摘要：內海灣底泥沉積物的環(huán)境質量狀況與水生生物的生存和人體健康關系密切。在廣東汕頭市內海灣兩岸23個點位采集了表層(0~20cm)和深層(100~120cm)底泥沉積物樣品46件，對其中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn計7項重金屬和K含量及pH值進行測試分析，調查底泥中這些重金屬的含量特征，并參照農用地水田土壤污染風險管控標準對重金屬環(huán)境污染質量進行評價。結果表明汕頭內海灣底泥沉積物的pH介于7.00~8.82之間，平均值為7.83，在46件樣品中41件樣品的pH值均大于7.5。內海灣底泥中7項重金屬元素的含量均明顯低于環(huán)境污染風險管制值，即對該區(qū)底泥重金屬環(huán)境污染不需要管制。Cd、As、Pb、Cr這4項重金屬含量均低于污染風險篩選值，其污染風險可以忽略。Hg在2件表層樣品中含量值高于污染風險篩選值，Cu和Zn均有18件樣品的含量值高于污染風險篩選值，因此建議對底泥中Cu、Zn、Hg含量進行環(huán)境質量監(jiān)測。基于表層和深層元素含量對比及成分數據散點圖分析，認為該區(qū)Hg污染來源應為人為源，Cu、Zn的污染來源一部分為人為源，另一部分可能為人為源、自然源或二者的混合源。
關鍵詞：內海灣;底泥沉積物;重金屬;環(huán)境評價;來源分析
0引言
內海灣是指當海灣灣口寬度小于24海里時，由海灣入口兩端的低潮標之間的封口直線所包圍的深入內陸的水域[1]，在生產生活物資運輸服務、商貿往來、海岸帶生態(tài)建設與維護、旅游觀光等方面具有重要的意義。然而，隨著工業(yè)化發(fā)展和城市化建設步伐加快，工業(yè)、農業(yè)、生活等對內海灣造成的環(huán)境污染日益嚴重，尤其是重金屬元素對內海灣底泥沉積物造成的污染程度持續(xù)加深，威脅水生生物的生存和人體健康[2-5]。
汕頭市內海灣素有“國內唯一城市內海灣”之稱[6]，其周邊人口密集、工業(yè)發(fā)達、農耕歷史悠久，內海灣生態(tài)環(huán)境與其周邊居住人口的身體狀況息息相關。因此，對汕頭內海灣底泥沉積物中重金屬元素開展環(huán)境污染調查，了解內海灣底泥沉積物中重金屬環(huán)境質量現狀以及重金屬元素的可能來源，將有助于管控重金屬元素在汕頭內海灣底泥沉積物中的累積以及為內海灣環(huán)境治理提供決策依據。前人就底泥沉積物中重金屬環(huán)境狀況做了大量環(huán)境質量調查評價工作，主要集中在重金屬元素含量特征、分布特征和來源方面，數據處理方法多基于主成分分析(PCA)、聚類分析(CA)以及相關性分析等來區(qū)分底泥沉積物重金屬的自然源和人為源[7-13]。
在汕頭內海灣地區(qū)，吳麗璇和趙劍[14]根據2004年對榕江流域的水質監(jiān)測結果分析了流域內水質重金屬污染狀況，認為重金屬污染源主要為人為源;喬永民和黃長江[15]在內海灣采集了13件表層沉積物樣品，測定了它們的細粒級組分、總有機質、Al、Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Co共計12項指標的含量，通過對12項指標的分布特征及其彼此之間相關性進行了分析，認為人為排污、水動力作用、黏土含量、鹽度是多數重金屬元素分布特征的控制因素;李悅林[16]在榕江流域及其河口區(qū)采集了48件表層沉積物和26件沿岸農田土壤樣品，測試分析了11項金屬元素含量，并采用多種方法評價了重金屬環(huán)境質量及其可能的污染來源;趙晨輝等[17]通過測定汕頭內海灣內4件和外海域25件表層沉積物樣品中7項重金屬元素(Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn)含量，分析了各元素的空間分布特征，并對其來源和潛在生態(tài)風險進行了探討。然而，這些研究工作的研究對象均集中在底泥表層沉積物，缺乏對底泥深層沉積物的研究。
內海灣底泥表層和深層沉積物分別代表了不同時期的物質來源，通過對比研究有助于探析重金屬元素的污染來源。 本文首先對汕頭內海灣底泥表層和深層沉積物重金屬元素含量進行了調查分析，然后參照《土壤環(huán)境質量農用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB15618-2018)[18]對重金屬環(huán)境質量進行了評價，最后基于元素含量間的關系分析了重金屬的可能來源，為改善該區(qū)內海灣生態(tài)環(huán)境提供參考。
1樣品與方法
1.1樣品
汕頭內海灣位于廣東省汕頭市東南部，灣內面積約57km2，水深0.5～12m[15]，是榕江的入海口。研究區(qū)地處亞熱帶季風氣候區(qū)，年平均氣溫18～22℃，年降雨量1300～1800mm[16]。汕頭內海灣下覆基巖為花崗巖[19-20]。在研究區(qū)共設置采樣點位23個，在每一個采樣點位采集表層(0~20cm)和深層(100~120cm)兩件底泥樣品，共采集底泥樣品46件。樣品采集利用管式采樣器垂直插入底泥并用榔頭往下打至150cm處，選取管樣上部0~20cm和下部100~120cm處底泥分別作為表層樣品和深層樣品，去除雜質后，將樣品置于密封的塑封袋中帶回實驗室。
