0.067～0.595 0.131 0 0.016 清洁
据2008年8月连云港防波堤工程海洋环境监测,铜的最大值为 7.17＜10 μ g/L；
锌的最大值为27.1μ g/L＜50 μ g/L；铅的最大值为0.808μ g/L,远小于标准值5
μ g/L；镉的最大值为0.595 μ g/L,远小于标准值5 μ g/L。

结果表明,监测海区的
水质重金属的质量浓度均低于标准值,海水水质合格,其变化在高潮和低潮时段没有
明显差异,而站位离岸的远近对浓度的变化也无明显影响。

3.4 2009年9月连云港港区海洋环境调查
港区内布设10个站位。

高、低潮各采1次表层样,同时,超过10 m水深采底层样。

根据2009年9月港区水质重金属评价结果,潮水对水质重金属含量的分布变化影
响不明显,无规律可循。

铜的均值为3.3 μ g/L,高、低潮时均达到一类海水水质标准,只有1个站位高潮时超过5μ g/ L,符合二类海水水质标准。

铅的均值为0.76 μ g/ L,达到一类海水水质标准,属清洁；高潮时,均值为0.49 μ g/L,属清洁；低潮时,均值为1.02 μ g/L,属较清洁。

锌的均值为23.8 μ g/L,达到二类海水水质标准,属较清洁；高、低潮时,均为二类海水水质标准。

镉的均值为0.276 μ g/L,达到一类海水水质
标准,属清洁；高、低潮时,均为清洁。

由表4可知,铜在2008年4月份低潮时,符合三类海水水质标准,高潮时,符合二类海水水质标准,其余年份均符合一类海水水质标准；铅在2008年4月份低潮时,符合
三类海水水质标准,高潮时,符合二类水质标准上限,其余年份均符合或接近一类海水水质标准；锌在2008年4月低潮时及2009年9月符合二类水质标准,其余符合
一类海水水质标准；镉,均符合一类海水水质标准。

表4 2007—2009年重金属年变化Table 4 Annual variation of heavy metals from 2007 to 2009时间潮况位置铜/ (μ g/L)铅/ (μ g/L)锌/ (μ g/L)镉/ (μ g/L) 2007年12月高潮港区 2.37 0.440 12.20 0.172低潮港区 1.58 0.720 12.00
0.186 2008年4月高潮港区 8.17 3.120 17.00 0.135低潮港区 36.70 6.710 38.30 0.170 2008年8月高潮港区及外延 1.58 0.230 12.40 0.124低潮港区及外延 2.28 0.183 13.50 0.137 2009年9月高潮港区 3.75 0.494 23.00 0.270低潮港区 2.82 1.020 24.30 0.283
由表4可以看出,港区及其向外延伸的海域水质基本良好,多年及多数时间段符合一类海水水质标准,只有2008年4月份低潮时,铜符合三类海水水质标准,按二类海水水质标准评价,污染指数Pi为3.670＞1,级别为污染；2008年4月份低潮时的铅符合三类海水水质标准,按二类海水水质标准评价,污染指数Pi为1.340＞1,级别为污染；2008年4月份及2009年9月份锌符合二类海水水质标准,污染指数Pi分别为0.550和0.480,级别分别为尚清洁、清洁。

4 结论
总体来看,连云港附近海域水质重金属污染较轻。

通过对2007—2009年的数据进行比对,发现大多数时间段,水质都能达到一级或二级标准,属于清洁及较清洁级别。

个别时间段、个别指标超过二类水质标准,符合三级标准,铜、铅是连云港港区附近的主要重金属污染物；文献[2]对连云港海域水质环境的调查表明,该海区已受到铅的污染,这与本文的结论相吻合；文献[3]对连云港海域沉积物环境调查表明,该海区沉积物已受到铜的污染,间接地印证了铜为该区域海水中的主要重金属污染物。

由多年的资料可以得出初步结论:夏、秋、冬季节,水质重金属的分布变化与潮时有一定关系但不明显,即高潮时含量略低,低潮时含量略高,高潮或低潮时波动不大；但2008年4月(春季)的数据表明,高潮时,水质重金属的分布无明显变化,低潮时波动较大,重金属的分布与潮流的变化密切。

参考文献:
【相关文献】
[1] 韩玲玲,刘吉堂,钱焕,等.海州湾水体重金属污染现状分析[J].淮海工学院学报:自然科学
版,2009,18(3): 90-93.
[2] 张慧,贺心然,姚远,等.连云港近岸海域沉积物中重金属污染平面分布研究[J].淮海工学院学报:自然科学版,2008,17(2):45-48.
[3] 陈秀开,田慧娟,刘吉堂,等.海洲湾近海海水、沉积物及贝类体内重金属的含量和分布特征[J].检验检疫学刊,2009(5):6-11.
[4] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.海洋监测规范(GB 17378.4-2007)[S].北京:中国标准出版社,2007:1-21.
[5] 国家环境保护局.海水水质标准(GB 3097-2007 Z50) [S].北京:中国标准出版社,2007:4.
[6] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.海洋监测规范(GB 17378.2-2007)[S].北京:中国标准出版社,2007:17-32.。