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  • ISSN 1007-6336
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夏、秋季杭州湾外海域海水中As、Hg的分布特征及影响因素

祝文鑫 徐焕志 毛斌迪 王鑫月 许康 李博

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夏、秋季杭州湾外海域海水中As、Hg的分布特征及影响因素

    作者简介: 祝文鑫(1997-),女,河北沧州人,硕士研究生,主要研究方向为海洋环境化学,E-mail:S20070700075@zjou.edu.cn;
    通讯作者: 徐焕志(1967-),男,山东莱阳人,副教授,主要研究方向为海洋化学,E-mail:xhz1967@163.com
  • 基金项目: 海洋科学浙江省一流学科开放课题(OFMS012);青年科学基金项目(41706022):多种动力过程对长江口外低氧区发生和演变过程的作用机理和影响机制
  • 中图分类号: X131

Distribution and influencing factors of As and Hg in summer and autumn off the Hangzhou Bay

  • 摘要: 杭州湾与长江口直接相邻,水文特征复杂多变,As和Hg是海洋中具有严重危害的两类重金属,因此,探究杭州湾外海域海水中As和Hg的分布特征,对改善海域环境具有重要意义。本研究于2020年夏季(8月)和秋季(11月)对杭州湾外海域海水中As和Hg浓度进行了调查,分析了其污染程度和分布特征,并对影响因素进行了讨论。结果显示,夏、秋季As的浓度范围分别为(0.134~1.728)μg/L和(0.318~1.142) μg/L;Hg的浓度范围分别为(0.021~0.109)μg/L和(0.004~0.040) μg/L。从平面分布来看,近岸海区As和Hg浓度较高,这也说明了陆源输入对近海的影响。As浓度秋季略高于夏季,Hg浓度夏季明显高于秋季,表、底层浓度也表现出一定差异。As和Hg的分布受陆源输入影响,同时还受长江冲淡水、海流、沉积物、悬浮物释放、生物活动、大气沉降以及海水中温度、溶解氧(DO)、pH的影响。
  • 图 1  采样站位

    Figure 1.  Location of the sampling stations

    图 2  夏季杭州湾外海域表、底层水体As和Hg浓度平面分布

    Figure 2.  Horizontal distribution of As, Hg in surface and bottom water off the Hangzhou Bay in summer

    图 3  秋季杭州湾外海域表、底层水体As和Hg浓度平面分布

    Figure 3.  Horizontal distribution of As, Hg in surface and bottom water off the Hangzhou Bay in autumn

    图 4  夏、秋季杭州湾外海域水体中As、Hg浓度北断面和南断面垂向分布

    Figure 4.  Vertical distribution of north and south sections of As and Hg in waters off the Hangzhou Bay in summer and autumn

    图 5  杭州湾外海域表、底层水体As和Hg浓度季节变化

    Figure 5.  seasonal variation of As and Hg in surface and bottom water off the Hangzhou Bay

    表 1  采样站位表

    Table 1.  Sampling stations table

    航次站位
    2020年夏季N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、M0、M1、M3、P1、P2、Z
    2020年秋季N0、N1、N2、N3、N4、N5、S1、S2、S3、S4、S5、M0、M1、M2、P1、P2、Z
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    表 2  其他海区海水中As、Hg浓度的比较

