泉州灣潮間帶沉積物中重金屬元素的環(huán)境地球化學研究
發(fā)布時間:2021-12-27 22:46
閩東南沿海是我國人口密集、經濟發(fā)展迅速的地區(qū)之一,近三十年來的經濟改革和工業(yè)化發(fā)展,直接或間接排入近岸海域的污染物越來越多,由此帶來的環(huán)境問題日漸突出。重金屬因具有毒性大、來源廣、非降解性和可通過食物鏈富集的特性,其污染問題倍受關注。近海沉積物是重金屬的主要匯集場所,了解沉積物中重金屬的含量、時空分布及其賦存形態(tài),對于探尋近海海域重金屬的來源、評價污染現(xiàn)狀、預測對整個生態(tài)系統(tǒng)的影響具有重要的現(xiàn)實意義,是海洋污染防治和環(huán)境保護的重要環(huán)節(jié),也是正確劃分不同海區(qū)功能和保證海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵所在。本文以泉州灣潮間帶沉積物為研究對象,分析了10種重金屬元素(Fe、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb)的時空分布、來源、賦存形態(tài)及其生物可利用性,并采用基于重金屬總量和形態(tài)分析兩個體系的不同評價方法對研究區(qū)內重金屬污染水平及其潛在生態(tài)風險進行了評價。得到的主要結論概括如下:泉州灣潮間帶表層沉積物中各重金屬元素的平均含量順序:Fe(38900 mg/kg)﹥Mn(1248 mg/kg)﹥Zn(238 mg/kg)﹥Cr(98.6 mg/kg)﹥Cu(82.5 mg/kg)﹥V(81...
【文章來源】:東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
泉州灣潮間帶沉積物采樣布點圖
53圖3-11中各元素之間的離散程度較直觀地反映了泉州灣潮間帶表層沉積物中重金屬元素的主要來源:人類生產、生活活動和自然沉積。從PC1-PC2圖中可見,Zn、Cu、Co、Pb、Cd、Ni、Cr、V及TOC、Clay在PC1上的得分值較高,它們主要來源于工業(yè)排污、生活污水和大氣降塵;Fe、Mn、CaCO3在PC2上的得分值較高,主要受地球化學變化的影響。Ni與TOC顯著相關,說明主要與有機質結合;S2-與所有金屬元素的相關性均不好。圖3-11 泉州灣表層沉積物中重金屬元素與TOC、CaCO3、S2-、Clay 在前兩個主成分上的載荷Fig.3-11 Loading of heavy metals, TOC, CaCO3, S2-and Clay on the first two principal componentsin surface sediments from Quanzhou Bay各采樣點在主成分PC1-PC2的得分散點圖見圖3-12。圖中可見,晉江河口各表層沉積物采樣點位在PC1上的得分值均較高,說明此區(qū)接受了大量人類活動(工業(yè)廢水、生活污水、交通尾氣沉降等)產生的重金屬污染物輸入。洛陽江河口的3#站位在PC1上的得分值也較高,說明此點受到灘涂養(yǎng)殖排放重金屬污染物的嚴重影響。而泉州灣外灣的所有站點(尤其是39#站點)以及洛陽江河口和泉州灣南岸的大部分站點在PC1上的得分值為負值
54圖3-12 表層沉積物中采樣點位在前兩個主成分上的得分散點分布(根據(jù)除Fe、V外重金屬含量)Fig.3-12 Scatter Plot of the scores of sites on the first two principal components in surface sediments(by heavy metals except Fe andV)3.3.3 聚類分析聚類分析亦稱群分析或點群分析,是根據(jù)樣本自身的屬性,用數(shù)學方法直接比較各事物之間的性質,按照某些相似性或差異性指標,定量地確定樣本之間的親疏關系,并按這種親疏關系程度對樣本進行聚類,將性質相近的歸為一類,將性質差別較大的歸入不同的類[45]。聚類分析是一種多元統(tǒng)計方法,在沉積物環(huán)境地球化學研究中可以更好地揭示同一站位不同重金屬元素間或不同站位間重金屬元素地球化學特征的相似程度,有助于分析和判別影響重金屬含量及其分布特征的主要因素[46]。聚類冰柱圖可形象地反映沉積物元素間或樣品間的相似性或親疏關系,可以有效地揭示沉積物中重金屬復合污染特征及污染物的來源[47-49]。采用歐氏距離、Ward方法把所研究的10種重金屬元素、TOC、CaCO3、S2-和黏土進行變量水平(Q型)的聚類分析,可將它們分為5類
