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红树林是自然生长在热带、亚热带的陆地与海洋交界处的海岸潮间带或海潮能到达的河流入海口的植物群落，可抵抗潮汐和洪水冲击，保护堤岸，为木材、食物、药材及化工材料提供原料，塑造旅游城市的自然人文特色景观等，有很高的生态、经济、景观价值[1]。红树林易受海水和特殊的土壤条件等因素影响，因此，红树林生长区域，尤其是受人类活动影响较大的海湾区域，其沉积物和海水的质量调查非常必要。
沉积物方面，重金属因为其毒性、持久性和生物累积性已经造成了严重的环境问题[2-3]。此外，沉积物是氮、磷等生源要素的重要储存库，对水体富营养化具有重要贡献[4]。硫化物、有机碳、全盐量等也是衡量沉积环境质量优劣的重要指标[5-7]。因此，红树林区域沉积物中重金属、营养盐、硫化物、有机碳、全盐量等调查十分重要。海水方面，海南海产品养殖业发达，近岸人口居住密集，容易造成养殖水域氮、磷富集，可能会引发水质恶化、渔业减产等一系列连锁反应。因此，海水中营养盐的调查有十分现实的意义。
新村港位于海南省陵水县新村镇东南部，为海南省重点渔港之一。新村港红树林系统是新村港海洋生态系统的重要组成部分，其独特的生态功能可为新村港提供显著的经济效应。目前，国内鲜有对红树林区域海水和沉积物同时调查且评价的研究。为了解海水和沉积物质量并掌握其污染程度，本文对新村港红树林区域的海水和沉积物质量进行了调查评价，调查结果可为该区域的养殖活动、旅游开发、海上交通运输及海洋生态保护提供一定的参考。
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新村港面积约为13.10 km2，港内南北长4 km，东西宽6 km，新村港实质为中等规模的沙坝—潮汐汊道—潟湖体系，潟湖面积约22 km2，涨潮三角洲、落潮三角洲比较发育，汊道长约3～4 km。新村港口窄内宽，北岸为码头堤岸，南岸为南湾猴岛生态景区。新村港红树林系统调查围绕新村港潟湖及岸滩开展，调查时间为2020年10月，调查工作安排在低潮位时间段，沿7条断面共布设22个调查点，其中，潟湖北侧布设4条断面共计16个调查点，潟湖南侧布设3条断面共计6个调查点。各调查点分布情况见表1。
调查点 经度 纬度 Hg/
mg·kg−1Cr/
mg·kg−1Cu/
mg·kg−1As/
mg·kg−1Pb/
mg·kg−1总氮/
mg·kg−1总磷/
mg·kg−1有机碳/
(%)硫化物/
mg·kg−1全盐量/
g·kg−1S0101 109°59'3.816"E 18°25'31.306"N <0.0020 14 8.6 7.1 7.8 248 254 1.48 <0.3 4.04 S0102 109°59'0.827"E 18°25'33.707"N 0.0030 17 8.3 7.9 9.4 426 321 2.08 <0.3 2.08 S0103 109°58'57.091"E 18°25'36.750"N <0.0020 14 7.8 7.2 6.1 361 313 2.77 <0.3 4.95 S0104 109°58'54.070"E 18°25'39.858"N <0.0020 14 7.6 7.3 8.7 342 343 3.13 <0.3 3.84 S0105 109°58'51.711"E 18°25'41.790"N <0.0020 16 7.7 7.2 7.4 377 279 4.13 <0.3 2.11 S0201 109°59'20.429"E 18°26'2.919"N 0.0020 12 9.2 6.7 6.9 445 313 2.55 <0.3 3.21 S0202 109°59'20.494"E 18°26'6.433"N 0.0030 13 12 8.0 7.6 291 266 1.64 <0.3 3.57 S0203 109°59'20.509"E 18°26'10.126"N 0.0030 14 8.8 7.6 7.2 330 269 1.57 <0.3 3.93 S0301 110°0'0.014"E 18°25'47.096"N <0.0020 14 5.9 6.3 7.1 263 302 3.34 <0.3 3.68 S0302 109°59'58.633"E 18°25'51.515"N <0.0020 20 8.9 8.9 10 305 307 3.53 <0.3 1.97 S0303 109°59'57.422"E 18°25'55.884"N <0.0020 17 5.4 6.7 8.1 328 326 3.79 <0.3 2.77 S0304 109°59'56.625"E 18°26'0.228"N <0.0020 18 7.3 6.8 10 302 312 4.01 <0.3 3.75 S0305 109°59'56.208"E 18°26'3.110"N <0.0020 22 7.8 7.4 9.8 330 238 3.67 <0.3 3.47 S0401 110°0'31.594"E 18°25'49.744"N <0.0020 14 6.0 6.1 7.3 314 299 3.77 <0.3 3.16 S0402 110°0'32.029"E 18°25'53.848"N <0.0020 14 6.5 6.5 8.1 361 287 4.15 <0.3 1.74 S0403 110°0'32.376"E 18°25'57.484"N 0.0020 25 12 11 12 409 305 3.36 <0.3 1.99 S0501 110°0'23.712"E 18°23'49.127"N <0.0020 12 