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福建省西南近岸海域表层沉积物重金属污染特征与风险评价

刘丽华

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福建省西南近岸海域表层沉积物重金属污染特征与风险评价

    作者简介: 刘丽华(1982-),女,福建莆田人,博士,高级工程师,主要从事近岸海域水环境研究,E-mail:hellolihua88@163.com;
  • 基金项目: 福建省环保科技项目(2021R004)
  • 中图分类号: P736;X820.4

Pollution characteristics and risk assessment of heavy metals in sediments in the coastal areas of southwest Fujian

  • 摘要: 于2020年8月对福建省西南(闽西南)近岸海域表层沉积物中7种主要重金属的污染特征和来源进行了调查研究,并采用Hakanson潜在生态风险指数法、地累积指数法和富集因子法对调查海域重金属的潜在生态风险进行了评价。结果表明:调查海域表层沉积物中Hg、Cd、As、Cr含量符合国家第一类海洋沉积物质量标准,而Pb、Cu和Zn含量较高,分别有11.8%、23.5%和17.6%的站位超过第一类海洋沉积物质量标准,但符合第二类海洋沉积物质量标准,沉积物环境质量良好;7种重金属含量均与有机碳(TOC)含量、粒度呈显著相关性,而与硫化物含量无相关性;调查海域表层沉积物中Cu、Zn、Pb、As具有相似来源,呈现农业、交通和水土流失复合污染的特征,而Hg和Cd主要来源于工业污染;3种生态风险评价方法得出的结果基本一致,重金属单因子生态风险系数为Hg>Pb>As>Cd>Cu>Cr>Zn,调查海域生态风险总体上处于低生态风险水平,但仍然建议重点控制Hg和Pb污染。
  • 图 1  闽西南近岸海域表层沉积物监测站位

    Figure 1.  Deployment of stations for monitoring pollution in surface sediments in the coastal areas of southwest Fujian

    图 2  闽西南近岸海域表层沉积物中重金属元素含量空间分布

    Figure 2.  Horizontal distributions of heavy metals in surface sediments in the coastal areas of southwest Fujian

    图 3  重金属主成分分析载荷图

    Figure 3.  Load diagram of heavy metals by principal component analysis

    图 4  表层沉积物重金属的富集系数

    Figure 4.  Enrichment factors of heavy metals in surface sediments

    表 1  毒性响应参数与背景值

    Table 1.  Background reference values and toxicity coefficients

    污染元素CuZnPbCdCrHgAsMn
    背景值$ {C}_{n}^{i} $/×10−635.0150.060.00.580.00.2020.0530
    毒性系数$ {T}_{r}^{i} $5153024010
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    表 2  潜在生态风险分级标准[16]

    Table 2.  Different classification schemes of potential ecological risk

    $ {C}_{f}^{i} $范围单项污染物污染程度分级$ {E}_{r}^{i} $范围单项污染物潜在生态风险分级 RI 范围总潜在生态风险等级
    $ < $1轻微<3030~130低生态风险
    1~3中等30~60中等130~250中等生态风险
    3~660~120250~500强生态风险
    ≥6很强120~240很强≥500很强生态风险
    ≥240极强
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    表 3  沉积物重金属污染程度划分和Igeo

    Table 3.  pollution grades of heavy metal of sediments and its Igeo

    geo<00≤Igeo<11≤Igeo<22≤Igeo<33≤Igeo<44≤Igeo<5≥5
    级数0123456
    污染程度中-强强-极强极强
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    表 4  基于富集因子的沉积物污染分级

    Table 4.  Enrichment factor grading

    EF范围级别污染程度
    EF<11无污染
    1≤EF<22轻微污染
    2≤EF<53中度富集
    5≤EF<204显著富集
    20≤EF<405高度富集
    EF≥406极强富集
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    表 5  闽西南近岸海域表层沉积物的重金属含量统计结果

