曹妃甸老龙口现代沉积环境及重金属污染特征研究
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析作者：刘玉红来源：《安徽农学通报》2020年第01期摘要：以龙口市北部平原农田为试验区，野外采集63个农田土壤样本，基于实验室测定的样本重金属含量数据，利用空间插值分析方法，分析了试验区土壤重金属的空间分布特征。
结果表明，6种重金属均有不同程度的富集现象，土壤重金属平均值表现为Mn>Zn>Cr>Pb>As>Hg;Pb、Cr和Mn3种元素污染最为明显。
普通克里金空间插值结果显示，研究区域内土壤中As和Cr元素的高值区域均位于其东北部;Hg元素最高值位于东北部和中部;Pb含量高值区域位于研究区东北部和西南部;Zn元素空间分异差异不大;Mn含量的最高值位于研究区西北部，并表现为向东南部逐渐递减。
关键词：土壤;重金属;空间分布中图分类号 S127;S512 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）01-0098-03Abstract：In this study，the farmland in the northern plain of Longkou City was used as the research area. 63 farmland soil samples were collected in the field. Based on the laboratory determination of heavy metal elements，the spatial distribution characteristics of soil heavy metal elements in the study area were analyzed by spatial interpolation analysis.The study shows that all six heavy metals are enriched to varying degrees. The average value of soil heavy metals is Mn> Zn> Cr> Pb> As> Hg，and the pollution of three elements，Pb，Cr，and Mn is the most obvious. The results of ordinary kriging spatial interpolation show that the high-value areas of As and Cr in the soil in the study area are located in the northeast of the study area;the northeast and middle of the study area with the highest Hg element value;the high-value areas of Pb element are located in the study area Northeast and southwest;the difference in spatial differentiation of Zn is not large;the highest value of Mn content is located in the northwest of the study area，and it gradually decreases to the southeast.Key words：Soil;Heavy metal;Spatial distribution土壤是一個不可再生的自然连续体，是人类赖以生存的重要自然资源。
唐山曹妃甸地区超富集植物的重金属含量测定
子水 洗净 ， 在６ ５ ￣ Ｃ Ｔ烘 干至恒重 ， 磨碎 ， 过２ ０ ０目筛 ， 用Ｈ Ｎ Ｏ ， 一 Ｈ Ｃ Ｉ Ｏ 消煮 、 定容 。 以试剂空 白作为植 物空白对 照 ． 用原 子吸收分光光度法测 定植物 中 ｃ ｕ 、 ｚ ｎ 、 Ｐ ｂ 和ｃ Ａ重金属元 素的含量 ， 每项 ３ 次依据
表 ２ 曹妃甸地 区土壤 中重金属含量监测结果（ ｍｇ ， ｋ ｇ ）
采样点 采样点东南方 向
采样点东北方 向
１ 材 料 和 方法
１ ． １ 试验地概况 曹妃甸 地处唐 山南部 的渤海 湾西岸 ． 一个距离海岸 １ ８ ｋ ｎ 的带状 ｉ 小沙洲 ， 位 于天津港 和京唐港之 间， 曹妃甸地 区属于大陆性季风气候 ． 具有 明显 的暖温带半湿润 季风气 候特征 极端最 高气 温 ３ ６ ． ３ ￣ Ｃ ． 极 端 最低气温一 ２ ０ ． ９ ℃， 年平 均气温 １ １ ． ４ ￣ Ｃ 。 年平 均降水 量 ５ ５ ４ ． ９ ｍ ｍ． 最大年 降水量 ９ ３ ４ ． ４ ｍ ｍ ， 最 大 日降水量 １ ８ ６ ． ９ ｍ ｍ 。降水 多集 中在夏季 ． ６ － ９ 月
科名
景天科 蔷薇科
植物名
八 宝景天 野 山楂
拉 丁学名
Ｈ ｙ ｌ ｏ ｔ ｅ ｌ ｅ ｐ ｈ ｉ ｕ ｍ ｅ ｒ ｙ ｔ ｈ ｒ ｏ ｓ ｔ ｉ ｅ ｔ ｕ ｍ Ｎ ｉ ｐ ｐ ｏ ｎ Ｈ ａ ｗ ｔ ｈ ｏ ｎ ｒ Ｆ ｕｉ ｒ ｔ
境污染的 目的。 菊科 蒲公英 Ｔ ａ ｒ ａ ｘ ａ ｃ ｕ ｍ ｍ ｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ｅ ｕ ｍ Ｈ ａ ｎ ｄ ． － Ｍ ａ ｚ ｚ 综合这四种修复技术 ， 生物修复技 术由于具有较 广阔的前景而普 遍被人们看好。 本文对唐山曹妃甸地区 ３ 种植 物对 ｐ ｂ 、 ｃ ｄ 、 ． Ｃ ｒ 、 Ａ ｓ 等四 ２ ． ２ 曹妃甸地 区土壤 中重金属含量 种重金属元 素的吸收和积累进行研究 ． 旨 在为唐 山曹妃甸地 区的重金 表 ２列 出了样 品的重金属含量监测结果。
河北曹妃甸近海区地貌与沉积特征分析
的出露 ， 其岩 性 为坡 积洪 积 的黄 土状粉 土质 亚砂 土 和亚粘 土 ， 局部 夹有 砂砾 石层 。
（） ４ 全新统（ ４： Ｑ）为海陆交互相沉积层 ， 以冲积和海积为主 ， 其次为风积 、 湖积等 ， 一般为一个沉积旋 回。 以灰黑 色 、 色 的亚 粘 土和亚 砂 土为 主 ， 夹有 １ 层 灰黑 色 的淤泥 质粘 砂 ， 灰 并 ～２ 砂层 不发 育 。全新 统 地层 在平
曹妃甸是位于河北省唐山地区唐海县南
部 海 域 中的一 个 沙 岛 （ 东北 一 西 南 向 ） 高 潮 ， 时淹 没 ， 潮 时露 出水面 ， 低 曹妃 甸 以北 大片 沙 质浅 滩 东 西 长 达 ２ ｍ， 北 宽 达 ｌ １ｋ 南 ５—２ ０ ｋ 在曹 妃 甸 西 南 及 南 面 水 域 宽 阔 ， 深 条 ｍ， 水 件 为 渤海湾 内最 佳 区域 ， ０ｍ 以上 水 深 的 一３
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第２ ８卷第 ３ 期
２０ 年 ０７ ６ 月
水
道 港 口
Ｖｏ ． ８ Ｎ ． １２ ｏ ３
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａｅｗａ ｎ ａｂ ｒ ｏ ｒ ａ ｔ ｒ ｙａ ｄ Ｈ ｒｏ ｏＷ
Ｊｎ． 姗 ｕ
河 曹 甸 海 地 与 积 征 析 北 妃 近 区 貌 沉 特 分
维普资讯
２０ ０７年 ６月
闫新兴 ， 等
河 北曹 妃甸 近海 区地 貌 与沉积 特征 分析
１５ ６
（） ３上更新统（ ３ ： Ｑ ）为海陆交互相沉积层 ， 一般有两个沉积旋 回， 沉积物多为灰黄色的亚砂土及亚粘土 ， 粘 土次 之 ， 度 达 １０ｍ左 右 。在末 期 ， 厚 ０ 有一 次 中基性 火 山岩 喷 发 ， 喷发 物 除 在小 山有 玄 武 岩 流 出露 地表 其
曹妃甸地区FB1钻孔沉积物特征及沉积环境分析
天津城建大学学报 Journal of Tianjin Chengjian University
DOI：10.19479/j.2095-719x.1902140
Vol.25 No.2 Apr. 2019
曹妃甸地区 FB1 钻孔沉积物特征及沉积环境分析
刘 康，李雪峰
1 资料来源
河北曹妃甸滨海地区海岸带环境地质调查评价 项目，钻孔 FB1 位于东经 118°30′32″，北纬 39°02′42″ 附近（见图 1），由天津地质调查局进行钻孔编录及沉 积物颗粒度分析.
收稿日期：2018-10-24；修订日期：2018-11-20 作者简介：刘 康（1994—），男，江苏扬州人，天津城建大学硕士生. 通讯作者：李雪峰（1973—），男，副教授，博士，从事地质学、岩土工程和工程地质方面的研究. Email：lixf1999@
根 据 渤 海 Bc -1 孔 分 别 于 35 000—36 000BC、 53 500—65 000BC、70 000—85 000BC 年代地层中发 现海相地层. 海中的沉积速度远大于陆地沉积，近海 的同一时代海相地层会比陆地上的更深；靠近陆地的
地层钻孔相对于浅海中的地层钻孔，某些地层甚至可 能缺失[9]. 渤海及其周边区域晚更新世时期气候变化为 温湿—冷干—温暖略湿—冷凉略干—温暖略湿—寒冷较 干，地理环境的变化为浅海—沿海平原—浅海—河湖 平原—浅海—河湖平原[10-11]. 距今 38 000 a 左右，发生 第三次海侵，第二海相地层大约形成于晚更新世早期[12].