7.4 5.7 8.0 305 295 2.93 <0.3 2.61 S0502 110°0'22.535"E 18°23'50.654"N <0.0020 11 8.4 6.0 9.2 380 263 3.56 <0.3 2.87 S0601 110°0'37.894"E 18°24'3.323"N <0.0020 15 5.6 6.9 7.2 431 288 3.48 <0.3 3.04 S0602 110°0'35.561"E 18°24'1.551"N <0.0020 14 6.4 7.0 7.5 340 319 3.40 <0.3 3.38 S0603 110°0'39.202"E 18°24'4.965"N <0.0020 16 6.6 7.4 6.8 306 353 3.54 <0.3 3.35 S0701 110°1'22.037"E 18°25'4.410"N <0.0020 18 9.1 4.6 15 356 261 4.29 <0.3 3.68 表 1 调查点位置及各成分含量
Table 1. Sample location and content of each component
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表层沉积物及海水样品的采集和保存分别按《海洋调查规范 第1部分：总则》（GB/T 12763.1－2007）及《海洋监测规范 海水分析》（GB 17378.4－2007）规定的相关方法进行。采样完毕后，将沉积物样品运回实验室，挑出杂物后分成两份，一份新鲜冷冻保存，用于粒度分析；另一份经自然风干后研磨过80目筛，用于总氮、总磷和重金属的测定。沉积物总氮（TN）采用碱性过硫酸钾消解—紫外分光光度法测定；总磷（TP）采用钼酸铵分光光度法测定；重金属元素Cr、Cu、Pb采用赛默飞ICAP-Q电感耦合等离子体质谱仪测定；As和Hg采用海光AFS-9800双通道原子荧光分光光度计测定；粒径采用Malvern Mastersizer 2000激光粒度仪测定。海水中溶解氧（DO）、TP（TN）、氨氮（NH4-N）、硝酸盐氮（NO3-N）、亚硝酸盐氮（NO2-N）分别使用碘量法、过硫酸钾氧化法、次溴酸盐氧化法、锌—镉还原法、萘乙二胺分光光度法测定。无机氮（DIN）浓度为氨氮（NH4-N）、硝酸盐氮（NO3-N）、亚硝酸盐氮（NO2-N）浓度的加和。为保证结果的准确性，每个沉积物和海水样品均测试3次，分析误差<5%，取平均值作为最后结果。
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瑞典科学家Hakanson在1980年提出了潜在生态风险指数法，该评价方法基于沉积学原理，同时将重金属的含量、环境效应以及毒理学等潜在因素联系在一起，利用指数分级进行评价，其可比性、等价性兼具，可综合反映沉积物中重金属的生态影响。潜在生态风险指数法的分级标准主要是单因子潜在生态风险指数（
$E_r^i $ ）和综合潜在生态风险指数（RI），具体计算公式如下：
式中：
$C_s^i $ 为样品重金属含量的实测值；$C_n^i $ 为该种重金属的评价标准值（背景值），海南土壤背景值见参考文献[8]；Pi为该金属的富集系数；$T_r^i $ 为重金属的毒性响应系数，数据见表2；$E_r^i $ 和RI分别为单种重金属的潜在生态风险指数和多因子综合潜在生态风险指数，其和污染程度的关系见表3。元素 Hg Cr Cu As Pb 背景值/mg·kg−1 0.0755 222.2 42.5 2.6 24.1 毒性响应系数 40 2 5 10 5 表 2 重金属的毒性响应系数
Table 2. Toxicity response coefficient of heavy metals
$E_r^i $ 
潜在生态风险程度 RI 潜在生态风险程度 ≤40 低微 ≤150 低微 40～80 中等 150～300 中等 80～160 较强 － 160～320 强 300～600 强 ≥320 极强 ≥600 极强 表 3 潜在生态风险指数和污染程度的关系
Table 3. Relationship between potential ecological risk index method and pollution
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本文参考了加拿大安大略省环境和能源部（1992）发布的指南，能引起最低级别生态风险效应的TN和TP的评价标准分别为550 mg/kg和600 mg/kg，由此计算各调查点TN和TP的标准指数。
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调查区海洋沉积物质量参照《海洋沉积物质量》（GB 18668－2002）中的标准进行分类。
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选取TN、TP和DO为评价指标，运用以模糊数学理论为基础的隶属度模糊综合评价法，对新村港红树林海水营养盐水平进行评价。评价标准参考《海水水质标准》（GB3097－1997）及文献[9]，具体见表4。
指标 DO/mg·L−1 TP/mg·L−1 TN/mg·L−1 Ⅰ（贫营养） 6 0.03 0.4 Ⅱ（中营养） 5 0.06 0.6 Ⅲ（富营养） 4 0.08 0.8 表 4 海水营养评价标准
Table 4. The evaluation criteria of seawater nutrition
