環渤海典型海灣沉積物重金屬環境特征與污染評價

許 艷,王秋璐,李 瀟,楊 璐,黃海燕,陶以軍

(國家海洋信息中心,天津300171)

研究報道

環渤海典型海灣沉積物重金屬環境特征與污染評價

許 艷,王秋璐,李 瀟,楊 璐,黃海燕,陶以軍

(國家海洋信息中心,天津300171)

對渤海典型海灣近年來沉積物重金屬數據分析的結果表明,Hg,Cu,Cd質量濃度的平均值均超過中國海域的平均值,其中Hg和Cd超標,高值區主要分布在錦州灣、大連灣附近海域,南堡鎮和曹妃甸以南海域以及東營、萊州沿岸海域。地累積指數法的評價結果顯示,沉積物重金屬Cd污染屬于輕度污染,其余重金屬未發生污染。渤海典型海灣生態危害風險最大的重金屬元素為Cd,Hg次之,其余Pb,Cu,As,Cr,Zn這5種重金屬均為低生態危害等級。遼東灣海域重金屬生態危害風險的順序為Cd＞Hg＞Pb＞As＞Cu＞Zn＞Cr;渤海灣海域重金屬生態危害風險的順序為Cd＞Hg＞Pb＞Cu＞As＞Cr＞Zn;萊州灣重金屬生態危害風險的順序為Cd＞Hg＞Pb＞As＞Cu＞Cr＞Zn。目前遼東灣沉積物重金屬總潛在生態危害程度相對嚴重,主要分布在長興島、秦皇島至錦州灣沿岸;萊州灣重金屬生態危害程度一般,濰坊沿岸部分地區總潛在生態危害程度相對較高;渤海灣重金屬污染生態危害程度相對較輕。

沉積物;重金屬;分布;污染評價;遼東灣;渤海灣;萊州灣

渤海被遼東半島、華北平原和山東半島所圍繞,沿岸分布遼寧、河北、山東和天津三省一市。環渤海區區域位置突出,是國家新一批基礎性、戰略性產業布局的重要承載區域。渤海作為我國唯一的半封閉性內海,海水交換能力較差,環境承載能力有限,生態環境較為脆弱,近年來由于陸源入海污染物大幅度增加,渤海海洋環境質量急劇惡化[1]。

渤海三大海灣遼東灣、渤海灣和萊州灣沿岸地區人口集中,資源豐富,經濟發展迅速,大規模的沿海區域經濟開發給渤海環境帶來嚴重的陸源污染物排放問題,使得海灣近海海域甚至整個渤海海域的污染危機加重。其中,北部遼東灣沿海主要有大連、營口、盤錦、錦州、葫蘆島五個城市,除丹東市外,遼寧省其余13個城市的水系污染物全部輸送到遼東灣[2-3];渤海灣沿岸分布有天津、秦皇島、唐山等多個城市,流入海灣的主要河流有黃河、海河、薊運河和灤河,陸源污染物排放是渤海灣環境遭受污染的重要原因[4];萊州灣位于渤海南部,山東半島西北部,全區有黃河、小清河、彌河和膠萊河等大、中型河流20多條,沿岸自西向東分布有東營、濰坊、煙臺和威海等城市[5-6](圖1)。

海灣水動力環境相對封閉,陸源污染物進入海灣后,主要重金屬污染物通過復雜的理化過程進入海底沉積物中,對底棲生物產生一定的毒害作用,并通過食物鏈影響人類[7-8],同時,吸附在沉積物表面的重金屬通過不斷的絡合和解析過程,可向海水釋放污染物形成二次污染,進而影響海水水質的質量和底棲生物的群落結構和組成[9]。由沉積物重金屬的質量濃度可以判斷海底底質受污染的程度,根據重金屬質量濃度的水平分布可以追蹤其污染源,了解其擴散范圍。在某種程度上,近海沉積物重金屬質量濃度水平真實地反映了一個地區的環境質量現狀[10-11]和其動態變化趨勢。我們根據近年連續的渤海海洋環境監測數據,總結渤海典型海灣(遼東灣、渤海灣和萊州灣)沉積物重金屬分布特征,所得結論與實際情況更為吻合;結合海灣重金屬的潛在生態風險研究結果,對研究區環境污染程度進行描述分析,為渤海海洋環境質量改善、生態環境保護提供參考依據。