（天津城建大学 地质与测绘学院，天津 300384）
摘 要：通过对曹妃甸 FB1 钻孔粒度特征和岩性特征进行详细分析，结合光释光测年数据，分析曹妃甸 FB1 钻孔粒度
河北曹妃甸岛区工程地质环境稳定性评价研究
砂土液化。区内砂土液化的严重区分布在唐海 县、柳赞和岛区附近区域[13]。
地面沉降。区内地面沉降累积沉降量最大区位 于南堡地区。
软土地基。研究区位于沿海地区，区内全新统 为一套灰色、黄灰色冲积、海积、湖沼相沉积物，以粉
土、粉质粘土、粉细砂为主，夹有淤泥层或海相层，含
研究区多为地势低洼的盐碱地，高出地面 2～3 m。由于排水不畅，多形成泥沼、洼地和沙堤；沿岸滩
收稿日期：2019-09-17 资助项目:中国地质调查局项目“京唐秦发展轴主要城镇综合地质调查（DD20190251）”; 国家公益性行业科研专项资助项目
“典型海岸带地下水海（咸）水入侵监测与数值模拟课题（201011019-02）”；中国地质调查局项目“河北曹妃甸滨海 地区海岸带环境地质调查评价（212010814005、1212011120086）”
域，主要为大规模的吹沙造地、工业建设，改变了原有的海洋动力系统，从而引起港区周围洋流、地貌特征、冲淤过
程、泥沙运动的改变，导致航道的冲於，特别是深槽冲刷的加剧是影响地质环境稳定的主要因素。评价结果可作为
研究区工程维护的参考依据，也为我国其它沿海港口重大工程地质环境稳定性评价提供了借鉴。
关键词：地质环境；风险评估；综合评价；海岸工程；曹妃甸
技术方法[10]。目前，国内外关于人工岛系统的整体安 全评价技术尚不成熟,主要都是针对不同地区不同地 质环境条件来进行综合评价和分析[11]，因此有必要 对曹妃甸岛区重要港口及重大工程建设区地质环境 稳定性进行风险评估，本文在总结相关研究成果并 分析研究区地质环境数据的基础上，构建了地质环 境稳定性评价指标体系，并采用专家打分法进行了 综合评价，评价结果可为该地区重大工程的布局和 后期工程的维护提供参考依据。
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析龙口市北部平原地势平坦，土地肥沃，是该市重要的农业生产基地。
随着城市化进程的加快和工业污染的增加，土壤重金属污染问题逐渐凸显。
本文将对龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征进行分析，以期为当地土壤污染防治和农业生产提供科学依据。
一、研究区概况龙口市北部平原地处中国山东省东北部，总面积约为1120平方公里。
地处暖温带季风气候区，年均气温11.6℃，年均降雨量为600~800毫米。
研究区属长江中下游平原，地势较为平坦，土地肥沃，主要以种植小麦、玉米、水稻和蔬菜为主。
二、土壤重金属污染现状近年来，随着城市化的进程和工业化程度的提高，研究区土壤重金属污染问题逐渐凸显。
重金属污染主要来源于工业废水、生活污水、农药、化肥等农业生产和人类活动的影响。
据当地环保部门监测数据显示，铅、镉、铬等重金属超标现象逐渐增多，已经对当地农业生产和周边水体造成影响。
三、土壤重金属空间分布特征分析1. 铅、镉、铬等重金属分布情况研究表明，龙口市北部平原地区土壤中重金属主要呈现点源污染和散点污染的特点。
重金属主要集中分布在工业园区、城市化区域周边和农田附近，局部土壤超标情况严重。
而远离工业区和农田的自然保护区等地区，重金属含量相对较低。
这说明工业化程度和人类活动对土壤重金属分布产生了明显的影响。
2. 不同类型土地的重金属含量差异在研究区内，不同类型土地的重金属含量存在显著差异。
工业用地和农业用地的重金属含量明显高于自然保护区和林地等地。
工业用地的重金属含量最高，特别是工业园区周边的土壤重金属污染情况较为严重。
3. 土壤重金属与土壤理化性质的关系土壤重金属含量与土壤理化性质之间存在一定的关系。
研究表明，重金属污染程度与土壤pH值、有机质含量、粘粒含量等指标密切相关。
通常情况下，土壤pH值越低，有机质含量越低，粘粒含量越高，土壤中的重金属含量越高。
这也说明了土壤理化性质对重金属的吸附和迁移具有重要的影响。
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析
龙口市位于山东省东部，辖区内属于渤海湾沿海地区。
该地区的经济发展迅速，但同时也带来了环境污染问题，尤其是土壤重金属污染。
因此，了解该地区土壤重金属的空间分布特征对环境治理和保护具有重要意义。
本文以龙口市北部平原地区为研究对象，采用地统计学方法对其土壤重金属污染情况进行分析。
结果表明，该地区土壤重金属污染主要集中在工业区、城市及其周边地区、道路沿线等人类活动频繁的地带。
其中，镉、铅和锌是主要的土壤重金属污染物。
具体来说，工业区的土壤重金属浓度明显高于其他地区，其中由炼钢厂、焦化厂、冶金厂等工业活动产生的镉和铅对土壤污染的贡献较大。
城市及其周边地区的土壤重金属浓度也相对较高，受到交通、建筑等活动的影响，其中锌是主要的污染物。
道路沿线的土壤重金属浓度也不容忽视，主要受到汽车尾气和道路扬尘的影响，其中铅是主要的污染物。
相比之下，农田和自然保护区的土壤重金属浓度较低，但仍有个别点位异常。
其中，由于化肥、农药等农业生产活动的影响，部分农田土壤的铜和锌浓度较高。
自然保护区受到人类活动的干扰较少，但仍有少量的点位受到铅的污染，可能与其周围的道路和城市建设有关。
综合以上分析，龙口市北部平原地区的土壤重金属污染是以点源污染为主，但也存在着面源污染的问题。
因此，建议加强工业区、城市及其周边地区、道路沿线等人类活动频繁的地带的环境管理和监测，减少重金属的排放和扩散。
同时，加强农业、渔业等生产活动的生态环境保护，避免土壤重金属的过量积累。
最后，加强环境教育和宣传，提高公众环境保护意识和行动能力。
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析龙口市位于山东省东部，是一个以农业为主的城市。
北部平原是该市重要的农业生产区域，土壤质量对农业生产和生态环境具有重要影响。
随着工业化和城市化的发展，土壤重金属污染成为了一个日益严重的问题，影响了农作物的生长和人民的健康。
了解北部平原土壤重金属的空间分布特征对于保护农田和生态环境具有重要意义。
一、北部平原土壤重金属概况1. 北部平原土壤重金属来源工业污染、农业活动、道路交通、城市化等活动都可能导致土壤重金属的污染。
在北部平原地区，主要的重金属污染物包括铅、镉、铬、汞等，它们通常来自于工业排放、化肥和农药的使用以及交通排放等。
2. 北部平原土壤重金属状况通过对北部平原地区的土壤样品进行采集和测试分析，发现土壤中镉和铅污染比较严重，超标情况较为普遍，对土壤和植物生长产生了较大影响。
尤其是一些地方水稻种植区，镉超标情况尤为严重，已经存在一定的安全隐患。
二、北部平原土壤重金属空间分布特征1. 土壤重金属与土地利用类型关系北部平原地区的土地利用类型主要包括农田、林地、水域和居民点等，不同类型的土地利用对土壤重金属的污染程度有很大影响。
根据实地调查和实验分析，发现农田土壤中的重金属污染较为显著，主要是因为化肥、农药的过度使用以及生活垃圾的堆放等原因所致。
相比之下，林地和水域地区的土壤重金属污染相对较轻。
2. 土壤重金属与地表特征的关系地表特征包括地形、土壤类型、植被覆盖等因素，对土壤重金属的分布具有重要影响。
研究发现，北部平原地区的土壤重金属主要集中在低洼地带，尤其是农田和水田地带。
这主要是因为低洼地带容易积聚雨水和排放物质，导致重金属的积累和污染。
三、北部平原土壤重金属控制对策1. 加强土壤监测和预警针对北部平原地区的土壤重金属污染情况，需要加强土壤监测和预警工作，及时掌握土壤污染情况，采取有效的防治措施。
2. 推广绿色环保农业推广有机农业和绿色种植技术，减少化肥和农药的使用，改善土壤环境，降低土壤重金属污染风险。
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析龙口市位于山东省东北部，是一个以农业为主要产业的城市，其北部平原地区是该市重要的农田区域之一。
随着工业化进程的加快，土壤重金属污染成为了该地区的一个重要环境问题，对农田土壤的质量和农作物的安全产生了影响。
对龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征进行分析，有助于对该地区土壤环境质量进行评估，为土壤修复和农作物种植提供科学依据。
一、研究背景与意义1.1 研究背景随着工业化和城镇化的快速发展，龙口市北部平原地区的工业生产和城镇建设不断扩张，大量的工业排放和城市废物产生导致了土壤重金属污染的加剧。
而农业生产对土壤质量的要求较高，土壤重金属污染对农田土壤的肥力和农作物的安全产生了严重影响，成为了亟待解决的环境问题。
1.2 研究意义对龙口市北部平原地区土壤重金属的空间分布特征进行分析，可以为当地土壤环境质量的评估提供科学依据，有助于制定合理的土壤修复方案和农作物种植策略，维护当地农田土壤的质量，保障农业生产的可持续发展。
二、研究方法2.1 采集样品需要在龙口市北部平原地区选择代表性的农田样品点，采集土壤样品进行分析。
样品点的选择需要考虑到当地的工业分布、城镇化程度、农田利用方式等因素，以保证研究结果的代表性和可靠性。
2.2 实验分析采集的土壤样品将进行重金属含量的分析，包括但不限于铅、镉、铬、汞等重金属元素，以及土壤的酸碱度、有机质含量等理化性质的分析。
通过实验分析，可以获得土壤重金属的空间分布特征，为进一步研究提供数据支持。