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海洋沉积物颗粒按粒径可分为砂粒、粉粒和黏土。调查区各调查点粒度统计结果见图1。结果表明，黏土组（<4 μm）、粉粒组（4～64 μm）、砂粒组（>64 μm）的质量分数变化均较大，其中黏土组变幅为0.01%～54.9%，粉粒组变幅为5.26%～42.8%，砂粒组变幅为1.97%～94.7%，说明新村港红树林沉积物主要由砂粒组成，其次是粉粒，除少量调查点外，其他调查点的黏土含量相对较少。
图 1 各调查点粒度统计
Figure 1. Particle size statistics of each point
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调查区沉积物中重金属元素含量列于表1。作为参考，其他地区的重金属元素含量列于表5。
表 5 部分地区重金属元素参考值（mg/kg）
Table 5. Reference values of trace elements in some areas
结合表1和表5可以看出，新村港红树林沉积物中重金属元素含量相对较低，远低于页岩含量。该区域沉积物除Hg外，重金属平均含量相差不大，各元素平均含量顺序为Cr>Pb>Cu>As>Hg。Hg的含量不超过0.0030 mg/kg，Cu的含量变幅为5.4～12 mg/kg，Pb的含量变幅为6.1～15 mg/kg，3种元素平均含量与表5所列地区相比，均为最低；Cr的含量变幅为11～24 mg/kg，平均含量与中国主要红树林区的平均值相当，但是远低于其他地区；As的含量变幅为4.6～11 mg/kg，平均含量与中国南方砖红壤、广西潮间带、中国红树林、中国浅海沉积物相当，高于琼东北土壤背景值、海南水系沉积物，低于中国土壤背景值和页岩含量。除Cr（F=3.068，P=0.032）外，Cu（F=2.552，P=0.060）、As（F=0.535，P=0.775）、Pb（F=2.109，P=0.106）的含量在7个断面中均无显著性差异（P>0.05），这表明几种重金属含量在各调查点的分布相对均匀。虽然如此，S0302、S0403等调查点可能受人类生活影响，Cr、Pb、Cu、As含量均偏高。
新村港红树林地区附近没有大型工矿企业，沉积物中重金属主要为自然来源，但是该区域As含量又高于琼东北土壤背景值、海南水系沉积物，这可能是由周边的农业污染导致的。此外，Cr、Cu平均含量较低的原因，除海南地区工业污染较小外，还可能是这些元素易被红树林吸附净化。
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各调查点沉积物营养盐、有机碳、硫化物、全盐量等数据见表1。调查区沉积物中TN含量范围为248～445 mg/kg，平均值为343 mg/kg，7个断面的TN含量均无显著性差异（F=0.562，P=0.754），说明潟湖两侧的TN分布较均匀，但调查点S0102、S0201、S0601的TN含量稍高。有文献表明，沉积物颗粒越细，对营养元素的吸附能力就越强[4]，但是该区域TN含量稍高的调查点，沉积物颗粒并不细，属砂质沉积物，因此，个别调查点TN含量偏高可能是受人为排污的影响。
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调查区沉积物中TP含量范围为238～353 mg/kg，平均值为292 mg/kg，分布比较均匀，其中S0102、S0104、S0303、S0603几个调查点含量略高，但是各断面间没有显著性差异（F=1.709，P=0.179）。含量较高的几个调查点同TN类似，与粒度没有显著性关系，可能也是受人类生活排污的影响。
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有机碳能显著影响湿地生态系统的生产力以及碳平衡。调查区沉积物中有机碳含量为1.48%～4.29%，平均值为3.24%，与周边南海东北部区域[16]及三亚湾区域[6]有机碳含量相比较高。原因可能有两个方面，一是该区域沉积物粒径较周边海域细，从而影响有机碳含量；二是红树林、海草等植被的存在对该区域沉积物中有机碳的含量起着决定性影响。
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硫化物可沉积在水底淤泥中，造成水体变质。调查区沉积物中硫化物含量不超过0.3 mg/kg，接近海口湾未被污染的区域[17]，远低于网箱养殖海域沉积物中硫化物含量[18]。
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调查区沉积物全盐量为1.74～4.95 g/kg，平均值为3.20 g/kg，沉积物全盐量均较高。除少数几个调查点属轻度盐化土外，其他调查点全盐量都高于2 g/kg，属于中度或强度盐化土，但是未达到盐土标准[19]。这说明该区域受到海水一定程度的侵蚀，但是尚不严重，植被仍可存活。
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海水中DO、营养盐浓度数据列于表6。海洋中DO不仅影响海洋浮游植物的生长繁殖，还影响大多数海洋生物的生存状态。由表6可知，调查区海水中DO浓度为4.5～5.7 mg/L，平均值为5.2 mg/L，其中断面S04和S06有显著性差异，这种差异可能是藻类和有机质导致的，两个断面不同的富营养化程度造成海水中耗氧情况不同。
