春、夏季长江口海水、沉积物及生物体中重金属含量及其评价

春、夏季长江口海水、沉积物及生物体中重金属含量及其评价黄厚见;平仙隐;李磊;廖勇;沈新强

【摘要】根据2009年5月(春季)、8月(夏季)长江口海域的环境调查资料,分析了长江口及其临近海域水相、表层沉积物及生物体内的6种重金属含量及分布特征,利用单因子指数法对污染状况进行了评价,并就污染来源进行了探讨.结果表明:研究海域春季表层水体中以Cu和Hg污染为主,超标率均为30％,而底层则主要为Hg 污染,超标率为35％,Zn和Pb除个别站位超标外,其它站位状况良好；夏季表、底层水体中重金属污染以Cu、Zn和Hg污染较为严重,各重金属质量浓度约为春季水体中的2倍.研究海域春季表层沉积物中重金属污染状况由大到小依次为Cd、As、Cu、Zn、Pb、Hg,夏季表层沉积物中重金属污染状况由大到小依次为Cd、Cu、As、Hg、Zn、Pb,春、夏季沉积物中各重金属质量分数有所差异,总体表现为春季高于夏季.生物体内重金属质量分数状况较好,均符合各类食品安全标准.春、夏季沉积物对重金属的富集能力有所不同；但总体表现为春季富集能力高于夏季,这可能与泥沙再悬浮造成的重金属重新释放有关；鱼类和甲壳类对不同重金属的富集能力有所差异,鱼类对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Pb、Cu、Zn、Hg、As,而甲壳类对重金属的富集能力由大到小依次为Pb、Cd、Hg、Zn、Cu、As.【期刊名称】《生态环境学报》

【年(卷),期】2011(020)005

【总页数】6页(P898-903)

【关键词】长江口;沉积物;生物体;富集系数

【作者】黄厚见;平仙隐;李磊;廖勇;沈新强

【作者单位】中国水产科学研究院东海水产研究所//农业部海洋与河口渔业资源及生态重点开放实验室,上海200090;上海海洋大学,上海201306;中国水产科学研究院东海水产研究所//农业部海洋与河口渔业资源及生态重点开放实验室,上海200090;中国水产科学研究院东海水产研究所//农业部海洋与河口渔业资源及生态重点开放实验室,上海200090;中国水产科学研究院东海水产研究所//农业部海洋与河口渔业资源及生态重点开放实验室,上海200090;上海海洋大学,上海201306;中国水产科学研究院东海水产研究所//农业部海洋与河口渔业资源及生态重点开放实验室,上海200090

【正文语种】中文

【中图分类】X145

河口位于河流与海洋的交界地带，其生态环境受陆源及海洋等各方面因素的影响，是一个活跃的、开放的生态系统。长江口是中国第一大河口，作为世界上最大的河口之一，其不但拥有复杂的水动力条件，而且位于工业发达地区，加之长江干流中启动的各类重大水利工程等，诸多条件决定了长江口水环境中重金属含量与分布特征状况的复杂多变[1-2]。

重金属是河口和近海水体及沉积环境中主要污染物之一，河口重金属主要来源于岩石矿物的自然风化、污染物排放、大气输入以及沉积重金属的重新释放等[3-6]。由于长江口地处工业发达地区区，且拥有复杂的水动力条件如台湾暖流、黑潮、东海沿岸流、长江冲淡水，故而相对于矿石风化、大气输入等原因，陆源输入及重金属的重新释放对长江口海域重金属含量的影响要大得多。目前已有学者对长江口水体、沉积物中重金属含量、形态及分布特征进行了相关研究[1-2,7]，并指出长江口的重金属元素主要来自于陆源物质污染[7]。但尚缺乏同一空间海域水体、沉积