2.3 空间分布分析利用地理信息系统（GIS）技术，结合实验数据进行土壤重金属的空间分布分析，揭示不同区域土壤重金属的分布规律和特征。
通过空间分布分析，可以为当地土壤环境质量的评估和土壤修复方案的制定提供科学依据。
三、研究结果与分析通过对龙口市北部平原地区土壤样品的采集和实验分析，可以得出以下初步结论：3.1 土壤重金属污染较为严重实验结果显示，龙口市北部平原地区存在着不同程度的土壤重金属污染，特别是在工业集中区和城镇周边地区，土壤重金属含量普遍较高，严重影响了农田土壤的肥力和农作物的安全生产。
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析【摘要】本文针对龙口市北部平原土壤重金属污染问题展开研究。
通过对土壤中重金属的分布特征、来源分析、影响因素分析以及空间分布特征分析，揭示了龙口市北部平原土壤重金属污染情况较为严重，主要受工业活动影响。
结合空间相关性分析结果，指出了不同区域之间重金属污染程度的差异及影响因素的空间相关性。
研究结果对龙口市北部平原地区的土壤重金属污染防治提供了重要参考，也为相关政策制定提供了科学依据。
通过本研究，可以更好地认识龙口市北部平原土壤重金属污染的实际情况，为环境保护和可持续发展提供支持。
【关键词】龙口市北部平原、土壤重金属、空间分布、特征分析、污染情况、工业活动、影响因素、空间相关性1. 引言1.1 研究背景龙口市位于山东省东北部，是一个重要的工业城市，工业活动对土壤环境质量产生了一定影响。
随着工业化进程的加快，土壤重金属污染问题越来越受到人们的关注。
土壤中的重金属污染不仅会影响农作物的生长，还可能对人体健康造成潜在威胁。
龙口市北部平原是龙口市主要的农业区域，土壤重金属污染情况一直备受关注。
关于龙口市北部平原土壤重金属的空间分布特征缺乏系统的研究。
本研究旨在通过对龙口市北部平原土壤中重金属的分布特征进行分析，探讨重金属来源、影响因素以及空间分布规律，为土壤环境保护和农田管理提供科学依据。
通过深入研究龙口市北部平原土壤中重金属的空间分布特征，可以帮助我们更好地了解土壤污染的程度和影响范围，为土壤污染防治提供科学支持。
对土壤重金属的来源和影响因素进行分析，有助于制定针对性的污染控制措施，保护农田生态环境和人类健康。
结束。
1.2 研究目的本研究旨在探究龙口市北部平原土壤中重金属元素的空间分布特征及其影响因素，为有效防治土壤重金属污染提供科学依据。
具体目的如下：1. 分析龙口市北部平原土壤中重金属元素的分布特征，揭示不同地区土壤中重金属含量的差异性和分布规律；2. 探讨龙口市北部平原土壤中重金属的来源，分析不同来源对土壤重金属污染的贡献程度；3. 分析影响龙口市北部平原土壤重金属含量的主要因素，包括土地利用、降水情况、人为活动等因素；4. 揭示龙口市北部平原土壤重金属的空间分布规律，分析不同区域土壤重金属含量的空间差异性；5. 进一步分析影响因素的空间相关性，揭示土壤重金属含量与不同因素之间的空间关联程度。
曹妃甸近岸工程海域水环境质量状况与污染来源研究
曹妃甸近岸工程海域水环境质量状况与污染来源研究作者：郑征赵英杰来源：《绿色科技》2017年第12期摘要：以曹妃甸近岸工程海域水环境质量状况为主要研究对象，采用多种插值方法研究分析了水体中无机氮、活性磷酸盐、石油类、重金属铅和锌的时空分布特征，掌握了工程海域水环境质量状况与分布。
全面探讨了海域污染来源，并采用相关性分析方法，研究了入海污染源与水环境质量状况间的相关关系，提出了环境管理的相关建议，以期为近岸海域环境管理与工程建设提供参考。
关键词：曹妃甸；海域；水环境；污染来源中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：16749944（2017）120095031引言河北省唐山市曹妃甸区位于河北省东北部，唐山市东南部55 km，海岸线长约80 km，海域面积约2000 km2。
近年来我国沿海经济高速发展，唐山曹妃甸港区应运而生，环境生态问题也随之而来。
历年来的《河北省海洋环境状况公报》显示，曹妃甸海域水环境状况不容乐观：主要污染物为无机氮、活性磷酸盐。
因此研究并分析曹妃甸近岸工程海域水环境污染因子时空分布特征与环境质量状况以及海域污染来源，对于指导近岸海域开发与环境管理具有一定的现实意义。
污染物质时空分布是其在研究区域平面分布特征的直观反映，即采用一定的插值方法，将监测数据在观测区域范围内进行空间插值，并以等值线的形式予以呈现。
目前的离散观测数据的插值方法有反距离加权法、克里金法、最小曲率法、改进的谢别德法、自然邻点法、最近邻点法、多元回归法、径向基函数法和移动平均法等多种方法[1]。
针对观测数据各自的特点，如数据量等，这些插值方法具有各自不同的应用范围。
相关性分析是揭示系统内各要素之间相互关系及系统演变规律的重要技术方法。
目前相关性分析的方法较多，如SPSS软件中的Pearson、Spearman和Kendall相关系数法等[2]，时间序列分析方法[3]以及基于小波变换的小波相关分析方法[4]等。
曹妃甸近岸工程海域水环境质量状况与污染来源研究
2017年6月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y第12期收稿日期:2017-04-17作者简介:郑 征(1985—),女,工程师,主要从事海洋资源开发利用与保护工程技术研究工作。
郑征1棳赵英杰2(1.唐山市曹妃甸区国土资源局,河北唐山063200;2.交通运输部天津水运工程科学研究院水路交通环境保护技术实验室,天津300456)摘要:以曹妃甸近岸工程海域水环境质量状况为主要研究对象,采用多种插值方法研究分析了水体中无机氮、活性磷酸盐、石油类、重金属铅和锌的时空分布特征,掌握了工程海域水环境质量状况与分布。
全面探讨了海域污染来源,并采用相关性分析方法,研究了入海污染源与水环境质量状况间的相关关系,提出了环境管理的相关建议,以期为近岸海域环境管理与工程建设提供参考。
关键词:曹妃甸;海域;水环境;污染来源中图分类号:X 703 文献标识码:A文章编号:1674-9944(2017)12-0095-031 引言河北省唐山市曹妃甸区位于河北省东北部,唐山市东南部55k m ,海岸线长约80k m ,海域面积约2000k m2。
近年来我国沿海经济高速发展,唐山曹妃甸港区应运而生,环境生态问题也随之而来。
历年来的《河北省海洋环境状况公报》显示,曹妃甸海域水环境状况不容乐观:主要污染物为无机氮、活性磷酸盐。
因此研究并分析曹妃甸近岸工程海域水环境污染因子时空分布特征与环境质量状况以及海域污染来源,对于指导近岸海域开发与环境管理具有一定的现实意义。
污染物质时空分布是其在研究区域平面分布特征的直观反映,即采用一定的插值方法,将监测数据在观测区域范围内进行空间插值,并以等值线的形式予以呈现。
目前的离散观测数据的插值方法有反距离加权法、克里金法、最小曲率法、改进的谢别德法、自然邻点法、最近邻点法、多元回归法、径向基函数法和移动平均法等多种方法[1]。
唐山曹妃甸地区不同功能区重金属污染评价
Science &Technology Vision 科技视界1选题的背景及意义曹妃甸是唐山市南部近海的一个沙岛,位于东经118.38’,北纬380.55’,为滦河入海冲积而成,总面积为16km 2。
曹妃甸港口和工业区建设已先后被列为河北省、唐山市“一号工程”和国家“十一五”规划的重点项目。
尤其是曹妃甸工业区的建设、生态城大学区的发展都受到广泛重视。
目前,曹妃甸港口、港区和港城的建设及曹妃甸区域的环境保护倍受人们关注。
土壤是城市环境的重要组成部分,对其的研究已成为国际土壤学的新兴热点领域。
大量研究表明城市土壤因不同的土地利用而存在不同程度的重金属污染。
但对于土壤的重金属污染在本地区不同活动功能区间的差异特点尚未有充分的研究资料。
本文以唐山曹妃甸地区为例,对港区土壤按不同的生产、生活和商业的土地利用特点进行分区采样分析,试图为了解不同的活动对港口地区土壤重金属污染的影响,为曹妃甸的环境规划和保护提供科学依据。
2采样2.1功能区选择曹妃甸地处唐山南部的渤海湾西岸,一个距离海岸18km 的带状小沙洲,位于天津港和京唐港之间,曹妃甸地区属于大陆性季风气候,具有明显的暖温带半湿润季风气候特征。
故将曹妃甸地区土壤按城市的不同功能区划分为曹妃甸工业区、唐山湾生态城区和风景区3个功能区进行布点和采样。
2.2样本采集与处理每一功能区内样点随机布设;土壤采样按多点混合法(同一地点采3~5个样品,就地混合为一个样品).并考虑到曹妃甸地区土壤的混杂性,采用深度间隔采样法分别采取0~5cm、5~20cm 和50~60cm 的土壤,土壤剖面记录及分析样本采集按规进行,采样点共10个,土壤样本共20个。
土壤风干后磨碎,分别过10目和20目塑料土筛保存备用。
用四分法取部分土样进一步用玛瑙研钵研磨,过100目塑料筛,备用[1]。
2.3分析方法(1)土壤基本性质测定:土壤颗粒组成按比重计法,pH 值按1:l 水提法;有机碳按外加热法。
河北曹妃甸农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价
河北曹妃甸农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价王岩;王楠;王素华;张树明;甄志华;周洁玮;周禹【摘要】以河北曹妃甸项目区农田土壤为研究对象，分析测定土壤基本性质和Zn、Cu、Pb、Cd含量，并依据有关标准和模型对土壤环境质量和潜在生态风险进行评价。
结果表明：农田土壤总体偏碱性，属壤质和黏壤质水稻土，有机质含量低；土壤中Cu的污染指数最大，Zn、Pb次之，Cd虽没超过国家标准但已出现污染累积现象。