调查点 DO TP TN DIN NH4-N NO3-N NO2-N S0101 4.5 0.010 6.42 1.225 0.088 1.11 0.027 S0102 5.2 0.0090 6.72 0.326 0.040 0.278 0.0080 S0103 5.4 0.018 8.75 0.468 0.10 0.359 0.0090 S0104 5.3 0.021 6.67 0.273 0.079 0.185 0.0090 S0105 5.4 0.018 5.66 0.358 0.11 0.241 0.0070 S0201 5.4 0.020 5.76 0.205 0.088 0.110 0.0070 S0202 5.4 0.018 4.32 0.365 0.063 0.293 0.0090 S0203 5.6 0.0090 3.06 0.229 0.061 0.155 0.013 S0301 5.5 0.010 4.76 0.166 0.069 0.0930 0.0040 S0302 5.6 0.018 7.73 0.227 0.089 0.130 0.0080 S0303 5.2 0.020 6.61 0.354 0.12 0.225 0.0090 S0304 5.3 0.029 6.37 0.311 0.083 0.220 0.0080 S0305 4.8 0.027 4.04 0.272 0.11 0.155 0.0070 S0401 5.4 0.025 6.35 0.268 0.11 0.148 0.010 S0402 5.7 0.036 4.86 0.300 0.13 0.163 0.0070 S0403 5.6 0.030 4.50 0.250 0.12 0.125 0.0050 S0501 5.6 0.016 5.22 0.323 0.12 0.197 0.0060 S0502 5.3 0.027 4.37 0.290 0.10 0.180 0.010 S0601 4.5 0.018 6.92 0.553 0.097 0.452 0.0040 S0602 4.7 0.016 6.94 0.394 0.069 0.315 0.010 S0603 5.1 0.029 5.45 0.453 0.083 0.362 0.0080 S0701 5.1 0.018 2.66 0.928 0.067 0.842 0.019 表 6 溶解氧、营养盐浓度（mg/L）
Table 6. Dissolved oxygen and nutrient content
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氮、磷等营养物质富集会引发藻类及其他浮游生物大量繁殖，打破原有的生态平衡。由表6可知，调查区海水中TN浓度范围为2.66～8.75 mg/L，平均值为5.72 mg/L，SPSS分析表明，各调查点没有显著性差异（F=1.153，P=0.376>0.05）。DIN浓度范围为0.166～1.22 mg/L，平均值为0.404 mg/L，各调查点差距较大，但是与断面无关（F=2.318，P=0.081）。NH4-N浓度范围为0.040～0.13 mg/L，平均值为0.090 mg/L，各断面有显著性差异（F=3.494，P=0.019），其中S02、S04、S05、S07四条断面差异较大。NO3-N浓度范围为0.0930～1.11 mg/L，平均值为0.288 mg/L，NO2-N浓度范围为0.0040～0.027 mg/L，平均值为0.0093 mg/L，NO3-N和NO2-N在各断面均不具有显著性差异。
调查区海水TP浓度范围为0.0090～0.036 mg/L，平均值为0.021 mg/L，SPSS分析结果表明，断面S04中的3个调查点和其他断面有显著性差异（F=2.899，P=0.039<0.05），其TP浓度略高于其他调查点，这可能是由该断面附近生活污水排放导致的。
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调查区沉积物重金属的潜在生态风险指数
$E_r^i $ 和综合潜在生态风险指数RI计算结果列于表7。结果表明，调查区综合潜在生态风险指数均小于150，按照分级标准，其重金属综合潜在生态风险水平属于低微生态风险。从单种重金属的潜在生态风险指数$E_r^i $ 来看，除个别调查点的As外，各重金属的生态风险程度均较低。从各元素对生态风险的贡献上来说，As的生态风险贡献率最高，达到77%～89%，其余重金属的贡献率均低于13%。调查点 Eri RI 调查点 Eri RI Hg Cr Cu As Pb Hg Cr Cu As Pb S0101 1.06 0.130 1.01 27.3 1.62 31.1 S0304 1.06 0.170 0.867 26.2 2.07 30.3 S0102 1.59 0.149 0.990 30.4 1.95 35.1 S0305 1.06 0.211 0.927 28.5 2.03 32.7 S0103 1.06 0.129 0.930 27.7 1.27 31.1 S0401 1.06 0.145 0.721 23.5 1.51 26.9 S0104 1.06 0.130 0.891 28.1 1.80 32.0 S0402 1.06 0.137 0.763 25.0 1.68 28.6 S0105 1.06 0.139 0.904 27.7 1.53 31.3 S0403 1.06 0.247 1.41 42.3 2.49 47.5 S0201 1.06 0.110 1.07 25.8 1.43 29.5 S0501 1.06 0.118 0.871 21.9 1.66 25.6 S0202 1.59 0.119 1.42 30.8 1.58 35.5 S0502 1.06 0.111 0.991 23.1 1.91 27.1 S0203 1.59 0.129 1.04 29.2 1.49 33.5 S0601 1.06 0.153 0.664 26.5 1.49 29.9 S0301 1.06 0.129 0.692 24.2 1.47 27.6 S0602 1.06 0.143 0.762 26.9 1.56 30.4 S0302 1.06 0.179 1.05 34.2 2.07 38.6 S0603 1.06 0.157 0.786 28.5 1.41 31.9 S0303 1.06 0.150 0.651 25.8 1.68 29.3 S0701 1.06 0.173 1.07 17.7 3.11 23.1 表 7 潜在生态风险指数和综合潜在生态风险指数计算结果