    Table 5.  The statistics of heavy metals in surface sediments from the coastal areas of southwest Fujian

    年份项目CdPbCrAsCuZnHg
    2020最大值/×10−60.35677713.546.12080.0913
    最小值/×10−60.0926346.37.7540.0208
    平均值/×10−60.1643659.823.51170.0518
    中位数/×10−60.1445709.221.41160.0462
    标准偏差/×10−60.0811.813.51.9410.035.20.018
    变异系数/(%)46.527.320.719.742.830.135.2
    第一类沉积物达标/(%)100.088.2100.0100.076.582.4100.0
    第一类沉积物质量标准/×10−60.560.080.020.035.0150.00.20
    2008[16]平均值/×10−60.0838.5618.9621.8107.50.057
    注:将每个站位重金属浓度分析值与第一类海洋沉积物质量标准进行比较,如果分析值小于等于标准,说明其符合第一类海洋沉积物质量标准;变异系数=标准偏差/平均值×100%;$ SD=\sqrt{\sum {\left({X}_{i}-\overline {X}\right)}^{2}/n-1} $
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    表 6  沉积物中重金属元素、硫化物、有机碳和粒度之间的相关性

    Table 6.  Correlations coefficients among heavy metal elements, AVS,TOC and particle size of sediments

    元素TOCAVSCdPbCrAsCuZnHg粉砂粘土
    TOC1.000
    AVS0.0311.000
    Cd0.1950.0501.000
    Pb0.694**0.0870.4771.000
    Cr0.723**0.1640.1180.2801.000
    As0.676**−0.1490.3850.670**0.499*1.000
    Cu0.777**0.1830.569*0.887**0.599*0.680**1.000
    Zn0.780**0.2100.589*0.888**0.596*0.671**0.977**1.000
    Hg0.539*−0.1590.591*0.4710.3610.4000.574*0.598*1.000
    −0.784**−0.167−0.066−0.327−0.868**−0.342−0.581*−0.604*−0.4611.000
    粉砂0.561*0.164−0.0750.0130.873**0.1840.3550.3750.319−0.900**1.000
    粘土0.789**0.0800.522*0.871**0.4260.561*0.865**0.885**0.625**−0.586*0.2891.000
    注:**在0.01水平(双侧)上显著相关;*在0.05水平(双侧)上显著相关;n=17
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    表 7  主成分分析结果

    Table 7.  The results of principal component analysis

    主成分因子特征值方差贡献率/(%)累积方差贡献率/(%)
    14.5464.8764.87
    21.1917.0481.91
    30.639.0290.93
    40.304.3495.27
    50.223.1898.45
    60.091.3299.78
    70.020.22100.00
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    表 8  表层沉积物重金属潜在生态风险指数

    Table 8.  Potential ecological risk indices of heavy metal in the surface sediments

    项目$ {E}_{r}^{i} $RI
    PbCdCrAsCuZnHg
    最小值5.402.170.853.151.100.364.1619.56
    最大值21.05.581.936.756.591.3918.2655.33
    平均值9.533.601.624.903.350.7810.3634.15
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    表 9  表层沉积物重金属地累积指数

    Table 9.  Geo-accumulation indexes (Igeo) of heavy metals in surface sediments

    项目geo
    CdPbCrAsCuZnHg
    最大值−0.510.16−0.06−0.570.400.47−1.13
    最小值−2.47−1.21−1.23−1.67−2.18−1.47−3.27
    平均值−1.80−0.53−0.34−1.06−0.71−0.43−2.04
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-29
  • 录用日期:  2021-04-25
  • 刊出日期:  2022-04-20

福建省西南近岸海域表层沉积物重金属污染特征与风险评价

    作者简介:刘丽华(1982-),女,福建莆田人,博士,高级工程师,主要从事近岸海域水环境研究,E-mail:hellolihua88@163.com
  • 福建省厦门环境监测中心站,福建 厦门 361102
基金项目: 福建省环保科技项目(2021R004)