(高 峻 編輯)

1 數據與分析方法

數據來源為2010-2014年每年國家海洋局組織沿海省市相關部門開展的海洋環境監測工作中匯交到國家海洋信息中心的全國海洋環境監測資料,據此繪制沉積物站位分布(圖1)。涉及的各監測指標分析方法(包括樣品采集、貯存、運輸和現場與實驗室分析),均按照《海洋監測規范》第3部分[12]和第5部分[13]所規定的方法和質量控制標準執行。

沉積物樣品采樣時間一般為每年8月,主要為采樣器在研究區內均勻采集的表層沉積物,用塑料刀或勺從采泥器耳蓋中取上部0～1 cm或1～2 cm的沉積物。如遇砂礫層,可在0～3 cm層內混合取樣。取500～600 g濕樣,放入洗凈的乙烯袋中,扎緊袋口,供測定Cu,Pb,Cd,Zn,Cr及As用;取500～600 g濕樣,盛入500 m L磨口廣口瓶中,密封瓶口,供測定Hg用。沉積物中重金屬Cu,Pb,Cd,Zn,Cr采用原子吸收分光光度法,Hg和As采用原子熒光法,精確度和準確度參照《海洋監測規范》[13]。

對2010-2014年表層沉積物重金屬數據進行了質量控制:1)刪除重復記錄;2)刪除空間經緯度位于陸地或海島以及經緯度信息缺失的數據;3)刪除采樣時間超出項目起止時間以及時間信息缺失的數據;4)刪除采樣深度信息缺失的數據;5)對相同站位采用沉積物重金屬質量濃度多年的平均值。使用德國Alfred Wegener研究所研發的海洋數據視圖軟件(Ocean Data View)的DIVA gridding插值方法制作沉積物重金屬質量濃度平面分布圖。

圖1 渤海典型海灣沉積物采樣站位分布圖Fig.1 Sampling sites of sediments in the typical bays of the Bohai Sea

2 重金屬分布特征

2.1 遼東灣重金屬分布特征

對2010-2014年遼東灣海域沉積物重金屬質量濃度進行統計(表1),其中Hg,Cu,Pb,Cd,Cr,Zn和As的平均值分別為0.11,18.4,21.94,0.76,40.61,69.28和8.58 mg/L,值域范圍分別為0.001 9～2.720 0,0.24～58.50,1.13～66.10,0.024 5～38.800 0,0.049～188.000,11.40～251.04和0.72～40.40 mg/L,除了Cr以外,遼東灣沉積物重金屬平均值均超過中國海域的平均值;相對2003年渤海海域沉積物重金屬的平均值,Pb, Cd和As分別大于其相應的均值。其中,Hg和Cd超標嚴重,最大值分別達到2.72和38.8 mg/L,與林曼曼等研究結論[14]一致。遼東灣表層沉積物重金屬分布特征:Hg高值區分布在葫蘆島以南近岸及錦州灣以東海域、蓋州近岸和大連灣附近海域;Cu高值區位于錦州灣、鲅魚圈和大連灣海域;Pb高值區位于錦州灣以北大凌河口以西海域;Cd高值區位于葫蘆島沿岸至大凌河口附近海域、瓦房店和大連附近海域;Cr高值區位于大凌河口至錦州灣口附近海域、瓦房店沿岸至長興島附近海域以及大連沿岸海域;Zn高值區位于錦州灣和大連灣附近海域;As高值區位于錦州灣沿岸、蓋州沿岸北部及以東海域和長興島、大連的南部海域(圖2)。

