【摘要】：錦州灣位于我國渤海遼東灣北部海域,灣內(nèi)三面陸地,灣口面向東南,屬于半封閉海區(qū),為我國污染最嚴(yán)重的海灣之一。錦州灣周邊有大量石油化工廠、鋅廠等,工業(yè)排廢造成錦州灣五里河、茨山河等河流重金屬污染嚴(yán)重,使得錦州灣具有較長的重金屬污染歷史。重金屬具有不可降解性,在沉積物-海水界面的沉降、擴(kuò)散遷移和埋藏過程中遷移至海底通過生物、物理和化學(xué)等反應(yīng)釋放,轉(zhuǎn)化為溶解態(tài),但同時(shí)被污染的沉積物也可以成為上覆水體中重金屬的源,造成二次污染,從而威脅海洋生物甚至人類的健康。本研究在2017年9月至2018年8月,分別在春季、夏季和秋季對錦州灣灣內(nèi)、外進(jìn)行樣品采集,分析測定了海水、孔隙水和沉積物中重金屬Fe、Mn、Cu、Co、Ni、Zn、Cd、Pb的含量,分析比較不同季節(jié)重金屬在海水和孔隙水中的分布特征及在錦州灣沉積物-海水界面擴(kuò)散遷移規(guī)律。研究表明錦州灣灣內(nèi)溶解態(tài)重金屬污染較灣外高,且夏季較其它季節(jié)高,其中Cd和Zn的含量遠(yuǎn)高于其它海灣,為污染較重的兩種金屬,受徑流、工業(yè)排廢和人類生活排污影響顯著。錦州灣孔隙水中溶解態(tài)重金屬(Co、Ni、Zn、Cd、Pb)隨季節(jié)變化趨勢一致,夏季孔隙水中Cu的含量遠(yuǎn)高于其它季節(jié)�？紫端芙鈶B(tài)重金屬垂向分布大多呈現(xiàn)表層高、底層快速降低的分布趨勢。錦州灣表層沉積物中重金屬的含量與國內(nèi)外其它海灣的比較結(jié)果顯示,Cd和Zn的污染較為嚴(yán)重。沉積物-海水界面擴(kuò)散通量計(jì)算結(jié)果顯示錦州灣重金屬Cu、Zn、Co、Ni、Pb為沉積物向水體擴(kuò)散,說明沉積物是上覆水體重金屬的重要來源;重金屬Cd為水體向沉積物擴(kuò)散,說明水體為沉積物重金屬的來源不斷向沉積物遷移擴(kuò)散,污染嚴(yán)重。應(yīng)用SCEM模型,分析比較上層海水中幾種金屬的自由離子態(tài)濃度的實(shí)測值與預(yù)測值,結(jié)果顯示Cu、Zn和Pb的實(shí)測值與預(yù)測值較為吻合,預(yù)測值略高于實(shí)測值,表明在錦州灣沉積物-海水界面未達(dá)到平衡狀態(tài),沉積物不斷向海水?dāng)U散遷移重金屬,與孔隙水?dāng)U散通量的研究結(jié)果一致,對海水造成二次污染。而Cd的預(yù)測值高于實(shí)測值,而其在孔隙水中為海水向沉積物擴(kuò)散,與孔隙水測試結(jié)果不符,突破水體中Cd的毒性閾值,反映出上層水體中可能存在的生物自身抑毒機(jī)制。
【圖文】：

2）與外海水交換不暢。錦州灣是一個(gè)半封閉的淺水灣，近年來灣內(nèi)圍填海等項(xiàng)目導(dǎo)致納潮面積萎縮，海水交換能力進(jìn)一步下降。劉明等(2013)使用物理海洋模型模擬的研究結(jié)果顯示，在2005到2010年間錦州灣的平均水交換律為僅為7%。與灣外的水交換率低下使得沉積物與上層水體足夠的相互作用時(shí)間。一般來說，，沉積物與水體的相互作用、達(dá)到平衡的時(shí)間在幾小時(shí)到幾天之間(Gonzalez et al,1992; Mahony et al, 1996)；3）擁有較長的重金屬污染歷史。有研究顯示，自上世紀(jì)四十年代開始，錦州灣就有了重金屬污染的證據(jù)，一直到七八十年代出現(xiàn)了嚴(yán)重的污染問題(喬福裕等, 1991;李淑媛等, 1996)。據(jù)李淑媛等(1996)根據(jù)背景值計(jì)算，Cd 的污染指數(shù)能達(dá)到 700, 而 Cu、Zn、Pb 也有 90~160 之高（污染指數(shù)是通過樣品濃度與背景值之間的比值計(jì)算得到的）；4）沉積物中金屬濃度梯度較大。范文宏等(2006)在 2001 年的研究顯示，從灣內(nèi)五里河河口到灣外的沉積物中 Cu、Pb、Zn、Cd 的含量達(dá)到 2-3 個(gè)數(shù)量級的差別，這樣巨大的濃度梯度為應(yīng)用 SCEM 模型提供了一個(gè)絕佳的試驗(yàn)場。

采樣情況及站位分布如表 2-1 和圖 2-1、2-2、2-3 所示。表 2-1 錦州灣樣品采集統(tǒng)計(jì)（單位：個(gè)）Table 2-1 Jinzhou Bay Sample Collection Statistics (Unit: 1)季節(jié) 日期 海水樣品 海水形態(tài) 表層沉積物 孔隙水（沉積物短柱）春季 2018.05 19 3 16 3夏季 2018.08 14 3 0 3秋季 2017.09 14 5 0 3
【學(xué)位授予單位】：自然資源部第一海洋研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X55

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2673216