    Table 2.  Comparison of As and Hg concentration in seawater of other sea areas

    位置季节海水层次AsHg参考文献
    范围/μg·L−1均值/μg·L−1范围/μg·L−1均值/μg·L−1
    杭州湾外海域

    表层 0.136~1.590 0.668 0.029~0.074 0.048 本研究
    底层 0.158~1.728 0.695 0.021~0.057 0.041
    全部 0.134~1.728 0.681 0.021~0.109 0.045
    表层 0.172~0.948 0.667 0.004~0.028 0.019
    底层 0.318~1.142 0.764 0.010~0.034 0.020
    全部 0.318~1.142 0.689 0.004~0.040 0.018
    舟山海域 表层 1.03~2.81 / 0.021~0.063 / [10]
    杭州湾北岸 全部 1.63~2.54 / 0.028~0.063 / [10]
    长江口、杭州湾海域 表层 0.7~0.8 3.6 0.049~0.327 0.172 [15]
    长江口海域 表层 2.104~7.928 4.5 0.005~0.181 0.074 [16]
    底层 2.091~8.320 3.992 0.015~0.141 0.065
    长江口渔业水域 全部 1.9~3.5 / ND~0.09 / [17]
    东山湾 表层 1.06~2.05 1.62 0.026~0.045 0.035 [14]
    底层 1.13~2.16 1.62 0.016~0.045 0.034
    胶州湾 表层 / / 0.019~0.030 / [18]
    底层 / / 0.024~0.029 /
    表层 / / 0.013~0.021 /
    底层 / / 0.020~0.032 /

    考洲洋入海口
    表层 0.70~5.76 1.84 0.017~0.043 0.027 [19]
    底层 1.01~12.90 2.98 0.015~0.028 0.023
    表层 0.90~1.56 1.14 0.012~0.019 0.015
    底层 0.76~2.03 1.28 0.011~0.018 0.014
    渤海中部海域 表层 4.19~10.83 5.66 0.029~0.030 0.030 [6]
    底层 0.57~4.06 1.38 0.010~0.130 0
    表层 0.3~12.49 1.19 0.014~0.096 0.052
    底层 0.43~1.50 1.06 0.019~0.118 0.055
    山东半岛南部 表层 / 2.3 / 0.022 [20]
    表层 / 5.4 / 0.042
    注:“/”表示文献中无相关数据
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    表 3  理化参数与重金属的相关系数

    Table 3.  correlation coefficient between physical and chemical parameters and heavy metals

    项目AsHg温度盐度DOChl apHSS
    As1−0.309**−0.309**−0.072−0.416**−0.034−0.208*−0.224*
    Hg−0.309**1−0.551**0.183−0.363**−0.049−0.244*−0.128
    注:*表示在<0.05水平上显著相关;**表示在<0.01水平上极显著相关
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-03
  • 录用日期:  2022-11-05
  • 刊出日期:  2023-08-20

夏、秋季杭州湾外海域海水中As、Hg的分布特征及影响因素

    作者简介:祝文鑫(1997-),女,河北沧州人,硕士研究生,主要研究方向为海洋环境化学,E-mail:S20070700075@zjou.edu.cn
    通讯作者: 徐焕志(1967-),男,山东莱阳人,副教授,主要研究方向为海洋化学,E-mail:xhz1967@163.com
  • 1. 浙江海洋大学 海洋科学与技术学院 , 浙江 舟山 316000
  • 2. 青岛卓建海洋装备科技有限公司, 山东 青岛 266555
基金项目: 海洋科学浙江省一流学科开放课题(OFMS012);青年科学基金项目(41706022):多种动力过程对长江口外低氧区发生和演变过程的作用机理和影响机制

摘要: 杭州湾与长江口直接相邻,水文特征复杂多变,As和Hg是海洋中具有严重危害的两类重金属,因此,探究杭州湾外海域海水中As和Hg的分布特征,对改善海域环境具有重要意义。本研究于2020年夏季(8月)和秋季(11月)对杭州湾外海域海水中As和Hg浓度进行了调查,分析了其污染程度和分布特征,并对影响因素进行了讨论。结果显示,夏、秋季As的浓度范围分别为(0.134~1.728)μg/L和(0.318~1.142) μg/L;Hg的浓度范围分别为(0.021~0.109)μg/L和(0.004~0.040) μg/L。从平面分布来看,近岸海区As和Hg浓度较高,这也说明了陆源输入对近海的影响。As浓度秋季略高于夏季,Hg浓度夏季明显高于秋季,表、底层浓度也表现出一定差异。As和Hg的分布受陆源输入影响,同时还受长江冲淡水、海流、沉积物、悬浮物释放、生物活动、大气沉降以及海水中温度、溶解氧(DO)、pH的影响。