在单因子评价中，有76％的土样中Cd元素呈中等或强潜在生态风险，其余元素均无潜在生态风险；在多因子评价中，有95％的土样属于无生态危害或一般生态危害，只有5％是强生态危害。
项目区农田土壤质量虽总体良好，但个别区域存在严重生态危害问题，尤其是Cd元素的潜在生态风险十分突出。
在今后的土地整理和污染修复工程中，应注意保护清洁农田，防止污染交叉转移，促进农业可持续发展。
%As the farmland soil in Caofeidian project area for study object, it had been measured the fundamental nature of the soil and the contents of Zn, Cu, Pb, Cd in soil. And in accordance with relevant standards and models, it had been evaluated the quality and potential ecological risk of soil. The results showed that: the soil was slightly alkaline, loamy or clay loamy paddy soil, low organic matter content; the pollution index of Cu was the largest, Zn、Pb followed, Cd did not pollute according to national standards, but the cumulative phenomenon had occurred. Potential ecological risk level was moderate or strong for Cd element which had accounted for 76% of all soil samples in single⁃factor evaluation, and the remaining elements were risk⁃free. However, potential ecological risk level was free or general ecological harm which had accounted for 95%of all soil samples in multi⁃factor evaluation, whereas only 5% was strong ecological harm. So it showed that the quality of soil was overall good in project area,but individual areas appeared serious ecological hazard problem, especially the potential ecological risk of Cd was very prominent. Therefore, it should be considered that protection the clean farmland and prevention of new pollution in the projects of land consolidation and pollution remediation in the future, to promote the sustainable development of agriculture.【期刊名称】《中国环境监测》【年(卷),期】2016(032)004【总页数】5页(P58-62)【关键词】重金属;农田土壤;潜在生态风险【作者】王岩;王楠;王素华;张树明;甄志华;周洁玮;周禹【作者单位】河北省唐山市农作物种子管理检验站，河北唐山 063000;华北理工大学附属医院，河北唐山 063000;河北省唐山市土壤肥料站，河北唐山 063000;河北省唐山市土壤肥料站，河北唐山 063000;河北省唐山市农作物种子管理检验站，河北唐山 063000;河北省唐山市农作物种子管理检验站，河北唐山 063000;河北省唐山市农作物种子管理检验站，河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】X820.4;X53近年来，随着工农业生产的迅速发展及城市化进程加快，工业“三废”的排放、有毒垃圾及农药化肥的不合理使用，使得土壤重金属污染变得越来越严重。
唐山曹妃甸地区超富集植物的重金属含量测定
Science &Technology Vision 科技视界近年来,我国土壤污染问题日益凸显,对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁。
其中,重金属等污染物导致的土壤问题尤为严重。
曹妃甸港口和工业区建设已先后被列为河北省、唐山市“一号工程”和国家“十一五”规划的重点项目。
目前,曹妃甸港口、港区和港城的建设及曹妃甸区域的环境保护倍受人们关注[1]。
目前,综合国内外各种研究,土壤重金属污染的修复技术主要有四种:1)工程治理措施,为了降低和消除土壤重金属的污染和危害,人们最初采取改土法、电化法、冲洗络合法等工程措施降低重金属的溶解性。
2)物理控制法,该法基于机械物理或物理化学原理的工程技术,包括客土法、隔离法、淋滤法、热处理法、电化学法、吸附固定法等[2]。
3)化学控制法,该技术基于污染物土壤地球化学行为的改良技术,包括化学沉淀法、螯合浸提法等。
其中化学沉淀法的原理是降低土壤重金属的活性,控制其进入植物体内。
虽然不能治本,但在现有条件下不失为一种快捷、方便的途径。
4)生物修复法,其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力,去除污染环境如土壤中的污染物,达到清除环境污染的目的。
综合这四种修复技术,生物修复技术由于具有较广阔的前景而普遍被人们看好。
本文对唐山曹妃甸地区3种植物对pb、Cd、Cr、As 等四种重金属元素的吸收和积累进行研究,旨在为唐山曹妃甸地区的重金属污染的生物修复工作提供科学依据。
1材料和方法1.1试验地概况曹妃甸地处唐山南部的渤海湾西岸,一个距离海岸18km 的带状小沙洲,位于天津港和京唐港之间,曹妃甸地区属于大陆性季风气候,具有明显的暖温带半湿润季风气候特征。
极端最高气温36.3℃,极端最低气温-20.9℃,年平均气温11.4℃。
年平均降水量554.9mm,最大年降水量934.4mm,最大日降水量186.9mm。
降水多集中在夏季,6-9月的降水量为408mm,约占全年降水量的74%。
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析
龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征分析龙口市位于山东半岛的北端，地处渤海湾之滨，地势平坦，土壤肥沃，自古就是农业发达地区。
随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题逐渐凸显，其中土壤重金属污染成为了一个严重的问题。
本文通过对龙口市北部平原土壤重金属空间分布特征的分析，旨在了解该地区土壤重金属污染的程度和分布规律，为环境保护和土壤修复工作提供科学依据。
一、研究背景龙口市北部平原地处工业区的边缘地带，受到了来自工业和城市生活污染的影响，土壤重金属污染较为严重。
为了更好地了解土壤重金属的分布情况，本文对龙口市北部平原地区的土壤重金属进行了系统的调查和分析。
二、研究方法本研究选择了龙口市北部平原地区的若干个样点，采集了不同深度的土壤样品，分别进行了pH值、有机质含量和重金属元素含量的测定。
利用地理信息系统（GIS）对采样点进行了空间分布分析，探讨了土壤重金属的空间分布特征。
三、研究结果1. 土壤pH值的分布特征通过对土壤样品的分析发现，龙口市北部平原地区的土壤pH值普遍较低，多数样点的pH值在5.5-6.5之间，部分样点甚至低于5.5。
这说明该地区土壤酸化严重，对植物生长和土壤微生物活动造成了不利影响。
2. 有机质含量的分布特征研究发现，龙口市北部平原地区的土壤有机质含量普遍较低，多数样点的有机质含量在0.5-1.5%之间，仅有少数样点的有机质含量超过2%。
这表明该地区的土壤贫瘠，有机质含量不足，对土壤的肥力和肥力保持能力造成了严重影响。
3. 重金属元素的分布特征对土壤样品中的重金属元素进行分析，发现龙口市北部平原地区的土壤重金属污染较为严重。
镉、铅、汞等重金属元素的含量普遍超过了土壤背景值，部分样点甚至超过了国家土壤环境质量标准规定的限值，呈现出明显的超标污染现象。
四、研究讨论1. 土壤重金属污染的成因龙口市北部平原地区的土壤重金属污染主要是由工业废水、废气和生活垃圾的排放以及农药、化肥的过度施用等造成的。
环渤海典型海湾沉积物重金属环境特征与污染评价