表1 環渤海典型海灣沉積物重金屬元素質量濃度(mg·L-1)Table 1 Statistics of heavy metal contents in surface sediments in the typical bays of the Bohai Sea(mg·L-1)

2.2 渤海灣重金屬分布特征

渤海灣重金屬Hg,Cu,Pb,Cd,Cr,Zn和As平均值分別為0.034 4,23.3,18.79,0.17,49.95,63.4,和5.95 mg/L,值域范圍分別為0.001 08～1.030 00,2.56～93.40,2.51～44.10,0.013 4～0.450 0,0.069 4～109.000 0,8.47～102.30和1.38～39.00 mg/L,渤海灣重金屬Hg,Cu和Cd平均值超過中國海域的平均值;相對2003年渤海海域沉積物重金屬的平均值,Pb和Cd分別大于其相應的均值。其中,Hg和Cd相對超標嚴重,最大值分別達到1.03和0.45 mg/L(表1)。渤海灣表層沉積物重金屬分布特征:Hg高值區位于南堡鎮附近以西海域;Cu高值區位于曹妃甸以南海域;Pb高值區位于曹妃甸以西的南堡鎮附近海域、黃驊市附近海域以及南部灣口附近海域;Cd值在渤海灣普遍較低;Cr高值區位于黃驊市附近海域;Zn高值區主要分布在曹妃甸至南堡鎮沿岸海域、渤海灣中部海域以及滄州東南海岸海域;As高值區位于南堡鎮以南海域、黃驊附近及滄州以東海域(圖2)。

圖2 渤海沉積物重金屬質量濃度分布Fig.2 Distribution of heavy metal contents in surface sediments of the Bohai Sea

2.3 萊州灣重金屬分布特征

萊州灣的重金屬Hg,Cu,Pb,Cd,Cr,Zn和As的平均值分別為0.052,14.3,15.51,0.22,26.01,45.35和7.29 mg/L,值域范圍分別為0.003 5～0.250 0,0.68～31.50,1.140～48.200,0.011 0～5.950 0,12.50～50.20, 13.60～117.46和1.37～17.70 mg/L,萊州灣重金屬Hg和Cd平均值超過中國海域的平均值;與2003年渤海海域沉積物重金屬的平均值相比,Cd和As分別大于其相應的均值(表1)。其中,Cd相對超標嚴重,最大值達到5.95 mg/L。萊州灣表層沉積物重金屬分布特征:Hg值相對渤海其他海灣較低;Cu僅在東營市羊口鎮沿岸分布相對較高值;Pb高值分布在東營沿岸、龍口至蓬萊沿岸海域;Cd高值區分布在東營市沿岸海域、灣底部分地區和萊州市刁龍嘴附近海域;Cr高值分布在東營沿岸地區;Zn高值分布在東營沿岸和刁龍嘴以北海域;As高值分布在東營以東至萊州灣中部區域(圖2)。

渤海典型海灣沉積物重金屬質量濃度統計結果顯示,Hg,Cu,Cd的平均值均超過中國海域的平均值,尤其是Hg和Cd;與2003年渤海重金屬平均值的對比研究表明,渤海3個海灣Pb,Cd和As的平均值均有不同程度的增長。其中,Hg,Cu和Cd的高值區主要分布在錦州灣、大連灣附近海域,南堡鎮和曹妃甸以南海域以及東營沿岸海域。Pb和As的高值區主要分布在錦州灣、長興島和大連的沿岸海域,曹妃甸至南堡鎮附近海域,營口以東、萊州至龍口市附近海域。重金屬高值分布區主要受物源和沉積物粒度環境影響。遼東灣三面環陸,水動力交換較弱,污染排放影響較大。再者遼寧省礦床豐富,有色金屬的開采、冶煉和運輸,為沉積物重金屬提供了來源,例如,遼東灣西部的錦州灣和凌河口、鲅魚圈附近主要產Cu,Pb,Zn等礦,使得其附近海域沉積物中相應重金屬質量濃度較大,而且遼東灣高值區的沉積物粒度普遍相對較小[15-16]。渤海灣沉積物重金屬質量濃度一般,灣內集中了曹妃甸工業區、天津海岸帶大沽口、北塘口等排污口,對重金屬輸入有很大影響,河口附近咸、淡水交匯混合,有利于吸附了重金屬的細顆粒泥沙加速凝聚和沉降[1,17-18]。萊州灣沉積物重金屬質量濃度相對較低,主要受巖石風化的自然源和人為活動影響[19-22]。