摘要: 于2020年8月对福建省西南(闽西南)近岸海域表层沉积物中7种主要重金属的污染特征和来源进行了调查研究,并采用Hakanson潜在生态风险指数法、地累积指数法和富集因子法对调查海域重金属的潜在生态风险进行了评价。结果表明:调查海域表层沉积物中Hg、Cd、As、Cr含量符合国家第一类海洋沉积物质量标准,而Pb、Cu和Zn含量较高,分别有11.8%、23.5%和17.6%的站位超过第一类海洋沉积物质量标准,但符合第二类海洋沉积物质量标准,沉积物环境质量良好;7种重金属含量均与有机碳(TOC)含量、粒度呈显著相关性,而与硫化物含量无相关性;调查海域表层沉积物中Cu、Zn、Pb、As具有相似来源,呈现农业、交通和水土流失复合污染的特征,而Hg和Cd主要来源于工业污染;3种生态风险评价方法得出的结果基本一致,重金属单因子生态风险系数为Hg>Pb>As>Cd>Cu>Cr>Zn,调查海域生态风险总体上处于低生态风险水平,但仍然建议重点控制Hg和Pb污染。

English Abstract

  • 重金属作为典型的累积性污染物,具有毒性危害大、难降解、易蓄积等特点,是影响海洋环境的重要污染因素[1]。沉积物是元素地球化学循环过程的重要控制因子,是海洋重金属的存储器,大量研究表明,重金属通过吸附、沉降最后聚集到沉积物中。在自然状态下,重金属在沉积物界面上的吸附与释放处于动态平衡,当环境发生变化时可以重新释放到海水中造成污染,故沉积物既是重金属的“汇”,也可能变成“源”[2]。沉积物中的重金属具有监测灵敏度高、稳定性好、易采集等特点,比海水和生物体更能反映区域海洋环境质量状况和趋势,是海洋生态环境研究的重要内容[3]。国内外许多学者已经对全球近岸海域沉积物中重金属的来源以及生态风险进行了研究[4-5]

    福建省地处我国东南沿海、台湾海峡西岸,其海域北起福鼎市沙埕港,与浙江海域相接,南至诏安湾,与广东海域相连,有闽江、晋江和九龙江等山区性河流汇入;在季风气候影响下,该海域受冬季浙闽沿岸流与夏季南海暖流影响较大。近年来,闽西南沿海地区以其特有的区位、资源和台侨优势,成为经济发展最具活力、前景最为广阔的海西经济发展中心。随着厦漳泉城市化进程不断推进,人口和临港化工等产业在海岸带集聚,海域生态环境压力剧增。目前,福建海域沉积物重金属的研究主要集中在河口海湾,如厦门-金门海域[6]、厦门湾[7]和九龙江河口[8],而河口-海湾-近岸海域梯度的同步调查研究还很缺乏。鉴于此,本研究于2020年8月对闽西南近岸海域开展沉积物重金属专题调查,利用主成分分析方法探明了沉积物中重金属的污染特征及来源,采用地累积指数法[9]、Hakanson潜在生态风险指数法[10]和富集因子法[11]对沉积物重金属的潜在生态风险进行了评价,研究结果将为福建省海洋生态保护和海洋资源开发利用提供科学依据。

    • 本研究于2020年8月对闽西南近岸海域进行现场调查,共设17个监测站位(图1),采用抓斗式采泥器采集沉积物,取上层0~1 cm未受搅动的表层沉积物作为待测样品。沉积物样品的贮存参照《海洋监测规范》(GB 17378-2007)第3部分中的重金属、粒度、有机碳(TOC)及硫化物的相关规定执行。

      图  1  闽西南近岸海域表层沉积物监测站位

      Figure 1.  Deployment of stations for monitoring pollution in surface sediments in the coastal areas of southwest Fujian