环渤海典型海湾沉积物重金属环境特征与污染评价许艳;王秋璐;李潇;杨璐;黄海燕;陶以军【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2017(035)003【摘要】对渤海典型海湾近年来沉积物重金属数据分析的结果表明,Hg,Cu,Cd质量浓度的平均值均超过中国海域的平均值,其中Hg和Cd超标,高值区主要分布在锦州湾、大连湾附近海域,南堡镇和曹妃甸以南海域以及东营、菜州沿岸海域.地累积指数法的评价结果显示,沉积物重金属Cd污染属于轻度污染,其余重金属未发生污染.渤海典型海湾生态危害风险最大的重金属元素为Cd,Hg次之,其余Pb,Cu,As,Cr,Zn这5种重金属均为低生态危害等级.辽东湾海域重金属生态危害风险的顺序为Cd＞H g＞ Pb＞ As＞ Cu＞ Zn＞ Cr;渤海湾海域重金属生态危害风险的顺序为Cd＞ Hg＞ Pb＞ Cu＞ As＞ Cr＞ Zn;莱州湾重金属生态危害风险的顺序为Cd＞ Hg＞ Pb＞ As＞Cu＞Cr＞Zn.目前辽东湾沉积物重金属总潜在生态危害程度相对严重,主要分布在长兴岛、秦皇岛至锦州湾沿岸;莱州湾重金属生态危害程度一般,潍坊沿岸部分地区总潜在生态危害程度相对较高;渤海湾重金属污染生态危害程度相对较轻.%The study analyzed the contents of heavy metals in the surface sediments of the typical bays in the Bohai pared to the average contents of the China sea,the contents of Hg,Cd,and Cu are relatively higher in the Bohai Sea.Of them,the contents of Cd and Hg reached a hazardous level,and the high-value areas were mainly distributed in the areas around the Jinzhou Bay and Dalian Bay,waters south of Nanpu Town and Caofeidian,and coastal areas of Dongying andLaizhou.The assessment by geoaccumulation index indicates that the Cd is at the slightly polluted level and Hg,Pb,As,Cu,Cr,Zn are at the unpolluted level.The assessment by the potential ecological risk index indicates that the potential ecological risk of Cd is at the highest risk level,and that of Hg is at the higher risk level,and those of Pb,As,Cu,Zn,Cr are at the low level.Heavy metals causing potential ecological risk in sequence is Cd＞ Hg ＞Pb＞As＞Cu＞Zn＞Cr in Liaodong Bay,Cd＞Hg＞Pb ＞Cu＞As＞Cr＞Zn in Bohai Bay,and Cd＞Hg＞Pb＞As＞Cu＞Cr＞Zn in Laizhou Bay.Among the three studied bays,Liaodong Bay is the most seriously polluted area with the high total potential ecological risk,e.g.,some parts of the Changxing Island,and the areas from Qinhuangdao to Jinzhou Bay.The risk level of coastal areas of Weifang is higher than that of Laizhou Bay.The heavy metals in surface sediments of Bohai Bay are of light ecological risk.【总页数】11页(P428-438)【作者】许艳;王秋璐;李潇;杨璐;黄海燕;陶以军【作者单位】国家海洋信息中心,天津300171;国家海洋信息中心,天津300171;国家海洋信息中心,天津300171;国家海洋信息中心,天津300171;国家海洋信息中心,天津300171;国家海洋信息中心,天津300171【正文语种】中文【中图分类】P736.4【相关文献】1.渤海湾西南部近岸海域表层沉积物重金属的含量分布与污染评价 [J], 孙钦帮;王阳;张冲;陈兆林;孙丽艳2.广东红海湾表层沉积物重金属含量的空间分布特征与污染状况评价 [J], 孙钦帮;张冲;乌立国;鞠茂伟;崔雷3.渤海湾河口沉积物重金属污染及潜在生态风险评价 [J], 安立会;郑丙辉;张雷;贾宁;秦延文;赵兴茹;贾静4.环渤海湿地沉积物重金属污染监测与风险评价 [J], 赵肖依;魏海峰;黄欣;赵雨朦;霍玉洁;夏宁;何洁;张明亮5.镇海湾红树林沉积物中重金属污染特征与风险评价 [J], 徐阁;任茂兴;袁超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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中国环境科学 2011,31(8)：1366~1376 China Environmental Science 曹妃甸老龙口现代沉积环境及重金属污染特征研究于文金1,2*,邹欣庆3,朱大奎3(1.南京信息工程大学省部共建教育部气象灾害重点实验室,江苏南京 210044；2.河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室,江苏南京 210093；3.南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室,江苏南京 210093)摘要：利用测年、重金属测定、粒度测定等方法,对河北曹妃甸老龙口区域的7个柱状沉积物进行了粒度、沉积物的测年、重金属含量测定和分析,探讨潮滩重金属沉积的控制因素和迁移规律.结果显示,老龙口潮滩属于细沙和粉沙,根据同位素测年结果,L06沉积速率最大,为0.90cm/a;其余柱状样沉积速率均小于0.5cm/a,平均沉积速率为0.32cm/a,曹妃甸潮滩属于缓慢沉积;柱状样垂直方向波动剧烈,受人类活动影响明显.重金属的含量在柱样的30~40cm深度呈现向表层递增的趋势,Hg、Cr的污染比较严重、其他元素基本无污染.虽然多数重金属元素在背景值附近没有出现污染现象,生态危害性极低,但是,受Pb、Hg中度重金属生态危害的影响,该区域多种重金属生态危害指数(ERI)达158.41,表现为中等程度的生态危害性;存在一定的潜在生态风险.关键词：沉积物；粒度；210Pb测年；重金属；古河口中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2011)08-1366-11Caofeidian Laolongkou modern sedimentary environments and heavy metal pollution. YU Wen-jin1,2*, ZO U Xin-qing3, ZHU Da-kui3 (1.Key Laboratory of Meteorogical Disater, Ministry of Education, Nanjing University of Inforament and Technology, Nanjing 210044, China；2.Key Laboratory of oastal Disaster and Defence, Ministry of Education, Hehai University, Nanjing 210093, China；3.Key Laboratory of Coastal and Island Development, Ministry of Education,Nanjing University, Nanjing 210093, China). China Environmental Science, 2011,31(8)：1366~1376 Abstract：With the comprehensive measurements, the grain size, sediment dating and heavy metals content was investigated in the seven cores of Caofeidian Laolongkou region of Hebei Province, Which goal was to find the control factors and the deposition of heavy metals in tidal. Laolongkou tidal was composited with the fine sand and silt. According to the isotopic dating, the largest deposition rate was L06, which has 0.90cm/a, but deposition rate of the remaining cores were less than 0.5cm/a. The average deposition rate was 