3 環境風險評價

3.1 地累積指數法

地累積指數法[17]是研究水體沉積物重金屬污染評價的一種重要方法,地累積指數Igeo作為研究水環境沉積物中重金屬污染的定量指標,將沉積物中重金屬污染狀況劃分為7個等級(表2)。計算公式:

式中,ρn是元素n在沉積物中的質量濃度(mg/L);Bn是沉積物中該元素的背景值,分別是Hg 0.05[10],Cd 0.088[10],Pb 13.96[10],Zn 65.15[10],Cu 22.1[10],Cr 60[17],As 15[17,23];k用于校正區域背景差異,一般取值1.5[10,17,23]。

表2 地累積指數(Igeo)與重金屬污染級別Table 2 Pollution grades of heavy metals and their Igeovalues

對渤海典型海灣沉積物重金屬Igeo和污染級別統計見表3。單個重金屬Igeo計算結果顯示,渤海典型海灣沉積物重金屬Cd污染較為嚴重,輕度污染;其余沉積物中重金屬未發生污染。遼東灣早期沉積物重金屬Hg,Pb,Cd和Zn出現輕度污染,隨后恢復清潔,其中Cd污染呈現較為明顯地逐年減輕的趨勢,這與近年來,我國將環境保護提到了國家基本政策的高度密切相關,各級政府針對遼東灣環境污染的現狀建成了一批污水處理廠、垃圾填埋場、企業和村莊的污染治理設施,并進行嚴格監督管理,使得各種污染物的排放得到有效的控制[16],遼東灣各重金屬元素污染程度由強到弱依次為Cd＞Hg＞Pb＞Zn＞Cu＞As＞Cr;渤海灣僅Cd出現輕度污染,各重金屬元素污染程度由強到弱依次為Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞Cr＞Hg＞As;萊州灣也僅Cd出現輕度污染,各重金屬元素污染程度由強到弱依次為Cd＞Pb＞Hg＞Zn＞Cu＞As＞Cr。

表3 2010-2014年渤海典型海灣沉積物重金屬Igeo和污染級別Table 3 Pollution level of heavy metals and their sediment Igeovalues of typical bays in the Bohai Sea in 2010-2014

3.2 潛在生態風險指數法

瑞典學者H?kanson于1980年提出的潛在生態風險指數法用于綜合反映沉積物中重金屬污染程度及其對水域生態環境的影響潛力,此方法是國內外沉積物質量評價中應用較為廣泛的方法之一[23]。該方法通過測定沉積物樣品中的重金屬污染含量進行計算,不僅考慮了沉積物中重金屬的毒性,重金屬在沉積物中的轉移規律,以及受評價水體區域對重金屬污染的敏感性,還運用重金屬測試結果與區域背景值比較,以消除區域差異影響。此評價模型中的危害途徑主要為水-沉積物-小型水生生物-魚類-人體[24-25]。計算公式為