Table 7. The results of potential ecological risk coefficient and comprehensive potential ecological risk index
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各点位TN和TP的标准指数计算结果见表8。由结果可知，调查区沉积物中TN和TP标准指数都小于1，说明TN和TP含量水平较低，不具有生态风险效应，对环境的危害较小。
调查点 TN/mg·kg−1 标准
指数TP/mg·kg−1 标准指数 DO等级 TP等级 TN等级 评价结果 S0101 248 0.45 254 0.42 Ⅲ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0102 426 0.77 321 0.54 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0103 361 0.66 313 0.52 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0104 342 0.62 343 0.57 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0105 377 0.69 279 0.47 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0201 445 0.81 313 0.52 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0202 291 0.53 266 0.44 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0203 330 0.60 269 0.45 Ⅱ Ⅰ Ⅰ 中营养 S0301 263 0.48 302 0.50 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0302 305 0.55 307 0.51 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0303 328 0.60 326 0.54 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0304 302 0.55 312 0.52 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0305 330 0.60 238 0.40 Ⅲ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0401 314 0.57 299 0.50 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0402 361 0.66 287 0.48 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0403 409 0.74 305 0.51 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0501 305 0.55 295 0.49 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0502 380 0.69 263 0.44 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0601 431 0.78 288 0.48 Ⅲ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0602 340 0.62 319 0.53 Ⅲ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0603 306 0.56 353 0.59 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0701 356 0.65 261 0.44 Ⅱ Ⅰ Ⅰ 中营养 表 8 TN和 TP标准指数计算及海水评价结果
Table 8. The results of TN, TP standard indexes and seawater assessment
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新村港红树林沉积物中有机碳、硫化物、石油类、Cu、Cr、Pb、As、Hg等指标均符合《海洋沉积物质量》（GB 18668－2002）中的第一类海洋沉积物质量标准，表明该区域沉积物质量良好。