0.32cm/a, Caofeidian tidal deposit rate was slowed. Cores fluctuated severely in vertical direction and were significantly affected by human activities. The content of heavy metals in core samples showed an increasing trend start from the 30~40cm depth to the surface. The pollution of Hg, Cr was serious, but the other elements were basically pollution-free. Although the contamination of most heavy metals which was in the vicinity of the background values does not appear, and the ecological danger was very low, heavy metals ecological risk index (ERI) in the region reaches 158.41, affected by moderate ecological risk of Pb, Hg heavy metals, showing moderate ecological harm. The potential ecological risks in the future can’t be ignored.Key words：sediment；size；210Pb dating；heavy metals；ancient estuary河口一般发育有潮滩,是沉积物河海交互作用的“汇”[1-3],河口沉积中保留了河口生态环境不断演化的历史记录,也反映了整个流域生态环境的演变历史[4-8].河口区域的重金属污染已经成为热点研究区域.以往的研究比较注重河口区域重金属污染的特征分析、污染迁移和评价的研究,近年来港口区域由于受人类影响较大,地貌和水文特征剧烈变化,鉴于此,研究其重金属迁移、污染规律对于了解和探索人类活动对海洋环境的影响具有重要的意义.本研究通过对河北曹妃甸港口区老龙河口现代沉积物沉积环境研究,探讨不同的沉积环境重金属分布的特征,以考察人收稿日期：2010-10-18基金项目：国家自然科学基金资助项目(10672052);河海灾害实验室开放基金(20090024)* 责任作者,教授, yuwj@8期 于文金等：曹妃甸老龙口现代沉积环境及重金属污染特征研究 1367类活动对生态环境的影响. 1 材料与方法1.1 研究区概况曹妃甸位于辽东湾和渤海湾的交界处,居渤海湾北上潮流通道的海岸侧,面积约为750 km 2.曹妃甸沙岛是古滦河三角洲的残留体,大潮高潮时部分可被淹没,低潮时出露,岛的东北方向相距18km 处有一条西北—东南向的深槽——老龙沟,水深达10~15m 的面积约10km 2.老龙沟是古滦河河道,滦河改道后受海潮冲刷作用所成,属于典型的曹妃甸潮汐岔道.目前,由于曹妃甸港口和工业区大规模开发对潮汐汊道系统和环境产生一定的影响,探讨老龙沟口(简称老龙口)冲淤变化的影响和环境变化对于研究大规模人类活动对海洋环境的影响具有重要的意义. 1.2 样品采集于2007年11月在老龙沟河口潮滩7个不同的柱状样(L01~L07).柱状样L01~L06深1.2~1.5m,采用内径为70mm 、外径为75mm 、长为2m 的PVC 管直接打入地层中采集,另外,岩心柱样L07深8m,采用钻探方法取得,柱状样L01~L07分别对应采样点P 1~P 7(采样站位见图1),并集了表层样.采样点的定位利用GPS 手持定位仪测定,精度为10m.柱状样现场密封保存,带回实验室后,取出样品沿纵向解剖,照像,进行岩性、沉积构造描述.km图1 研究区位置及采样点示意Fig.1 The locations of the study area and sampling sites1.3 实验方法1.3.1 粒度分析 将每个柱状样取1/2保存,剩余1/2柱状样按2cm 间隔分段取样,用德国Martin Christ 公司生产的ALPHA -1-4型冷冻干燥机低温冻干备用.计算含水量、容量,具体方法见文献[9].全部样品均利用英国Mastersizer 2000型激光粒度仪进行粒度分析,试验在南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室粒度室完成,粒度参数计算采用矩法参数[10].然后离心去除剩余样品中的水,以小于100℃将样品干燥至恒重,然后样品研磨成粉末,过100目筛,分装待用.1.3.2 沉积速率估算 采用210Pb -α法进行210Pb 测年分析,测量仪器采用美国ORTEC 公司生产的金-硅面垒α谱仪型号A65-B32.以209Po 作示踪剂.210Pb 适于测定近百余年的地质事件和年龄,此法为 Goldberg [11-14]所发展,沉积物中的210Pb 有2个来源,一部分为母体226Ra 衰变而来,并与母体226Ra 平衡,称之为补偿(supported)210Pb;另一部分是由大气中222Rn 衰变而来并通过沉积降落储蓄在沉积物中,它不与母体226Ra 平衡,称之为过剩210Pb(210Pb ex ).从被积蓄在沉积物中后,过剩210Pb 的活度随时间开始按指数衰减.A (t )=A 0e -λ t(1) 式中:A (t )表示时刻t 的活度;A 0表示时刻t 0的活度;λ表示210Pb 的衰变系数(λ = 0.031a -1). 沉积速率V ＝λ/a (2) 式中:a 为衰变时间长度,a.1.3.3 重金属元素测定 将样品自然风干,剔除植物残体和石块,研磨、过100目筛,装入塑料瓶中,保存在干燥器内用于重金属测定.准确称取样品0.5g,在100mL 的三角瓶中用HNO 3－HCI －HCIO 4混酸消化,在2040型程控消解仪上消解并定容后,采用等离子体光谱质谱仪(ICP -MS)测定土壤中的Cu 、Zn 、Pb 、Ni 、Fe 、Mn 、Fe 、Li 、Sr 、Ti 、Al 等重金属含量.所用仪器为Orient MDS -9000型微波消解系统(西安奥瑞特科技发展公司);HP4500series300等离子质谱仪(惠普公司);美国MLLipore 公司生产的超纯水仪(MLLi －Q).有机质(TOC)采用重铬酸钾容量法测定.微1368 中 国 环 境 科 学 31卷量元素V 、Co 、As 、Cr 的测试采用压片法,所用仪器是瑞士ARL 公司制造的X 荧光光谱仪.以上微量元素的测量均是在南京大学分析中心完成,测量误差±5%.1.4 沉积物重金属特征评价采用地累积指数(I geo )法、潜在生态风险(ERI)法对老龙河口沉积物中的重金属污染特征进行评价[16-22]. geo ln(/)n n I C AB = (3) 式中: C n 为n 元素在沉积物中的含量;B n 为n 元素当地沉积母质地球化学背景值;A 为修正造岩运动引起的背景值波动而设定的常数,通常取1.5.多种重金属生态风险指数(ERI)等于单一重金属的生态危害系数(EHC)之和;单个重金属的生态危害系数(EHC)等于其污染程度与毒性响应系数(TRC)之积;金属污染程度(MPL)等于沉积物中重金属实测含量与其评价参考值之比. Cr 、Cu 、Zn 、Cd 、Pb 、As 和Hg 的毒性响应系数(TRC)分别为2,5,1,30,5,10和40[23];重金属单项污染系数分级与潜在生态危害程度分级参见文献[24-26].重金属元素的其他统计分析均采用SPSS11.0软件进行.2 结果与讨论2.1 沉积柱样特征及粒度分布特征L01样点紧邻河口,表层生长有茂密的芦苇, 0~80cm 为棕黄色黏土物质,质地均匀,80~100cm 为棕褐色黏土,中间有黑褐色的有机质团块,100~ 160cm 为棕褐色黏土.L02样点位于口门附近,其上生长米草植被,表层0~30cm 为棕黄色与褐色黏土,夹杂大量的黑色有机质与米草根系,30~ 140cm 为黑褐色黏土物质.L03、L06、L07,位于中潮滩,表层0~4cm 为黄色物质,下部沉积物为黑褐色黏土,中间夹杂米草植物根系. L04、L05,位于低潮滩,其上为光滩,0~30cm 为黄褐色细粉砂,30~150cm 为灰色粉砂,整个剖面在外观上变化不大.7个柱状样的表层样品粒度基本为正偏,中等峰值,粒径反映该潮滩属于沙质粉沙、细沙、黏土系列.其中L01~L04柱样的平均粒径、分选系数、偏态、峰态等粒度参数及沉积物组分如图2所示.柱样平均粒径的平均值相差不大,L01、L02、L03和L04柱样分别为7.11、6.92、7.05和6.09,并且各柱样的平均粒径随深度波动较小;分选系数的平均值在1.62~1.79之间,分选较差,说明该处水动力较强;偏态和峰态均波动变化,其中除L01样点偏态为正偏外,其余均为负偏,表明L01的沉积物以粗颗粒成分为主,其余柱样沉积物以细颗粒成分为主,L01紧邻河道,接受上游沉积物较多,因此沉积物颗粒较粗.L04的峰态为0.82,其余柱样在2.0~2.35之间,表明L04的沉积物物源多,其余柱样的物源较为单一, L04以粉砂和砂为主,黏土含量为1.32%,其余柱样以粉砂和细沙为主,黏土含量接近20%.