式中,Cif為重金屬i的污染系數;Ci為重金屬i的實測濃度;Cin為重金屬i的評價參比值,我們仍采用渤海沉積物中重金屬背景值;Eir為金屬i的潛在生態風險系數;Tir為單個金屬i的毒性響應系數,反映重金屬毒性水平及生物對重金屬污染的敏感程度,重金屬Hg,Cu,Pb,Cd,Cr,Zn,As的毒性響應系數分別取40,5,5, 30,2,1,10[26];RI為多種重金屬潛在生態風險危害指數反映區域總體潛在生態風險危害程度[27]。單個沉積物重金屬生態危害程度與值域范圍關系見表4。

表4 Eir和RI值對應的污染程度及總潛在生態風險程度Table 4 Corresponding pollution degree and total potential ecological risk degree of Eirand RI

對渤海典型海灣沉積物重金屬污染的潛在生態風險系數Eir統計見表5。結果顯示,渤海典型海灣生態危害風險最大的沉積物重金屬為Cd,Hg次之,其余Pb,Cu,As,Cr,Zn這5種重金屬均為低生態危害等級。重金屬元素對遼東灣海域生態構成危害風險順序為Cd＞Hg＞Pb＞As＞Cu＞Zn＞Cr,Cd生態危害程度為很強-強,Hg生態危害程度為強-中等;渤海灣海域重金屬生態危害風險的順序為Cd＞Hg＞Pb＞Cu＞As＞Cr＞Zn,其中Cd生態危害程度為中等,Hg的生態危害程度為輕微-中等;萊州灣重金屬生態危害風險的順序為Cd＞Hg＞Pb＞As＞Cu＞Cr＞Zn,其中Cd生態危害程度為強-輕微-中等,Hg的生態危害程度為輕微-中等。隨時間變化,遼東灣Cd和Hg生態危害程度呈逐年減輕的趨勢,與近年國家對遼東灣經濟發展模式和環保政策的頒布實施密切相關;渤海灣和萊州灣Cd生態危害程度變化趨勢不明顯,Hg生態危害程度略有加重的趨勢,與沿岸工業活動和陸源污染排放的增加息息相關。

表5 2010-2014年渤海典型海灣沉積物重金屬污染的總潛在生態風險系數EirTable 5 Potential ecological risk parameter Eirof heavy metals in sediments of typical bays in the Bohai Sea in 2010-2014

對渤海典型海灣沉積物重金屬總潛在生態危害程度的研究表明,目前遼東灣重金屬污染生態危害程度相對嚴重,在長興島復州灣和錦州灣出現重金屬總潛在生態危害程度很強和強的等級;在秦皇島至錦州沿岸的重金屬總潛在生態危害程度以中等等級為主,部分地區分布強的等級;在大凌河口和遼河口之間重金屬總潛在生態危害程度以輕微為主。渤海灣重金屬污染生態危害程度相對較輕,曹妃甸沿岸以及黃驊市南部沿岸部分出現重金屬總潛在生態危害程度中等等級,其余地區重金屬污染生態危害程度為輕微等級。萊州灣重金屬生態危害程度一般,濰坊市沿岸地區重金屬總潛在生態危害程度以中等為主,萊州市和灣口部分地區總潛在生態危害程度出現中等等級,其余地區以輕微生態危害等級為主。

圖3 渤海典型海灣沉積物重金屬總潛在生態危害程度分布情況Fig.3 Total potential ecological risk assessment for heavy metals in sediments of the typical bays in the Bohai Sea

4 結 論

1)渤海典型海灣沉積物重金屬Hg,Cd超標嚴重,高值區主要分布在錦州灣、大連灣附近海域,南堡鎮和曹妃甸以南海域,東營、萊州沿岸海域。渤海3個典型海灣均為三面環陸,水動力交換較弱,有工業廢水排放,尤其是冶金廠的污水排放對沉積物重金屬影響較大,其中遼東灣沉積物重金屬污染較為嚴重。國家經濟發展模式和環保政策的頒布與實施抑制、緩解、減輕了海灣沉積物重金屬污染。地累積指數法對渤海典型海灣重金屬污染程度評價的結果顯示,沉積物重金屬Cd污染較為嚴重,屬于輕度污染,其余重金屬未發生污染。遼東灣各重金屬元素污染程度由強到弱依次為Cd＞Hg＞Pb＞Zn＞Cu＞As＞Cr;渤海灣各重金屬元素污染程度由強到弱依次為Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞Cr＞Hg＞As;萊州灣各重金屬元素污染程度由強到弱依次為Cd＞Pb＞Hg＞Zn＞Cu＞As＞Cr。