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调查区海水模糊综合评价结果列于表8。结果表明，7个调查点的TP为中营养，占比为31.82%，20个调查点的TN为富营养，占比为90.91%，可见调查区氮污染特征比较明显，原因有以下两个方面：一是该地区人类活动较为频繁，区域内有大量渔排、网箱养殖区，加之虾塘排污、农业化肥、畜禽养殖等因素，都会对红树林区域海水造成氮污染；二是该地区仅海湾西部有一窄口与陵水湾相通，与湾外水交换极为不畅。
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（1）新村港红树林区域的沉积物主要由砂粒组成，沉积物中重金属元素含量相对较低，除Cr外，其他元素分布均匀。营养盐方面，少数调查点的TP含量偏高。沉积物中有机碳含量较高，硫化物含量则很低，属中度或强度盐化土。从风险评价结果看，重金属、营养盐、有机碳、硫化物、石油类等指标对环境产生的危害较小，均不具备生态风险。
（2）新村港红树林区域部分断面的海水DO、NH4-N、TP浓度有显著性差异，但TN、DIN、NO3-N浓度与断面无关。隶属度模糊综合评价结果表明，整个红树林区域海水氮污染特征较为明显，应当引起重视。
海南新村港红树林区域沉积物和海水质量调查与评价
Investigation and evaluation of sediment and seawater quality in mangrove area of Xincungang, Hainan
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摘要: 为研究海南新村港红树林区域沉积物和海水质量，本文对该区域沉积物的粒度、重金属、营养盐、有机碳、硫化物、全盐量以及海水中的溶解氧、氮、磷进行了分析，并采用潜在生态风险指数、隶属度模糊综合评价等评价方法对沉积物及海水质量进行评价。结果表明，与其他地区相比，新村港红树林区域沉积物中重金属元素含量较低，且分布相对均匀；沉积物中总氮、总磷含量在各断面无显著性差异，但少数调查点的总磷含量比其他调查点略高；相比周边海域，有机碳含量相对较高，但硫化物含量则很低；从全盐量结果来看，该区域属于中度或强度盐化土。海水的溶解氧、氨氮、总磷浓度部分断面有显著性差异，总氮、无机氮、硝酸盐则分布均匀。从评价结果来看，沉积物中重金属、营养盐均不具有生态风险效应，且有机碳、硫化物、石油类、重金属等指标均符合第一类海洋沉积物质量标准，但是，调查区海水氮污染特征较明显。Abstract: In order to study the quality of sediments and seawater in the mangrove area of Xincungang, Hainan province, the particle size, heavy metals, nutrients, organic carbon, sulfide and total salt of sediments, as well as the dissolved oxygen, nitrogen and phosphorus of seawater in this area were analyzed. The potential ecological risk index method, membership fuzzy comprehensive evaluation method and other evaluation methods were used to evaluate the sediments and seawater. The results showed that the content of trace elements in the sediments was relatively low and uniform. The content of total phosphorus in a few points and the content of organic carbon was relatively high, while the content of sulfide was very low, and the area belongs to medium or strong saline soil. The contents of dissolved oxygen, ammonia nitrogen and total phosphorus in seawater had significant differences in some sections, and the contents of total nitrogen, inorganic nitrogen and nitrate had nothing to do with the sections. According to the evaluation results, Heavy metals and nutrients in sediments had no ecological risk effect, Organic carbon, sulfide, petroleum, heavy metals and other indicators meet the quality standard of class I marine sediments, but the characteristics of seawater nitrogen pollution were obvious.