【參考文獻】:
期刊論文
[1]潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價中重金屬毒性系數(shù)計算[J]. 徐爭啟,倪師軍,庹先國,張成江. 環(huán)境科學與技術. 2008(02)
[2]泉州灣泥沙運移與沖淤變化[J]. 李朝新,劉焱光,劉振夏,胡澤建,邊淑華,刁少波. 海洋科學進展. 2008(01)
[3]廈門西海域表層沉積物中重金屬的賦存形態(tài)[J]. 楊春霖,歐陽通,張珞平,景有海,葉歆,余新田,梁榕源. 廈門大學學報(自然科學版). 2007(S1)
[4]灌河口潮灘重金屬累積特征及污染評價[J]. 于文金,鄒欣慶. 地球化學. 2007(04)
[5]漳江口紅樹林區(qū)沉積物中Cu、Zn、Cr的分布及形態(tài)特征[J]. 謝陳笑,丁振華,高衛(wèi)強,謝忠,吳彥慜. 廈門大學學報(自然科學版). 2006(S1)
[6]主成分分析法在遼河水質評價中的應用[J]. 魯斐,李磊. 水利科技與經濟. 2006(10)
[7]沉積物中重金屬形態(tài)分析方法研究進展[J]. 馮素萍,鞠莉,沈永,裘娜,李鑫,祝培明,王偉. 化學分析計量. 2006(04)
[8]錦州灣沉積物中重金屬污染的潛在生物毒性風險評價[J]. 范文宏,張博,陳靜生,張融,鄧寶山. 環(huán)境科學學報. 2006(06)
[9]海河及鄰近海域表層沉積物重金屬污染及其分布特征[J]. 劉俐,熊代群,高新華,宋存義,李發(fā)生. 海洋環(huán)境科學. 2006(02)
[10]鄱陽湖濕地重金屬形態(tài)分布及植物富集研究[J]. 弓曉峰,黃志中,張靜,簡敏菲. 環(huán)境科學研究. 2006(03)
博士論文
[1]廈門海域現(xiàn)代沉積環(huán)境及重金屬元素的環(huán)境地球化學研究[D]. 李桂海.中國海洋大學 2007
[2]粵東近岸海域沉積物重金屬環(huán)境地球化學研究[D]. 喬永民.暨南大學 2004
[3]長江口濱岸潮灘重金屬環(huán)境生物地球化學研究[D]. 畢春娟.華東師范大學 2004
本文編號:3552884
【文章來源】:東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
泉州灣潮間帶沉積物采樣布點圖
53圖3-11中各元素之間的離散程度較直觀地反映了泉州灣潮間帶表層沉積物中重金屬元素的主要來源:人類生產、生活活動和自然沉積。從PC1-PC2圖中可見,Zn、Cu、Co、Pb、Cd、Ni、Cr、V及TOC、Clay在PC1上的得分值較高,它們主要來源于工業(yè)排污、生活污水和大氣降塵;Fe、Mn、CaCO3在PC2上的得分值較高,主要受地球化學變化的影響。Ni與TOC顯著相關,說明主要與有機質結合;S2-與所有金屬元素的相關性均不好。圖3-11 泉州灣表層沉積物中重金屬元素與TOC、CaCO3、S2-、Clay 在前兩個主成分上的載荷Fig.3-11 Loading of heavy metals, TOC, CaCO3, S2-and Clay on the first two principal componentsin surface sediments from Quanzhou Bay各采樣點在主成分PC1-PC2的得分散點圖見圖3-12。圖中可見,晉江河口各表層沉積物采樣點位在PC1上的得分值均較高,說明此區(qū)接受了大量人類活動(工業(yè)廢水、生活污水、交通尾氣沉降等)產生的重金屬污染物輸入。洛陽江河口的3#站位在PC1上的得分值也較高,說明此點受到灘涂養(yǎng)殖排放重金屬污染物的嚴重影響。而泉州灣外灣的所有站點(尤其是39#站點)以及洛陽江河口和泉州灣南岸的大部分站點在PC1上的得分值為負值