在實驗室，首先剔除底泥樣品中的貝殼、砂石等雜質，然后在防降塵污染的條件下自然風干。將干透的樣品粗碎過100目篩，然后進一步研磨細碎至200目以下，用聚乙烯自封袋密閉保存，以備元素含量測試分析使用。
1.2分析方法
樣品測試分析在廣州京誠檢測技術有限公司完成，測定46件樣品中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、K和pH共計9項指標的含量。其中，Cd、Cr、Pb、Cu和Zn的含量采用原子吸收分光光度法(AAS)測定，As和Hg采用原子熒光法(AFS)測定，7項重金屬元素的檢測方法詳見《海洋監(jiān)測規(guī)范第5部分：沉積物分析》(GB17378.5-2007)[21]。K含量采用原子吸收分光光度法(AAS)測定，分析方法詳見《海洋沉積物和生物體中鐵、錳、鎳、鉀、鈉、鈣、鎂的測定原子吸收分光光度法》(HY/T206-2016)[22]。pH采用電位法測定，分析方法詳見《海洋調查規(guī)范第8部分：海洋地質地球物理調查》GB/T12763.8-2007[23]。上述測試方法對應7項重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu和Zn的檢出限分別為0.04、0.002、0.06、3.0、2.0、2.0、6.0mg/kg，K的檢出限為0.05wt%。分析質量采用平行樣和標樣進行監(jiān)控，平行樣的相對誤差在5%~10%，標樣的精密度和準確度均控制在5%以內。
2結果
汕頭內海灣底泥沉積物中9項指標的分析結果。表層底泥的pH介于7.52~8.82，參考土壤環(huán)境質量農用地土壤污染風險管控標準(GB15618-2018)中依據pH為5.5、6.5和7.5的四類劃分，該區(qū)表層底泥屬于堿性類型。深層底泥的pH介于7.00~8.74，其中僅5件樣品的pH小于7.5，表明深層底泥也基本屬于堿性類型，部分屬于偏堿性類型。表層底泥的K含量介于0.70~2.18wt%，平均值為1.48wt%;深層底泥的K含量介于0.89~2.59wt%，平均值為1.59wt%。這表明表層與深層底泥中K的含量并未出現明顯差異。
3討論
3.1底泥重金屬污染風險評價標準
由于缺少內海灣底泥重金屬污染風險評價標準，本文參考土壤環(huán)境質量農用地土壤污染風險管控標準(GB15618-2018)[18]中的水田農用地標準對內海灣底泥進行重金屬環(huán)境污染風險評價。對比分析GB15618-2018中水田農用地重金屬含量的篩選值和管制值，發(fā)現Cd、Hg、As、Pb、Cr這5項元素的管制值是其篩選值的3.3~6.7倍，平均約5倍。由于GB15618-2018中缺少Cu、Zn兩元素的管制值，因此本文選擇5倍篩選值作為其管制值。
3.2底泥重金屬污染風險評價等級
結合重金屬元素含量最大值和污染風險評價標準可以發(fā)現：(1)內海灣底泥中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn計7項重金屬元素的含量均明顯低于環(huán)境污染風險管制值，即對該區(qū)底泥重金屬環(huán)境污染不需管制;(2)內海灣底泥中Cd、As、Pb、Cr計4項重金屬元素的含量也明顯低于環(huán)境污染風險篩選值，屬于無風險級，即其環(huán)境污染風險可以忽略。內海灣深層底泥中Hg含量均明顯低于環(huán)境污染風險篩選值，屬于無風險級;表層底泥中除14和15點外，其它樣品Hg含量也均明顯低于環(huán)境污染風險篩選值，也屬于無風險級。即針對Hg而言，研究區(qū)底泥僅14和15點表層樣品屬于監(jiān)測級，而其他點位均為無風險級。
海洋論文投稿刊物：海洋環(huán)境科學(雙月刊)創(chuàng)刊于1982年，由國家海洋局海洋環(huán)境保護研究所暨國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心和中國海洋環(huán)境科學學會主辦。
4結論
(1)汕頭內海灣底泥樣品整體屬于堿性類型，局部深層底泥屬于偏堿性類型。除個別站點表層底泥中Hg、Cu、Zn含量明顯偏高外，表層和深層底泥中7項重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn的含量并無明顯差異。(2)汕頭內海灣底泥重金屬環(huán)境污染不需要管制，底泥中Cd、As、Pb、Cr的環(huán)境污染風險可以忽略，在部分站點建議對Hg、Cu、Zn的污染風險進行監(jiān)測。(3)汕頭內海灣底泥中Hg的污染來源為人為源，Cu、Zn的污染來源一部分為人為源，另一部分可能為人為源、自然源或二者的混合源。
參考文獻：
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[5]陳敏嫣,水珊珊,周曉嬌,等.沿海紫貽貝體內重金屬含量及相關性分析[J].環(huán)境科學與技術,2020,43(6):24-29.
作者：李金哲1,2，劉寧強3，龔慶杰3*，李承柱1
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