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Key words:
- mangrove /
- sediment /
- sea water /
- heavy metals /
- nutrients
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表 1 调查点位置及各成分含量
Table 1. Sample location and content of each component
调查点 经度 纬度 Hg/
mg·kg−1Cr/
mg·kg−1Cu/
mg·kg−1As/
mg·kg−1Pb/
mg·kg−1总氮/
mg·kg−1总磷/
mg·kg−1有机碳/
(%)硫化物/
mg·kg−1全盐量/
g·kg−1S0101 109°59'3.816"E 18°25'31.306"N <0.0020 14 8.6 7.1 7.8 248 254 1.48 <0.3 4.04 S0102 109°59'0.827"E 18°25'33.707"N 0.0030 17 8.3 7.9 9.4 426 321 2.08 <0.3 2.08 S0103 109°58'57.091"E 18°25'36.750"N <0.0020 14 7.8 7.2 6.1 361 313 2.77 <0.3 4.95 S0104 109°58'54.070"E 18°25'39.858"N <0.0020 14 7.6 7.3 8.7 342 343 3.13 <0.3 3.84 S0105 109°58'51.711"E 18°25'41.790"N <0.0020 16 7.7 7.2 7.4 377 279 4.13 <0.3 2.11 S0201 109°59'20.429"E 18°26'2.919"N 0.0020 12 9.2 6.7 6.9 445 313 2.55 <0.3 3.21 S0202 109°59'20.494"E 18°26'6.433"N 0.0030 13 12 8.0 7.6 291 266 1.64 <0.3 3.57 S0203 109°59'20.509"E 18°26'10.126"N 0.0030 14 8.8 7.6 7.2 330 269 1.57 <0.3 3.93 S0301 110°0'0.014"E 18°25'47.096"N <0.0020 14 5.9 6.3 7.1 263 302 3.34 <0.3 3.68 S0302 109°59'58.633"E 18°25'51.515"N <0.0020 20 8.9 8.9 10 305 307 3.53 <0.3 1.97 S0303 109°59'57.422"E 18°25'55.884"N <0.0020 17 5.4 6.7 8.1 328 326 3.79 <0.3 2.77 S0304 109°59'56.625"E 18°26'0.228"N <0.0020 18 7.3 6.8 10 302 312 4.01 <0.3 3.75 S0305 109°59'56.208"E 18°26'3.110"N <0.0020 22 7.8 7.4 9.8 330 238 3.67 <0.3 3.47 S0401 110°0'31.594"E 18°25'49.744"N <0.0020 14 6.0 6.1 7.3 314 299 3.77 <0.3 3.16 S0402 110°0'32.029"E 18°25'53.848"N <0.0020 14 6.5 6.5 8.1 361 287 4.15 <0.3 1.74 S0403 110°0'32.376"E 18°25'57.484"N 0.0020 25 12 11 12 409 305 3.36 <0.3 1.99 S0501 110°0'23.712"E 18°23'49.127"N <0.0020 12 7.4 5.7 8.0 305 295 2.93 <0.3 2.61 S0502 110°0'22.535"E 18°23'50.654"N <0.0020 11 8.4 6.0 9.2 380 263 3.56 <0.3 2.87 S0601 110°0'37.894"E 18°24'3.323"N <0.0020 15 5.6 6.9 7.2 431 288 3.48 <0.3 3.04 S0602 110°0'35.561"E 18°24'1.551"N <0.0020 14 6.4 7.0 7.5 340 319 3.40 <0.3 3.38 S0603 110°0'39.202"E 18°24'4.965"N <0.0020 16 6.6 7.4 6.8 306 353 3.54 <0.3 3.35 S0701 110°1'22.037"E 18°25'4.410"N <0.0020 18 9.1 4.6 15 356 261 4.29 <0.3 3.68 
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表 2 重金属的毒性响应系数
Table 2. Toxicity response coefficient of heavy metals
元素 Hg Cr Cu As Pb 背景值/mg·kg−1 0.0755 222.2 42.5 2.6 24.1 毒性响应系数 40 2 5 10 5
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表 3 潜在生态风险指数和污染程度的关系
Table 3. Relationship between potential ecological risk index method and pollution
$E_r^i $ 潜在生态风险程度 RI 潜在生态风险程度 ≤40 低微 ≤150 低微 40～80 中等 150～300 中等 80～160 较强 － 160～320 强 300～600 强 ≥320 极强 ≥600 极强
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表 4 海水营养评价标准
Table 4. The evaluation criteria of seawater nutrition
指标 DO/mg·L−1 TP/mg·L−1 TN/mg·L−1 Ⅰ（贫营养） 6 0.03 0.4 Ⅱ（中营养） 5 0.06 0.6 Ⅲ（富营养） 4 0.08 0.8
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表 6 溶解氧、营养盐浓度（mg/L）
Table 6. Dissolved oxygen and nutrient content