      按照《海洋监测规范》(GB 17378-2007)的相关规定对沉积物样品进行前处理和实验室分析,分析项目包括:重金属、粒度、硫化物和TOC。本次调查分析了7种主要重金属含量,其中,总汞(Hg)采用冷原子吸收分光光度法测定,检出限为1.0×10−4 mg/kg;Cr、As、Cu、Zn、Cd 和Pb采用电感耦合等离子体质谱法测定,检出限分别为2.0、0.4、0.6、1.0、0.09和2.0 mg/kg;粒度采用贝克曼LS13320激光粒度仪测定;硫化物采用离子选择电极法测定;TOC含量按照GB/T 30740-2014中的非色散红外吸收法分析;样品测定的平行性与准确度符合相关要求。

    • 采用SPSS v21.0软件对沉积物粒度、TOC、重金属等进行Pearson相关性分析,采用R3.2.4软件进行主成分分析。

    • 潜在生态风险指数(RI)法是划分沉积物污染程度和海域潜在生态风险等级的一种相对简便、快速和标准的方法[10,12-14],计算公式如下:

      式中:$ {C}^{i} $为第i种重金属实测含量;$ {C}_{n}^{i} $为第i种重金属背景值;$ {C}_{f}^{i} $为第i种重金属污染系数;$ {E}_{r}^{i} $为单个重金属潜在生态风险参数;$ {T}_{r}^{i} $为沉积物中第i种重金属毒性系数[15]RI为综合潜在生态风险指数;n为重金属种类。

      根据参考文献[15-16],7种重金属的毒性系数和背景值见表1,潜在生态危害评价指标与分级关系见表2

      污染元素CuZnPbCdCrHgAsMn
      背景值$ {C}_{n}^{i} $/×10−635.0150.060.00.580.00.2020.0530
      毒性系数$ {T}_{r}^{i} $5153024010

      表 1  毒性响应参数与背景值

      Table 1.  Background reference values and toxicity coefficients

      $ {C}_{f}^{i} $范围单项污染物污染程度分级$ {E}_{r}^{i} $范围单项污染物潜在生态风险分级 RI 范围总潜在生态风险等级
      $ < $1轻微<3030~130低生态风险
      1~3中等30~60中等130~250中等生态风险
      3~660~120250~500强生态风险
      ≥6很强120~240很强≥500很强生态风险
      ≥240极强

      表 2  潜在生态风险分级标准[16]

      Table 2.  Different classification schemes of potential ecological risk

    • 地累积指数(Igeo)法是由德国科学家Mulle提出的用于评价沉积物中重金属污染程度的一种方法[9],计算公式如下:

      式中:Cn是指元素n在沉积物中的含量(指质量比,实测值);Bn是粘质沉积岩中该元素的地球化学背景值;k为考虑各地岩石差异可能会引起背景值的变动而取的系数(一般取值为1.5)。为客观反映闽西南近岸海域沉积物重金属地球化学背景参考值,本文采用《海洋沉积物质量》一类标准,k值取1.0。沉积物地累积指数分级标准见表3

      geo<00≤Igeo<11≤Igeo<22≤Igeo<33≤Igeo<44≤Igeo<5≥5
      级数0123456
      污染程度中-强强-极强极强

      表 3  沉积物重金属污染程度划分和Igeo

      Table 3.  pollution grades of heavy metal of sediments and its Igeo

    • 富集因子(EF)法是评价人类活动对土壤及沉积物中重金属富集程度影响的一种方法[11]。本文采用Mn作为标准化元素[17],背景值见表1,富集因子计算公式如下:

      式中:EF为富集因子;C样品为样品中重金属的实测含量;CMn样品为样品中Mn的实测含量;C背景为重金属的背景值;CMn背景为Mn的背景值。根据富集因子大小,重金属污染状况分为6个等级[18]表4)。