2)渤海典型海灣沉積物重金屬污染的潛在生態風險系數研究結果表明,渤海典型海灣生態危害風險最大的沉積物重金屬為Cd,Hg次之,其余Pb,Cu,As,Cr,Zn這5種重金屬均為低生態危害等級。重金屬元素對遼東灣海域生態構成危害風險的順序為Cd＞Hg＞Pb＞As＞Cu＞Zn＞Cr;渤海灣海域重金屬生態危害風險的順序為Cd＞Hg＞Pb＞Cu＞As＞Cr＞Zn;萊州灣重金屬生態危害風險的順序為Cd＞Hg＞Pb＞As＞Cu＞Cr＞Zn。

3)渤海典型海灣沉積物重金屬總潛在生態危害程度研究表明,目前遼東灣重金屬污染生態危害程度相對嚴重,總潛在危害程度較高的區域分布在長興島復興灣、秦皇島至錦州灣沿岸;萊州灣重金屬生態危害程度一般,濰坊、萊州沿岸和萊州灣口部分地區總潛在生態危害程度較高;渤海灣重金屬污染生態危害程度相對較輕,總潛在危害程度相對較高的區域分布在曹妃甸以及黃驊市南部沿岸。

[1] ZHOU X B,MEI P Y,PENG L L,et al.Contents and potential ecological risk assessment of selected heavy metals in the surface sediments of Bohai Bay[J].Ecology and Environmental Science,2015,24(3):452-456.周笑白,梅鵬蔚,彭露露,等.渤海灣表層沉積物重金屬含量及潛在生態風險評價[J].生態環境學報,2015,24(3):452-456.

[2] FANG Z G,MU Y S.Research in the trend of eutrophication in Liaodong Bay of Bohai Sea[J].Environmental Protection Science,2001, 27(105):15-17.方志剛,穆云使.渤海遼東灣富營養化的趨勢研究[J].環境保護科學,2001,27(105):15-17.

[3] GAO Y,LIU M Y,TANG Y,et al.Surveys and analysis of marine fishery resources and ecological environment in Liaodong Bay[J]. Journal of Dalian Ocean University,2013,28(2):211-216.高音,劉明勇,湯勇,等.遼東灣漁業資源及生態環境的調查分析[J].大連海洋大學學報,2013,28(2):211-216.

[4] LIU M,ZHANG A B,LIAO Y J,et al.The environment quality of heavy metals in sediments from the central Bohai Sea[J].Marine Pollution Bulletin,2015,100(1):534-543.

[5] ZHANG H L,YANG J Q,CUI W L.Status of salinity changes and the effect on marine environments and ecosystem in Laizhou Bay[J]. Marine Environmental Science,2006,25(Supp.1):11-14.張洪亮,楊建強,崔文林.萊州灣鹽度變化現狀及其對海洋環境與生態的影響[J].海洋環境科學,2006,25(增1):11-14.

[6] WU Y K.Marine environment change trend and management measures of Laizhou Bay[J].Ocean Development and Management,2011, 28(9):90-92.吳云凱.萊州灣海洋環境變化趨勢及管理措施研究[J].海洋開發與管理,2011,28(9):90-92.