调查点 DO TP TN DIN NH4-N NO3-N NO2-N S0101 4.5 0.010 6.42 1.225 0.088 1.11 0.027 S0102 5.2 0.0090 6.72 0.326 0.040 0.278 0.0080 S0103 5.4 0.018 8.75 0.468 0.10 0.359 0.0090 S0104 5.3 0.021 6.67 0.273 0.079 0.185 0.0090 S0105 5.4 0.018 5.66 0.358 0.11 0.241 0.0070 S0201 5.4 0.020 5.76 0.205 0.088 0.110 0.0070 S0202 5.4 0.018 4.32 0.365 0.063 0.293 0.0090 S0203 5.6 0.0090 3.06 0.229 0.061 0.155 0.013 S0301 5.5 0.010 4.76 0.166 0.069 0.0930 0.0040 S0302 5.6 0.018 7.73 0.227 0.089 0.130 0.0080 S0303 5.2 0.020 6.61 0.354 0.12 0.225 0.0090 S0304 5.3 0.029 6.37 0.311 0.083 0.220 0.0080 S0305 4.8 0.027 4.04 0.272 0.11 0.155 0.0070 S0401 5.4 0.025 6.35 0.268 0.11 0.148 0.010 S0402 5.7 0.036 4.86 0.300 0.13 0.163 0.0070 S0403 5.6 0.030 4.50 0.250 0.12 0.125 0.0050 S0501 5.6 0.016 5.22 0.323 0.12 0.197 0.0060 S0502 5.3 0.027 4.37 0.290 0.10 0.180 0.010 S0601 4.5 0.018 6.92 0.553 0.097 0.452 0.0040 S0602 4.7 0.016 6.94 0.394 0.069 0.315 0.010 S0603 5.1 0.029 5.45 0.453 0.083 0.362 0.0080 S0701 5.1 0.018 2.66 0.928 0.067 0.842 0.019
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表 7 潜在生态风险指数和综合潜在生态风险指数计算结果
Table 7. The results of potential ecological risk coefficient and comprehensive potential ecological risk index
调查点 Eri RI 调查点 Eri RI Hg Cr Cu As Pb Hg Cr Cu As Pb S0101 1.06 0.130 1.01 27.3 1.62 31.1 S0304 1.06 0.170 0.867 26.2 2.07 30.3 S0102 1.59 0.149 0.990 30.4 1.95 35.1 S0305 1.06 0.211 0.927 28.5 2.03 32.7 S0103 1.06 0.129 0.930 27.7 1.27 31.1 S0401 1.06 0.145 0.721 23.5 1.51 26.9 S0104 1.06 0.130 0.891 28.1 1.80 32.0 S0402 1.06 0.137 0.763 25.0 1.68 28.6 S0105 1.06 0.139 0.904 27.7 1.53 31.3 S0403 1.06 0.247 1.41 42.3 2.49 47.5 S0201 1.06 0.110 1.07 25.8 1.43 29.5 S0501 1.06 0.118 0.871 21.9 1.66 25.6 S0202 1.59 0.119 1.42 30.8 1.58 35.5 S0502 1.06 0.111 0.991 23.1 1.91 27.1 S0203 1.59 0.129 1.04 29.2 1.49 33.5 S0601 1.06 0.153 0.664 26.5 1.49 29.9 S0301 1.06 0.129 0.692 24.2 1.47 27.6 S0602 1.06 0.143 0.762 26.9 1.56 30.4 S0302 1.06 0.179 1.05 34.2 2.07 38.6 S0603 1.06 0.157 0.786 28.5 1.41 31.9 S0303 1.06 0.150 0.651 25.8 1.68 29.3 S0701 1.06 0.173 1.07 17.7 3.11 23.1
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表 8 TN和 TP标准指数计算及海水评价结果
Table 8. The results of TN, TP standard indexes and seawater assessment
调查点 TN/mg·kg−1 标准
指数TP/mg·kg−1 标准指数 DO等级 TP等级 TN等级 评价结果 S0101 248 0.45 254 0.42 Ⅲ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0102 426 0.77 321 0.54 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0103 361 0.66 313 0.52 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0104 342 0.62 343 0.57 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0105 377 0.69 279 0.47 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0201 445 0.81 313 0.52 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0202 291 0.53 266 0.44 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0203 330 0.60 269 0.45 Ⅱ Ⅰ Ⅰ 中营养 S0301 263 0.48 302 0.50 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0302 305 0.55 307 0.51 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0303 328 0.60 326 0.54 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0304 302 0.55 312 0.52 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0305 330 0.60 238 0.40 Ⅲ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0401 314 0.57 299 0.50 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0402 361 0.66 287 0.48 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0403 409 0.74 305 0.51 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0501 305 0.55 295 0.49 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0502 380 0.69 263 0.44 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0601 431 0.78 288 0.48 Ⅲ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0602 340 0.62 319 0.53 Ⅲ Ⅰ Ⅲ 富营养 S0603 306 0.56 353 0.59 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 富营养 S0701 356 0.65 261 0.44 Ⅱ Ⅰ Ⅰ 中营养
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