      EF范围级别污染程度
      EF<11无污染
      1≤EF<22轻微污染
      2≤EF<53中度富集
      5≤EF<204显著富集
      20≤EF<405高度富集
      EF≥406极强富集

      表 4  基于富集因子的沉积物污染分级

      Table 4.  Enrichment factor grading

    • 闽西南近岸海域17个站位的表层沉积物重金属含量统计值汇总于表5。从表5可以看出,Pb、Cu和Zn含量有11.8%、23.5%和17.6%的站位超过国家第一类海洋沉积物质量标准,但符合国家第二类海洋沉积物质量标准。从图2可以看出,重金属Pb、Cu、Zn超标的站位主要集中在九龙江河口、厦门湾及晋江河口附近。

      图  2  闽西南近岸海域表层沉积物中重金属元素含量空间分布

      Figure 2.  Horizontal distributions of heavy metals in surface sediments in the coastal areas of southwest Fujian

      重金属含量分布及离散程度反映了人为因素与自然影响的差异。重金属含量的均值和中位数对比结果显示,闽西南近岸海域Zn、Cr、Cu和Pb的均值和中位数之间差值较大,统计分布为右偏,其他指标差值均较小,这表明Zn、Cr、Cu和Pb存在高值区。通常认为,变异系数大于36%为高度变异[19],Cu和Cd的变异系数分别为42.8%和46.5%,表明这两种重金属的空间分布极不均匀,离散性较大,存在高值区,可能是受到人类活动的影响;其他5种金属的变异系数相对较小,空间分布差异程度排序为Cd>Cu>Hg>Zn>Pb>Cr>As。

      年份项目CdPbCrAsCuZnHg
      2020最大值/×10−60.35677713.546.12080.0913
      最小值/×10−60.0926346.37.7540.0208
      平均值/×10−60.1643659.823.51170.0518
      中位数/×10−60.1445709.221.41160.0462
      标准偏差/×10−60.0811.813.51.9410.035.20.018
      变异系数/(%)46.527.320.719.742.830.135.2
      第一类沉积物达标/(%)100.088.2100.0100.076.582.4100.0
      第一类沉积物质量标准/×10−60.560.080.020.035.0150.00.20
      2008[16]平均值/×10−60.0838.5618.9621.8107.50.057
      注:将每个站位重金属浓度分析值与第一类海洋沉积物质量标准进行比较,如果分析值小于等于标准,说明其符合第一类海洋沉积物质量标准;变异系数=标准偏差/平均值×100%;$ SD=\sqrt{\sum {\left({X}_{i}-\overline {X}\right)}^{2}/n-1} $

      表 5  闽西南近岸海域表层沉积物的重金属含量统计结果

      Table 5.  The statistics of heavy metals in surface sediments from the coastal areas of southwest Fujian

    • 表层沉积物中7种重金属含量、粒度、硫化物及TOC的数据符合正态分布,Pearson相关分析结果见表6。As、Cu、Zn、Pb 4种重金属两两之间呈显著相关性(P<0.01),在一定程度上表明这4种重金属具有相同的来源和迁移路径。Cd、Cu、Hg 3种重金属两两之间的相关性较弱,Cd、Hg与Pb、Cr和As均无显著相关性,说明Cd、Hg与Pb、Cr、As有着不同的来源。

      元素TOCAVSCdPbCrAsCuZnHg粉砂粘土
      TOC1.000
      AVS0.0311.000
      Cd0.1950.0501.000
      Pb0.694**0.0870.4771.000
      Cr0.723**0.1640.1180.2801.000
      As0.676**−0.1490.3850.670**0.499*1.000
      Cu0.777**0.1830.569*0.887**0.599*0.680**1.000
      Zn0.780**0.2100.589*0.888**0.596*0.671**0.977**1.000
      Hg0.539*−0.1590.591*0.4710.3610.4000.574*0.598*1.000
      −0.784**−0.167−0.066−0.327−0.868**−0.342−0.581*−0.604*−0.4611.000
      粉砂0.561*0.164−0.0750.0130.873**0.1840.3550.3750.319−0.900**1.000
      粘土0.789**0.0800.522*0.871**0.4260.561*0.865**0.885**0.625**−0.586*0.2891.000
      注:**在0.01水平(双侧)上显著相关;*在0.05水平(双侧)上显著相关;n=17