柱状样粒度特征反映了该区域不同的水动力条件对粒径的改造作用差异[27].2.2 沉积物的210Pb 剖面及其反映的沉积环境根据210Pb 法测量L01、L02、L03、L04、L05、L06、L07柱样的过剩210Pb[28-29](本底值取柱样L07深400cm 以下至底部总210Pb 的均值0.218dpm/g)剖面特征如图3.L01、L05、L06近表面210Pb 剖面出现波动变化,反映出沉积物中过剩210Pb 的循环周期.L02的210Pb 剖面上部波动变化,60cm 以下的过剩210Pb 活度处于增加趋势,反映了该处沉积物受外力作用影响较为剧烈,呈现沉积倒转现象,无法得到沉积速率,原因可能受人类活动影响或风暴潮等剧烈外力作用.L04的210Pb 剖面除20~50cm 出现波动变化外,整体上呈现出随深度递减的趋势.L05柱样位于河口近岸区,柱状样的210Pb 剖面除了2个测点(10和60cm)比活度较大外,其余210Pb 比活度均处在本底值范围,在0.24dpm/g 左右.推测可能吸沙工程把上部年轻的沉积物基本吸走或风暴潮潮水冲刷,留下年代老的沉积层直接暴露海底,由于受外力干扰,该处沉积速率误差较大,本文不予计算,但通过海底浅刨仪数据对照该区域平均沉积速率可以对该处的冲刷速率进行计算,关于该计算作者将另文论述.8期 于文金等：曹妃甸老龙口现代沉积环境及重金属污染特征研究 1369深度(c m )6050 40 30 20 10 0 平均粒径6050403020100分选系数6050403020100偏态系数6050403020100峰态系数605040 30 20 100 沉积物组分(%)(a) L01深度(c m )5040 30 20 100 平均粒径5040302010分选系数5040 30 20 10 0 偏态系数50403020100峰态系数5040 30 20 100 沉积物组分(%)(b) L02深度(c m )7060 50 40 30 20 10平均粒径706050403020100分选系数706050 40 30 20 100 偏态系数706050403020100峰态系数706050 40 30 20 100 沉积物组分(%)(c) L03深度(c m )7060 50 40 30 20 100 平均粒径706050403020100分选系数706050 40 30 20 100 偏态系数706050403020100峰态系数706050 40 30 20 10 0 沉积物组分(%)图2 各柱状样沉积物粒度参数及组分垂向分布Fig.2 The vertical distribution of grain size parameters and components in core sediments1370 中 国 环 境 科 学 31卷L06处于中潮滩,从表层至-45cm 210Pb 含量表现出逐渐衰减的特性,在-130cm 和-60cm 处形成2个210Pb 含量高峰,显示出周期性的变化,说明此处水动力复杂,出现过多次强水动力变化事件影响,该柱状样-50cm 以上部分的沉积速率为0.90cm/a,其余部分无法测出沉积速率.由于沉积物表层混合层内的210Pb 含量高,分析误差小,数据可靠,而混合层以下210Pb 含量逐渐降低,分析误差随之扩大,针对L01、L03、L04与L06的表层混合层(0~30cm),经计算得到了L01、L03、L04、L06柱样的平均沉积速率分别为0.33cm/a 、0.89cm/a 、0.12cm/a 、0.90cm/a.根据210Pb 比活度随深度分布的关系,计算出该处的沉积速率大约为0.32cm/a(图3).按照此沉积速率推算,整个柱样沉积的年代大约为153年.分布模式还表明此区域在一百多年前至上世纪末,沉积环境基本稳定,所受人类活动的干扰相对较少,呈缓慢的淤积状态,近20年来,人类活动对沉积环境干扰增强,呈现出复杂的沉积层面.0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.01.21.41.61.8比活度(dpm/g) 深度(c m )0.50.6 0.70.80.91.01.11.21.3比活度(dpm/g)深度(c m )12010080604020比活度(dpm/g) 深度(c m )比活度(dpm/g)深度(c m )深度(c m )160140120100806040200比活度(dpm/g)14012010080604020比活度(dpm/g) 深度(c m )图3 老龙口柱样的过剩210Pb(α法)剖面Fig.3 The 210Pb (α method) profiles of the cores at Laolongkou estuary2.3 沉积物重金属分布特征及生态评价 2.3.1 柱状沉积物重金属分布特征 图4、图5、图6为老龙口沉积L01、L03、L04柱样垂直方向重金属元素分布特征,各元素的含量都有从下往上8期 于文金等：曹妃甸老龙口现代沉积环境及重金属污染特征研究 1371逐渐升高的变化趋势,Cd 、Hg 和As 的含量也都在表层40cm 以上呈波动式增加(L03柱样的As 除外),但总体增加幅度并不大.根据沉积速率计算,Pb 和Zn 的含量在3个柱样中,1995年以后的含量均是增加的,且含量迅速增加,最大值几乎接近均值的2倍.Cu 与Cr 元素在3个柱样中的变化相似,从沉积年代上来看,1990年以后(L03柱样的Cr 为1995以后),Cu 与Cr 元素的含量有增加的趋势.不同柱样中的重金属含量随年代变化的相似性表明根据测年得到柱样的重金属输入的历史信息是准确的.深度(c m )1.0 1.52.0200180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Mo(µg/kg)400450 500200180160140120100806040200Pt(µg/kg)58606264666870200180160140120100806040200Zn(µg/kg)52 56 60 64 68200180160140120100806040200Pb(µg/kg)20222426200180 160 140 120 100 80 60 40 200 Ni(µg/kg)深度(c m )8 91011121314200180160 140 120 100 80 60 40 200 Co(µg/kg)390420450480 510200180160140120100806040200Ba(µg/kg)图4 沉积物L01柱样中各重金属元素剖面Fig.4 The distribution profiles of heavy metals in sediment core of L011372 中 国 环 境 科 学 31卷各柱样表层30~40cm 处元素含量向表层增高,可能有两方面的原因,其一是与沿海地区污染物排放量的增加有关.研究表明,老龙河口有机污染严重,水质处于劣Ⅴ类状态[24-25],其二,与表层30~40cm 的所处的氧化环境有关.这一深度是Fe 、Mn 等金属元素发生氧化还原反应最活跃的范围,Fe 、Mn 的氧化作用会促进重金属元素的迁移和富集[30].从空间分布上来看,L03柱样中Cd 、Hg 和Zn 元素的平均含量比L04与L01的高,L01柱样中As 、Pb 、Cr 和Cu 元素的平均含量比L04与L03柱样的数值高,这说明高潮滩上稳定的沉积环境更有利于该河口区域某些重金属的聚集,城市污水的排放加重了河道内重金属的污染.350 420 4905600 Zn(µg/kg)浓度(c m )12131415200180160140120100806040200Nb(µg/kg)0.81.01.21.41.61.8200180160140120100806040200Be(µg/kg)5660 64 68200180160140120100806040200V(µg/kg)444852 56200180160140120100806040200Cr(mg/kg) 浓度(c m )18 202224262830200180160 140 120 100 80 60 40 20 0 Cu(µg/kg)280032003600200180160140120100806040200Ti(µg/kg)图5 沉积物L03柱样中各重金属元素剖面Fig.5 The distribution profiles of heavy metals in sediment core of L038期 于文金等：曹妃甸老龙口现代沉积环境及重金属污染特征研究 1373130 140 15016080 60 40 20 0 Sr(µg/kg) 深度(c m )273033 36 39806040200Li(µg/kg)3.03.54.04.55.05.5200180160140120100806040200Fe(%)1.21.3 1.4 1.5 1.6 1.7200180160140120100806040200Mg(%)1.81.92.02.12.22.3 2.480 60 40 20 0Ca(%)浓度(c m )Al(%)1.4 1.6 1.82.0200180160140120100806040200Na(%)图6 沉积物L04柱样中各重金属元素剖面Fig.6 The distribution profiles of heavy metals in sediment core of L04潮滩重金属含量随深度的波动变化趋势主要与潮滩的沉积物的组成颗粒粒度、黏度有关.