English Abstract

  • 重金属是海洋环境主要的污染物之一,其中的砷(As)元素和汞(Hg)元素能够通过食物链不断地在生物体内积累,损害生物和人体健康[1]。自工业革命以来,人类对河口及海洋等地区的资源利用日益加剧,大量As和Hg被排入近海和港口,使得生态环境面临巨大的压力。因此,As和Hg已成为国内外学者研究的重点。早期的研究内容主要关注As和Hg的浓度、分布状况等。国外的研究开展得比国内稍早[2],直到20世纪80年代,国内才对一些污染严重的海域开展系统的研究。李全生等[3]描述了长江口区溶解As的浓度及空间分布,并得出长江口区溶解As行为基本保守的结论;童万平等[4]研究了北部湾北部海区As浓度及其分布,指出As浓度向近海外海递减;柴松芳[5]分析了胶州湾海水Hg的分布特征,研究表明胶州湾海水中Hg浓度无明显季节性差异,表、底层Hg浓度基本相同;杨茜等[6]分析了渤海中部海域水体中 As、Hg的时空分布特征,并推测渤海海域重金属的污染主要受人类活动的影响。

    杭州湾紧邻长江口,杭州湾外海域重金属浓度受到长江冲淡水的影响。长江河口是我国最大的河口,泥沙冲淤过程复杂多变。对长江口海域重金属的研究始于1984年,近年来,长江三角洲区域发展迅速,长江流域重金属污染显著增加。受到长江冲淡水、黑潮暖流、台湾暖流、浙闽沿岸流和东亚季风等多种环境因素的影响,杭州湾外海域具有显著的季节变化和复杂的生物、化学和物理过程,这种特有的水动力条件会影响As和Hg的浓度和分布。目前,相关报道更多地集中在杭州湾海域表层沉积物中重金属的含量、分布和污染程度等[7-8]方面,但对海水中的As和Hg的研究较少。孙维萍等[9]分析了长江口、杭州湾及邻近海域表层海水中溶解态重金属的平面分布特征,表层海水中重金属浓度呈现近岸高于外海的总体趋势;李娟英等[10]对舟山海域和杭州湾北岸水体的重金属进行了污染分析与评价,研究表明,舟山海域表层海水以Hg为主要污染物,杭州湾北岸表层海水以Hg和Pb为主要污染物;姚庆祯等[11]研究表明,长江口及邻近海域表层As的浓度呈现近岸高远海低的趋势,垂直分布上没有显著变化。

    本文于2020年夏、秋两季对杭州湾外海域进行调查,分析了海水中As、Hg的污染状况及分布规律,并对其影响因素进行了初步探讨。研究成果可为了解杭州湾外海域生态环境状况提供重要数据,对改善该海域的环境具有实际意义。

    • 本研究于2020年8月和2020年11月在杭州湾外海域进行两个航次的综合调查,以31°N和30°N为断面,间隔0.5°设置站位,从舟山岱衢洋区域出发向东调查到126°E附近(图1),各航次的采样站位如表1所示。

      图  1  采样站位

      Figure 1.  Location of the sampling stations

      航次站位
      2020年夏季N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、M0、M1、M3、P1、P2、Z
      2020年秋季N0、N1、N2、N3、N4、N5、S1、S2、S3、S4、S5、M0、M1、M2、P1、P2、Z

      表 1  采样站位表

      Table 1.  Sampling stations table

    • 各层水样采用Sea-Bird 911型采水器(Sea-bird Electronics,USA)采集,样品采集后立即用0.45 μm醋酸纤维膜(稀盐酸浸泡,超纯水洗至中性)过滤,过滤后用于测定As和Hg的样品分别装于聚乙烯瓶和棕色硬质玻璃瓶(分别用稀盐酸浸泡24 h,去离子水洗至中性,再用超纯水润洗)中,瓶中加入1 mL 1%的硝酸溶液用以保持水样中金属元素的稳定,于−20 ℃下冷冻保存,带回实验室进行测定。其中,该研究海域靠近杭州湾和长江口,海水中较高浓度的悬浮颗粒物会影响测定结果,采用过滤后的水样进行重金属浓度的分析可能更均匀,更具有代表性。