      表 6  沉积物中重金属元素、硫化物、有机碳和粒度之间的相关性

      Table 6.  Correlations coefficients among heavy metal elements, AVS,TOC and particle size of sediments

      已有的研究表明,TOC、硫化物与沉积物中重金属含量密切相关,它们可以通过表面吸附、螯合等反应与重金属产生络合,生成重金属−有机碳复合体或重金属硫化物沉淀从水体中析出并沉淀;当外界环境发生变化时,重金属又会重新被释放,从而影响表层沉积物重金属的含量和分布[13]。本研究发现,重金属与TOC含量具有相关性(表6),其中,Pb、Cr、As、Cu、Zn与TOC含量在P<0.01水平上呈正相关性,而Hg与TOC含量在P<0.05水平上呈正相关性,Cd与TOC含量无相关性;重金属含量与硫化物之间无显著相关性。以上结果表明,TOC是控制研究区域表层沉积物重金属分布的主要因素。

      沉积物粒度组成对重金属吸附、解吸和迁移也有影响。不同粒径沉积物中重金属特性不同,小粒径沉积物氧化还原电位较低且富含TOC,表现出较强的吸附和富集作用,而大粒径沉积物往往富含碳酸钠和二氧化硅,吸附作用较弱[11]。从表6可以看出,各站位黏土与Cu、Zn、Pb、Hg 4种重金属之间呈显著正相关性(P<0.01),与Cd、As相关性较弱;粉砂除了与Cr在P <0.01水平上呈显著正相关性外,与其他重金属元素均无相关性;砂与各重金属元素均呈负相关性。以上结果表明,粒度是影响闽西南近岸海域表层沉积物重金属含量和分布的因素之一。

    • 基于重金属各元素之间的相关性,本文通过R语言对7种重金属进行主成分分析,结果见表7。7种重金属可以概括为两个主成分,累积解释了总方差的81.91%,根据特征值大于1和累积贡献率大于80%的原则提取前两个因子作为主成分进行分析。

      主成分因子特征值方差贡献率/(%)累积方差贡献率/(%)
      14.5464.8764.87
      21.1917.0481.91
      30.639.0290.93
      40.304.3495.27
      50.223.1898.45
      60.091.3299.78
      70.020.22100.00

      表 7  主成分分析结果

      Table 7.  The results of principal component analysis

      第一主成分的贡献率为64.87%,Zn、Cu、Pb、As在第一主成分上均有较高正载荷(>0.8)(图3),与上述相关分析结果一致。已有的研究表明,Zn、Cu被广泛用于水产动物饲料和农药[20],Pb是交通污染中含铅汽油、机动车尾气的标识元素,As在农药和化肥中含量较高[5]。Pb、Cu、Zn的含量高值区出现在九龙江河口、厦门湾以及晋江河口附近(图2)。九龙江流经农业发达的漳州平原,农药和化肥等面源污染较重,农业污染应是这些重金属的重要来源。厦门湾是航道集中区,沉积物极易受到航运影响。另外,福建广泛分布着燕山期中性、酸性的岩浆岩,岩石中Pb、Zn的克拉克值较高,当岩石风化或开采后,其中所含的Pb、Zn将随其晶格的破坏而被地表径流搬运入海,使得沉积物中的Pb、Zn含量较高。因此,第一主成分反映了农业生产、交通和水土流失的复合污染。