物、生物体中重金属时空分布及相互联系的研究，故本文以 2009年春季、夏季长江口海域的环境调查资料为基础，分析讨论了春季、夏季Cu、Zn、Pb、Cd、As

及Hg 6种重金属在水体、沉积物及生物体内的含量状况及分布特征，以期更好地评价该海域环境重金属污染状况及其生态风险。

1 材料和方法

1.1 样品采集与分析

分别于 2009年春季、夏季各进行一个航次的调查，调查区域内共设置20个站位(图1），分别采集各站位对应的表底层水样、沉积物样以及生物样，生物样品采

集具有一定经济价值的甲壳类和鱼类。采样点处，水深小于10 m时仅采取表层海水，大于10 m则取表底两层。表层沉积物用采泥器采集。阿氏拖网采集生物样品，每次拖网10 min。各类型样品的采集、贮运、样品的预处理和分析测定方法均按照《海洋监测规范》[8]相关规定进行。样品分析方法见表1。

1.2 评价方法

使用单因子指数质量模型对长江口水体、沉积物以及生物体(鱼类及甲壳类）中的

6种金属进行评价，其计算公式[9]为：

图1 监测站位Fig.1 Distributions of monitoring stations

表1 重金属检测方法Table 1 The analysis of heavy metals重金属水样沉积物样生物样Cu 无火焰原子吸收分光广度法无火焰原子吸收分光广度法火焰原子吸

收分光光度法Zn 火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法Cd 无火焰原子吸收分光广度法火焰原子吸收分光光度法Pb 无火焰原子吸收分光广度法火焰原子吸收分光光度法无火焰原子吸收分光广度法火焰原子吸收分光光度法As 氢化物-原子吸收分光光度法无火焰原子吸收分光广度法氢化物-原子吸收分光光度法原

子荧光法Hg 冷原子吸收分光光度法冷原子吸收分光光度法原子荧光法

式中：Pi，Ci和Si分别为某重金属i项指标、实测数据和评价标准，当 Pi>1，表明水质已经受到污染，当Pi≤1，表明水质未收到污染，Pi越大，表明水体受污染程度越高。本研究依据调查海域重金属含量情况，分别采用国家一类海水水质标准[10]、国家一类沉积物标准[11]和《海洋生物内污染物评价标准》对水样、表层沉积物样及生物样进行评价。

2 结果与讨论

2.1 长江口水域水体中重金属质量浓度及其评价

长江口海域水体中重金属的监测结果及评价结果(表2)表明，调查海域中Cu、Zn、Cd和As 4中重金属质量浓度在春-夏季，表层-表层、底层-底层海水中质量浓度

差异显著(T-test, P<0.05)。夏季水体中重金属的质量浓度普遍高于春季，其中，

水体中质量浓度较高的Cu、Zn在春-夏季表层-表层、底层-底层间差异尤为明显，夏季表、底层水体中Cu和Zn的质量浓度均是春季表、底层水体中Cu、Zn质量浓度的2倍左右，夏季重金属质量浓度较高的原因可能是由于长江口径流量具有

明显的季节性，夏季为径流量通常比春季大[12]，较大的径流量会对富集有较高质量分数重金属的沉积物产生冲刷，重金属通过泥沙再悬浮而被重新释放进入水体；另外，夏季陆源污染物的输入较为集中，可能会影响到水体中重金属的质量浓度，尤其是表层海水的重金属质量浓度。春季的监测结果中，1号站位表、底层水体中Cu的超标倍数均较大，最高达3.95倍，表层水体Cu质量浓度的超标率为30%，而底层仅为 5%，暗示存在污染输入；表、底层水体中Hg的超标率较大，分别为30%和35%，平均超标约2倍，其中5号站位表层海水Hg质量浓度超标达5.30倍。Zn和Pb除个别站位存在轻微污染外，其他均符合海水一类标准。夏季表、

底层水体中Cu、Zn和Hg污染大幅上升，成为长江口及附近海域水体污染的主要重金属污染因子。其中 Cu污染表现为高超标率、高超标倍数，表、底层水体中

Cu质量浓度的超标率分别为 75%，65%，超标倍数在1.1~4.5倍之间，平均超