      As和Hg采用原子荧光法(GB 17378.4-2007)测定,仪器为AFS-930型原子荧光光度计。海水的温度、盐度和深度由温盐深仪(CTD)测得,DO、Chl a、pH和SS样品的采集、处理、保存与测定参照《海洋监测规范》(GB 17378.4-2007)。

    • 本研究用ODV 2020软件绘制杭州湾外海域采样站位图以及As、Hg浓度平面分布及垂向分布图,用Origin 2018软件绘制As、Hg浓度季节变化的柱状图。不同季节、层次海水样品中As、Hg浓度的差异性利用SPSS 25 软件的独立样本T检验进行统计分析。以P<0.05作为差异显著水平。海水样品中As、Hg浓度与环境变量间的相关系数使用SPSS 25软件的Pearson相关分析法得到。以P<0.05为显著相关,P<0.01为极显著相关。

    • 杭州湾外海域海水中As和Hg的平面分布如图2所示。夏季,表层水体As浓度为0.136~1.590 μg/L,平均值为(0.668±0.421) μg/L,底层水体As浓度为0.158~1.728 μg/L,平均值为(0.695±0.439)μg/L;表层水体Hg浓度为0.029~0.074 μg/L,平均值为(0.048±0.017) μg/L;底层水体Hg浓度为0.021~0.057 μg/L,平均值为(0.041±0.010) μg/L。

      图  2  夏季杭州湾外海域表、底层水体As和Hg浓度平面分布

      Figure 2.  Horizontal distribution of As, Hg in surface and bottom water off the Hangzhou Bay in summer

      夏季,表、底层水体As浓度整体呈现近岸高远海低的趋势,这与孙维萍等[9]的研究结果一致。表层水体As浓度在122°E-122.2°E和124°E-125°E出现了高值带,在N5站位出现较高值(1.590 μg/L),在远海N6站位出现较低值(0.136 μg/L);底层水体As浓度在M0站位出现较高值(1.728 μg/L),在S6站位出现较低值(0.158 μg/L),As的浓度变化较大。这可能是因为长江冲淡水所携带的As对杭州湾和长江口邻近海域影响巨大[12]。夏季,表层水体Hg浓度在靠近舟山群岛海域呈现较高水平,在124.5°E这一狭带出现了Hg浓度高值带,底层水体Hg浓度则呈现近岸高远海低的趋势。海湾和河口是受人类活动影响最大的区域[10],随着沿海地区工农业迅速发展,大量污染物进入近海海域。杭州湾和长江口水体中As和Hg的主要来源为陆源输入,同时受到径流量和排污的影响[13]。大气是许多挥发性较强的污染物质从大陆输送到海洋的重要途径,Hg也会以大气沉降的形式输入海水中。离岸高值带的形成可能与海底沉积物及再悬浮物释放有关,详细原因会在下文中提到。

      秋季,杭州湾外海域表、底层水体As和Hg浓度的平面分布如图3所示。秋季表层水体As浓度为0.172~0.948 μg/L,平均值为(0.667±0.184) μg/L,底层水体As浓度为0.318~1.142 μg/L,平均值为(0.764±0.199)μg/L;表层水体Hg浓度为0.004~0.028 μg/L,平均值为(0.019±0.010)μg/L,底层水体Hg浓度为0.010~0.034 μg/L,平均值为(0.020±0.011) μg/L。

      图  3  秋季杭州湾外海域表、底层水体As和Hg浓度平面分布

      Figure 3.  Horizontal distribution of As, Hg in surface and bottom water off the Hangzhou Bay in autumn

      秋季,表层水体As浓度在P2站位出现较低值(0.172 μg/L),在M3站位出现较高值(0.948 μg/L);底层水体As浓度在N1站位出现较低值(0.318 μg/L),在P1站位出现较高值(1.142 μg/L)。秋季,表层水体在S3站位和N1站位连线所在的狭带出现了Hg浓度低值带,其他站位Hg浓度相差不大,底层水体Hg浓度呈现近岸低远海高的趋势。