研究表明Fe 、Mn 、Pb 、Cu 、Zn 、Li 与沉积物平均粒度的相关系数分别是:0.878、0.325、-0.463、-0.195、0.840、0.890,其中Fe 、Zn 、Li 与粒度的相关性较强,相关系数都在0.80以上,且为正相关(表1).Mn 、Cu 与粒度的相关性较小,Pb 与粒度呈现出较显著的负相关性.以上各种重金属与沉积物的黏土组成的相关性都成显著关系,其中除去Cu 呈负相关外其余皆呈正相关的关系.同时,研究发现, As 、Pb 、Zn 、Cu 和Cr 元素之间均存在明显的相关性,说明沉积物中的这些重金属来源可能相似并且具有相似的迁移特征,其中Zn 、Pb 和Cu 这3种元素由大气输入到渤海西部占到总沉降量的65%~90%[31],因此河口1374 中国环境科学 31卷沉积物中的As、Pb、Zn、Cu和Cr元素相当一部分来自于大气沉降部分.通过主成分分析,结果表明(表2),10种重金属元素可以分为3个主成分,累计载荷为87%.第1个主成分PC1由Cu、Fe、Mn、Ni、V、Zn、Co组成,第2个主成分PC2为Ti,第3个主成分PC3为Sr、Cr、Pb、Hg.双变量单尾皮尔森回归的结果表明,第1个主成分内的各元素之间的相关性较高(P<0.01),表明其有着较为相似的来源.第1个主成分可以主要解释为受自然物源控制元素.第2主成分金属元素与Li元素呈现负相关或较小的相关系数,同时,在柱状样的沉积年代中表现出近代快速富集,与工业化和城市人口的变化相关性较强,可以推断与人类活动关系密切.表1老龙口潮滩沉积物粒度与重金属相关性分析Table 1 The correlation analysis between heavy metalelements and sediment granularity in Laolongkou tidal flat粒度指标 Fe Mn Pb Cu Zn Li Al 平均粒径 0.878 0.325 -0.463-0.1950.840 0.890-0.68 含砂量-0.576 0.165 0.036-0.036-0.295 -0.649 -0.403 粉沙含量 0.455 -0.302 0.1070.4290.579 0.4430.304 黏土含量 0.737 0.998* 0.894-0.977* 0.503 0.7640.628 注:*相关系数在P<0.05水平显著可见,土壤中的黏土含量、粒度等对重金属元素的分布有重要影响,而黏土含量、粒度等要素在海岸带区域主要受海岸带地区潮汐作用、内陆淡水输入等水文过程的影响.因此,水文过程是制约湿地重金属沉积的核心要素.表2重金属元素含量的主成分分析Table 2 The principal component analysis of heavy metal element contents (three-components extracted).主成分旋转主成分PC1 PC2 PC3 PC1 PC2 PC3 Cr 0.98 0.0220.0310.948 0.263 -0.065Cu 0.73 0.306-0.1310.790 -0.064 0.132 Fe 0.98 0.082-0.0060.971 0.206 -0.030 Mn0.90 0.1020.0660.885 0.240 0.029 Ni 0.94 0.07 -0.2060.957 0.027 -0.130Sr -0.1770.8630.445-0.073 -0.038 0.984 Ti 0.40 -0.4130.7820.170 0.958 -0.033V 0.887-0.1390.1380.802 0.402 -0.146Zn 0.8 -0.045-0.1230.783 0.114 -0.178Co 0.95 -0.005-0.0590.931 0.191 -0.128 注:旋转方法: Varimax法2.3.2重金属污染及潜在生态风险评价通过沉积物重金属地累积指数与潜在生态危害的平均值计算[31-33],表层的重金属,从I geo来看,Hg为中度污染,Cu为轻度污染,As为轻微污染,其他元素Cd、Pb、Zn和Cr为无污染;从ERI来看,Hg 的生态危害性较重,危害指数均值达159.63,Cd 在个别样点的危害指数高于100,整体生态危害性较低,其他元素AS、Pb、Zn、Cu和Cr的危害指数均小于30,危害性极低.受Hg污染的影响,潮滩表层样点多种重金属生态危害指数均在150以上,平均值高达216.69,呈现出一定的潜在重金属生态危害(表3).表3沉积物重金属地累积指数与潜在生态危害的平均值Table 3 The average value of geoaccumulation index and potential ecological risk of heavy metals in sediments采样地点Cd Hg As Pb Zn Cu Cr ERI 表层样(I geo) -1.67 1.38 -0.10 -0.23 -0.27 -0.45 -0.33 -表层样(EHC) 24.07 159.63 13.42 6.20 1.19 9.85 2.34 216.69 L04柱样(I geo) -1.92 0.88 -0.34 -0.50 0.32 0.21 -0.47 -L04柱样(EHC) 12.13 111.03 11.95 5.34 2.46 8.73 2.17 153.81 L03柱样(I geo) -1.87 0.89 -0.45 -0.43 0.54 0.28 -0.51 -L03柱样(EHC) 13.01 114.53 9.72 6.61 4.29 9.24 2.31 159.71 L01柱样(I geo) -1.97 0.87 -0.28 -0.39 0.48 0.32 -0.25 -L01柱样(EHC) 12.04110.4713.736.924.0311.453.07161.71 柱样的重金属,从I geo来看,3个柱样中Hg元素的含量均偏高,并且上部的污染程度有加重的元素8期于文金等：曹妃甸老龙口现代沉积环境及重金属污染特征研究 1375趋势,Zn和Cu也表现出轻度污染,元素Zn在上部和底部的污染程度较高,往上部其污染程度加重的趋势更加明显,其他元素Cd、As、Pb和Cr 的I geo的值均小于0,在垂向上表现为无污染.Hg 的长时间污染历史与本区域的工业化关联性不强,可能与流域内的农业非点源污染历史有关.从ERI来看,4个柱样中的元素Hg的平均EHC=112.01,存在重金属Hg生态危害性,其他元素的平均EHC均小于30,生态危害性较低.综合柱状样和表面样样品中重金属的分析结果,老龙口潮滩生态环境现状总体良好,但受Hg元素含量高的影响,这一地区的潮滩表层重金属综合生态危害指数(ERI)仍高达158.41,表现为一定程度的重金属潜在生态危害性.3结论3.1沉积物的粒度特征表明,老龙口潮滩属于细沙和粉沙,曹妃甸潮滩平均沉积速率为0.32cm/a,部分柱状样垂直方向波动剧烈.样点L02和L05受水动力和人类活动外力影响明显,无法测定和计算其沉积速率.3.2潮滩表层存在Hg中度污染,Pb、Cu、Cr轻度污染;As轻微污染, Hg的生态危害性较重,其他元素As、Pb、Zn、Cu的危害性极低.潮滩表面污染指数低,整体环境较好,从重金属生态危害性来看呈现中等生态危害性.3.3柱样垂直方向上,各种重金属在沉积物的30~40cm有向表层增加的趋势. Hg的污染与区域农业的非点源污染有关,Zn和Cu为轻度污染, Cd、As在垂向上表现为无污染. Pb、Cr、Hg的生态危害性严重,其他元素生态危害性极低,柱状样垂直方向上,污染低于表层,无明显污染,存在部分重金属中等程度的生态危害性.参考文献：[1] 刘旭英,高建华,白凤龙,等.苏北新洋港潮滩柱状沉积物粒度分布特征 [J]. 海洋地质与第四纪地质, 2008,28(4):27-35.[2] 于文金,邹欣庆.灌河口潮滩重金属累积特征及污染评价 [J].地球化学, 2007,36(4):425-433.[3] 任美锷.江苏省海岸带与海涂资源综合调查报告 [M]. 北京:海洋出版社, 1986:36-180.[4] Heyes M O. Morphology of sand accumulation in Estuari Estuarineresearch [M]. Cronin L E:Academic Press, 1979:102- 116.[5] Brown E l. Inlets on sandy coasts [J]. Proc., ASCE, 1928,(1):505-523.[6] 王颖,邹欣庆.唐山港曹妃甸港区开发海岸动力地貌研究 [R].南京:南京大学, 2006:23-26.[7] Gao Shu. Modeling the preservation potential of tidal flatsedimentary records, Jiangsu coast, eastern China [J]. ContinentalShelf Research, 2009(10):1016-1020.[8] Pennington W, Cambray R S. Observations on lake sedimentsusing fallout137Cs as a trace [J]. Nature, 1973,242:324-326.[9] De Lillis, Costanzo, Bianco, et al. Sustainability of sand dunerestoratio along the coast of the Tyrrhenian sea [J]. 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