54圖3-12 表層沉積物中采樣點位在前兩個主成分上的得分散點分布(根據(jù)除Fe、V外重金屬含量)Fig.3-12 Scatter Plot of the scores of sites on the first two principal components in surface sediments(by heavy metals except Fe andV)3.3.3 聚類分析聚類分析亦稱群分析或點群分析,是根據(jù)樣本自身的屬性,用數(shù)學方法直接比較各事物之間的性質,按照某些相似性或差異性指標,定量地確定樣本之間的親疏關系,并按這種親疏關系程度對樣本進行聚類,將性質相近的歸為一類,將性質差別較大的歸入不同的類[45]。聚類分析是一種多元統(tǒng)計方法,在沉積物環(huán)境地球化學研究中可以更好地揭示同一站位不同重金屬元素間或不同站位間重金屬元素地球化學特征的相似程度,有助于分析和判別影響重金屬含量及其分布特征的主要因素[46]。聚類冰柱圖可形象地反映沉積物元素間或樣品間的相似性或親疏關系,可以有效地揭示沉積物中重金屬復合污染特征及污染物的來源[47-49]。采用歐氏距離、Ward方法把所研究的10種重金屬元素、TOC、CaCO3、S2-和黏土進行變量水平(Q型)的聚類分析,可將它們分為5類
【參考文獻】:
期刊論文
[1]潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價中重金屬毒性系數(shù)計算[J]. 徐爭啟,倪師軍,庹先國,張成江. 環(huán)境科學與技術. 2008(02)
[2]泉州灣泥沙運移與沖淤變化[J]. 李朝新,劉焱光,劉振夏,胡澤建,邊淑華,刁少波. 海洋科學進展. 2008(01)
[3]廈門西海域表層沉積物中重金屬的賦存形態(tài)[J]. 楊春霖,歐陽通,張珞平,景有海,葉歆,余新田,梁榕源. 廈門大學學報(自然科學版). 2007(S1)
[4]灌河口潮灘重金屬累積特征及污染評價[J]. 于文金,鄒欣慶. 地球化學. 2007(04)
[5]漳江口紅樹林區(qū)沉積物中Cu、Zn、Cr的分布及形態(tài)特征[J]. 謝陳笑,丁振華,高衛(wèi)強,謝忠,吳彥慜. 廈門大學學報(自然科學版). 2006(S1)
[6]主成分分析法在遼河水質評價中的應用[J]. 魯斐,李磊. 水利科技與經濟. 2006(10)
[7]沉積物中重金屬形態(tài)分析方法研究進展[J]. 馮素萍,鞠莉,沈永,裘娜,李鑫,祝培明,王偉. 化學分析計量. 2006(04)
[8]錦州灣沉積物中重金屬污染的潛在生物毒性風險評價[J]. 范文宏,張博,陳靜生,張融,鄧寶山. 環(huán)境科學學報. 2006(06)
[9]海河及鄰近海域表層沉積物重金屬污染及其分布特征[J]. 劉俐,熊代群,高新華,宋存義,李發(fā)生. 海洋環(huán)境科學. 2006(02)
[10]鄱陽湖濕地重金屬形態(tài)分布及植物富集研究[J]. 弓曉峰,黃志中,張靜,簡敏菲. 環(huán)境科學研究. 2006(03)
博士論文
[1]廈門海域現(xiàn)代沉積環(huán)境及重金屬元素的環(huán)境地球化學研究[D]. 李桂海.中國海洋大學 2007
[2]粵東近岸海域沉積物重金屬環(huán)境地球化學研究[D]. 喬永民.暨南大學 2004
[3]長江口濱岸潮灘重金屬環(huán)境生物地球化學研究[D]. 畢春娟.華東師范大學 2004
本文編號:3552884
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