      夏季,杭州湾外海域北断面As浓度显著高于南断面;秋季,北断面Hg浓度则明显低于南断面(P<0.05)(图4)。这可能是受长江冲淡水的影响。夏季,长江冲淡水入海后先向东南方向输送,在31°N,123°E附近向东或东北方向伸展;秋季,长江冲淡水右转穿过杭州湾口和舟山群岛南下[12]

      图  4  夏、秋季杭州湾外海域水体中As、Hg浓度北断面和南断面垂向分布

      Figure 4.  Vertical distribution of north and south sections of As and Hg in waters off the Hangzhou Bay in summer and autumn

    • 杭州湾外海域海水中As和Hg浓度的夏、秋季变化如图5所示。夏季,表、底层水体As浓度相差不大,而表层水体Hg浓度明显高于底层水体的浓度(P<0.05);秋季,底层水体As浓度略高于表层水体的浓度,而表、底层水体中Hg浓度相差不大。

      图  5  杭州湾外海域表、底层水体As和Hg浓度季节变化

      Figure 5.  seasonal variation of As and Hg in surface and bottom water off the Hangzhou Bay

      夏季,表、底层水体As和Hg浓度空间异质性较明显,秋季空间分布较均匀(图2图3)。相比于夏季,秋季表层水体As的最高浓度值较低,但最低浓度值也较高。秋季长江径流量比夏季小,所以秋季As浓度的空间差异相对于夏季较小(P<0.05)。表层水体As的平均浓度夏季与秋季几乎相同,底层水体As浓度夏季略低于秋季,而夏季表、底层水体Hg浓度显著高于秋季(P<0.05)。

      夏季,跃层(20 m水深左右)的存在可能阻挡某些站位底层海水中的As、Hg向表层传输(图4),同时,台湾暖流自台湾海峡北上的过程受到鱼山列岛以及附近地形的阻挡而涌升[12],使得底层海水中的As、Hg上涌至表层。不同元素间的传输具有较大差异,所以As、Hg表层高值区的形成不同。夏季,表层海水温度较高,阳光充足,适合浮游植物生长,浮游植物吸收并消耗了表层海水中的As和Hg。浮游植物死亡后其尸体向水底沉降,在底层水体微生物作用下逐步分解并释放出As和Hg[2]。大气沉降作用则会增加表层海水中Hg的浓度。当大气沉降输入Hg的速率大于浮游植物吸收速率时,表层海水中Hg的浓度会较高。夏季,浙闽沿岸海域的上升流携带Hg等输送至长江口及杭州湾外海域,同时夏季洪水期受台风和降雨的影响,陆地污染物通过降雨或径流入海增多,这与席英玉等[14]研究东山湾海水中Hg、As浓度的分布状况时得到的结论一致。

    • 表2显示了其他研究中的杭州湾、长江口外海域与中国其他海区海水中As和Hg的浓度。结果显示,本研究除比李娟英等[10]研究的舟山海域夏季表层海水中Hg浓度稍高外,与其他同海域及邻近海域相比,海水中As浓度和Hg浓度均较低[10,15-17],这说明近年来减少污染排放对控制重金属污染起到了一定作用。

      位置季节海水层次AsHg参考文献
      范围/μg·L−1均值/μg·L−1范围/μg·L−1均值/μg·L−1
      杭州湾外海域

      表层 0.136~1.590 0.668 0.029~0.074 0.048 本研究
      底层 0.158~1.728 0.695 0.021~0.057 0.041
      全部 0.134~1.728 0.681 0.021~0.109 0.045
      表层 0.172~0.948 0.667 0.004~0.028 0.019
      底层 0.318~1.142 0.764 0.010~0.034 0.020
      全部 0.318~1.142 0.689 0.004~0.040 0.018
      舟山海域 表层 1.03~2.81 / 0.021~0.063 / [10]
      杭州湾北岸 全部 1.63~2.54 / 0.028~0.063 / [10]
      长江口、杭州湾海域 表层 0.7~0.8 3.6 0.049~0.327 0.172 [15]
      长江口海域 表层 2.104~7.928 4.5 0.005~0.181 0.074 [16]
      底层 2.091~8.320 3.992 0.015~0.141 0.065
      长江口渔业水域 全部 1.9~3.5 / ND~0.09 / [17]
      东山湾 表层 1.06~2.05 1.62 0.026~0.045 0.035 [14]
      底层 1.13~2.16 1.62 0.016~0.045 0.034
      胶州湾 表层 / / 0.019~0.030 / [18]
      底层 / / 0.024~0.029 /
      表层 / / 0.013~0.021 /
      底层 / / 0.020~0.032 /