      图  3  重金属主成分分析载荷图

      Figure 3.  Load diagram of heavy metals by principal component analysis

      第二主成分的贡献率为17.04%,其中,Cd、Hg载荷较高,分别为0.60和0.55。研究发现,Cd主要来源于化工生产和工业冶金,Hg主要来源于煤等化石燃料的燃烧[3]。Hg、Cd的含量高值区出现在九龙江河口和晋江河口附近(图2)。据调查,九龙江沿岸分布着众多的乡镇企业、私营企业、小型矿场和砂石场,晋江安海湾湾顶及两侧密集分布着石材厂、化工厂、钢材厂、皮革厂和电镀厂。若这些工厂将污染物排放入海,势必会增加海洋沉积物重金属含量。因此,判断第二主成分可能主要来源于工业污染。

    • 闽西南近岸海域表层沉积物重金属潜在生态风险评价结果见表8。重金属单因子生态风险顺序为Hg>Pb>As>Cd>Cu>Cr>Zn。各调查站位的单因子生态风险指数均低于30,处于低生态风险水平。其中,Hg的单因子风险指数最高,最大值为18.26,平均值为10.36;Pb次之,平均值为9.53。综合潜在生态风险指数为19.56~55.33,平均值为34.15,结果表明,该海域综合潜在生态风险处于较低水平。

      项目$ {E}_{r}^{i} $RI
      PbCdCrAsCuZnHg
      最小值5.402.170.853.151.100.364.1619.56
      最大值21.05.581.936.756.591.3918.2655.33
      平均值9.533.601.624.903.350.7810.3634.15

      表 8  表层沉积物重金属潜在生态风险指数

      Table 8.  Potential ecological risk indices of heavy metal in the surface sediments

    • 地累积指数结果汇总于表9。7种重金属污染程度为Cr>Zn>Pb>Cu>As>Cd>Hg,地累积指数均低于0,为无污染状态。其中,Cu、Zn、Pb达到轻度污染水平的站位分别占总监测站位的23.5%、17.6%和11.8%,其余站位均为无污染状态。这些轻度污染的重金属几乎同时分布在少数几个站位(F16、F08、F06)上,应给予重点关注。

      项目geo
      CdPbCrAsCuZnHg
      最大值−0.510.16−0.06−0.570.400.47−1.13
      最小值−2.47−1.21−1.23−1.67−2.18−1.47−3.27
      平均值−1.80−0.53−0.34−1.06−0.71−0.43−2.04

      表 9  表层沉积物重金属地累积指数

      Table 9.  Geo-accumulation indexes (Igeo) of heavy metals in surface sediments

    • 本研究根据17个站位某个重金属富集因子的平均值来评价该重金属的富集情况。图4显示7种重金属元素富集系数,顺序为Cr>Zn>Pb>Cu>As>Cd>Hg,均低于1,为无富集状态,污染程度较轻。

      图  4  表层沉积物重金属的富集系数

      Figure 4.  Enrichment factors of heavy metals in surface sediments

    • (1)闽西南近岸海域表层沉积物中Cd、Cr、Hg、As含量均达到国家第一类海洋沉积物质量标准,Pb、Cu和Zn含量有11.8%、23.5%和17.6%的站位超过国家第一类海洋沉积物质量标准,但符合国家第二类海洋沉积物质量标准,沉积物重金属环境质量良好。

      (2)Pb、Cu、Zn的含量高值区出现在九龙江河口、厦门湾和晋江河口附近,Hg和Cd的高值区出现在九龙江河口、晋江河口附近。Cu、Zn、Pb、As具有相似来源,呈现农业、交通和水土流失复合污染的特征,而Hg和Cd主要来源于工业污染。

      (3)基于生态风险指数法、地累积指数法和富集因子法评价重金属潜在生态风险的结果基本一致,闽西南近岸海域总体上处于低生态风险水平,7种重金属潜在生态风险指数为Hg>Pb>As>Cd>Cu>Cr>Zn,建议加强对Hg和Pb的重点监测。

参考文献 (20)

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