      考洲洋入海口
      表层 0.70~5.76 1.84 0.017~0.043 0.027 [19]
      底层 1.01~12.90 2.98 0.015~0.028 0.023
      表层 0.90~1.56 1.14 0.012~0.019 0.015
      底层 0.76~2.03 1.28 0.011~0.018 0.014
      渤海中部海域 表层 4.19~10.83 5.66 0.029~0.030 0.030 [6]
      底层 0.57~4.06 1.38 0.010~0.130 0
      表层 0.3~12.49 1.19 0.014~0.096 0.052
      底层 0.43~1.50 1.06 0.019~0.118 0.055
      山东半岛南部 表层 / 2.3 / 0.022 [20]
      表层 / 5.4 / 0.042
      注:“/”表示文献中无相关数据

      表 2  其他海区海水中As、Hg浓度的比较

      Table 2.  Comparison of As and Hg concentration in seawater of other sea areas

      夏、秋季,杭州湾外海域表层和底层海水中As浓度较其他海区水平偏低,而夏季研究海区Hg浓度略高于其他海区,秋季却处于偏低水平。各区域As、Hg浓度的差异反映了区域间理化性质的不同影响。与中国大陆沿岸的一些海湾(如东山湾[14]、胶州湾[18]、考洲洋入海口[19])相比, 杭州湾外海域除了夏季Hg浓度稍高外,秋季Hg浓度和夏、秋季As浓度均低于其他海湾。这是由于本研究海域为杭州湾舟山外的海域,受到长江冲淡水及海流的影响,而相对封闭的区域,水流交换作用差,极易受到人类活动的影响。杭州湾外海域As浓度明显低于渤海中部海域[6]、山东半岛南部近海[20],相对来说,长江口外海域更加开阔,水体拥有较强的自净能力。同时,夏季杭州湾外海域Hg浓度的高值区除了表明其受洪水期径流量的影响外,也说明大河汇入的海区重金属浓度可能会较高。

    • As和Hg的地球化学行为存在差异,是诸多环境因素的影响所致的。由上文分析得出,As和Hg的季节差异主要受长江冲淡水、海流、生物活动和海水理化性质波动的影响,空间差异则受长江冲淡水、海流、沉积物、悬浮物释放、生物活动、大气沉降和海水理化性质波动的影响。As和Hg近岸高值区的主要来源为陆源输入,其浓度主要受排污、径流量和大气沉降的影响。夏季,长江冲淡水携带重金属入海后先向东南方向输送,在31°N,123°E附近向东或东北方向伸展;秋季,长江冲淡水右转穿过杭州湾口和舟山群岛南下[12]。而离岸高值区的形成是由再悬浮物的解吸和海底沉积物的释放所致,其浓度受海流和上升流等扰动的影响[12-13]。悬浮物随长江冲淡水进入海洋,并会在距离海岸一段距离后解吸释放出As、Hg,同时沉积物向海水释放重金属,海域的上升流等作用会使海底沉积物再悬浮并将其向海水释放的As和Hg携带至表层。金属冶炼、植物焚烧、农药应用等人类工业和生产生活活动会使大量的Hg挥发进入大气,再由大气沉降作用输入海水中。生物活动也是影响海水中As和Hg迁移转化的重要因素。浮游植物会吸收并消耗表层海水中的As和Hg,在中层和底层海水中,微生物分解浮游植物的尸体并释放出As和Hg[2]

      将各水样理化性质参数与As、Hg浓度进行相关性分析,结果见表3。由表3可见,海水中As、Hg浓度均与温度、DO和pH呈显著负相关关系(P<0.05),表明低温、低溶解氧、偏酸性环境有利于海水中As、Hg的存在。另外,As浓度与SS呈显著负相关关系(P<0.05),表明海水悬浮颗粒物浓度越高海水中As浓度会越低,这可能与悬浮颗粒物对As的吸附有关。可见,不同环境因素对As和Hg浓度的影响有所差异。同时,As的浓度与Hg的浓度呈显著正相关关系(P<0.05),说明两者可能具有相同或相似的输入源。

      项目AsHg温度盐度DOChl apHSS
      As1−0.309**−0.309**−0.072−0.416**−0.034−0.208*−0.224*
      Hg−0.309**1−0.551**0.183−0.363**−0.049−0.244*−0.128
      注:*表示在<0.05水平上显著相关;**表示在<0.01水平上极显著相关

      表 3  理化参数与重金属的相关系数

      Table 3.  correlation coefficient between physical and chemical parameters and heavy metals

      悬浮物中含有的相关重金属溶解在海水中,或经历其他生物化学作用而进入海洋,会导致海水中重金属浓度增加。另外,悬浮物会与海水中重金属发生吸附—解吸行为,海水中某些条件如pH改变可能会打破吸附—解吸过程的平衡,造成水体中重金属的增加或减少。再悬浮物对中部海区As浓度也产生了影响。中部海区离岸较远,受陆源输入影响较小,表层较少的悬浮颗粒物对释放出的重金属吸附作用较小,所以产生了As浓度离岸高值区。

      水温较高时,浮游植物生长越旺盛,从海水中吸收的As和Hg越多,导致海水中As和Hg浓度减少;而对于Hg来说,温度升高,还会促使表层海水中的Hg向大气挥发[20]。水体中DO升高,溶解性较大的亚砷酸盐会向溶解性较低的砷酸盐转化,从而降低水体中溶解As的浓度。在一定的pH范围内,pH越高,颗粒物对重金属的吸附量越多,水体中重金属浓度就会越小。在酸性条件下,沉积物中的重金属会向海水中释放[13]。袁时钰等[21]在研究沉积物中重金属时也得出相似的结论,酸性条件和低溶解氧条件较有利于沉积物中重金属向水体的释放。

    • (1)与中国的其他海湾和近海海域相比,杭州湾外海域水质状况良好,除了夏季海水中Hg浓度较高外,秋季Hg浓度和夏、秋季As浓度均低于其他海域。

      (2)总体来看,近岸海水中As和Hg浓度较高。人类活动影响了杭州湾外海域海水中的重金属浓度,水体中As和Hg的主要来源为陆源输入,受到径流量和排污的影响,陆源物质中的Hg也会以大气沉降的形式输入海水中。As浓度离岸高值区的形成与海底沉积物释放和沉积物再悬浮有关,Hg浓度离岸高值区的形成受到海底沉积物释放的影响。

      (3)夏季,表、底层水体As浓度分布相对均匀,而表层水体Hg浓度明显高于底层。秋季,底层水体As浓度高于表层,表、底层水体Hg浓度分布相对均匀。秋季海水中As浓度略高于夏季,夏季海水中Hg浓度明显高于秋季。关于杭州湾外海域海水中As和Hg浓度的垂向分布的研究鲜见报道,本研究结果说明了长江冲淡水、海流、生物活动和大气沉降对杭州湾外海域海水中As和Hg浓度的垂向分布具有重要的影响。

      (4)影响海水中As和Hg浓度的因素比较复杂,入海径流和排污等对输入海域的As、Hg的浓度具有决定性作用。As和Hg的季节差异主要受长江冲淡水、海流、生物活动和海水理化性质波动的影响,空间差异则受长江冲淡水、海流、沉积物、悬浮物释放、生物活动、大气沉降和海水理化性质波动的影响。其中,温度、DO和pH等是重要的影响因子。

参考文献 (21)

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