[7] ZHANG X J,ZHAO S,FENG C H,et al.Distribution and accumulation factors of heavy metals in organisms in southern Bohai Bay[J]. Journal of Dalian Ocean University,2014,29(3):267-271.張曉舉,趙升,馮春暉,等.渤海灣南部海域生物體內的重金屬含量與富集因素[J].大連海洋大學學報,2014,29(3):267-271.

[8] LI L Y,WANG Z L,WEI X H,et al.Distribution of dissolved heavy metals in the surface water in the west area of the southern Yellow Sea in winter[J].Advances in Marine Science,2009,27(2):201-209.李勞鈺,王宗靈,魏修華,等.南黃海西部冬季表層水中的溶解態重金屬分布特征分析[J].海洋科學進展,2009,27(2):201-209.

[9] AN L H,ZHENG B H,ZHANG L,et al.Occurrence of heavy metals in surface sediments from estuaries in Bohai bay and their ecological risk assessment[J].China Environmental Science,2010,30(5):666-670.安立會,鄭丙輝,張雷,等.渤海灣河口沉積物重金屬污染及潛在生態風險評價[J].中國環境科學,2010,30(5):666-670.

[10] QIN Y W,SU Y B,ZHENG B H,et al.Heavy metals and pollution assessment in surface sediments of Bohai Bay[J].Marine Science, 2007,31(12):28-33.秦延文,蘇一兵,鄭丙輝,等.渤海灣表層沉積物重金屬與污染評價[J].海洋科學,2007,31(12):28-33.

[11] HUANG H,OU W H,WANG L S.Semivolatile organic compounds,organochlorine pesticides and heavy metals in sediments and risk assessment in Huaihe River of China[J].Journal of Environmental Sciences,2006,18(2):236-241.

[12] National Technical Committees of Ocean Standardization.Specification for marine monitoring:Part 3 Sample collection,storage and transportation:GB 17378.3-2007[S].Beijing:Standard Press of China,2008.海洋監測規范:第3部分 樣品采集、貯存與運輸:GB 17378.3-2007[S].北京:中國標準出版社,2008.

[13] National Technical Committees of Ocean Standardization.Specification for marine monitoring:Part 5 Sediment analysis:GB 17378.5-2007[S].Beijing:Standard Press of China,2008.全國海洋標準化技術委員會.海洋監測規范:第5部分 沉積物分析:GB 17378.5-2007[S].北京:中國標準出版社,2008.

[14] LIN M M,ZHANG Y,XUE C T,et al.Distribution pattern of heavy metals in the surface sediments of the area of Circum-Bohai Bay and ecological environment assessment[J].Marine Geology&Quaternary Geology,2013,33(6):41-46.林曼曼,張勇,薛春汀.環渤海海域沉積物重金屬分布特征及生態環境評價[J].海洋地質與第四紀地質,2013,33(6):41-46.

[15] XU D H,LI J,ZHAO J T,et al.Grain-size distribution of surface sediments of the Liaodong Bay,Bohai and sedimentary environment restoration[J].Marine Geology&Quaternary Geology,2012,32(5):35-42.徐東浩,李軍,趙京濤,等.遼東灣表層沉積物粒度分布特征及其地質意義[J].海洋地質與第四紀地質,2012,32(5):35-42.

[16] ZHANG X R,ZHANG Y,YE Q,et al.Environment quality of Liaodong Bay and pollution evolution of heavy metals[J].Marine Geology&Quaternary Geology,2012,32(2):21-29.張現榮,張勇,葉青,等.遼東灣北部海域沉積物重金屬環境質量和污染演化[J].海洋地質與第四紀地質,2012,32(2):21-29.

[17] ZHANG L,QIN Y W,ZHENG B H,et al.Distribution and pollution assessment of heavy metals in sediments from typical areas in the Bohai Sea[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2011,31(8):1676-1684.張雷,秦延文,鄭丙輝,等.環渤海典型海域潮間帶沉積物中重金屬分布特征及污染評價[J].環境科學學報,2011,31(8):1676-1684.

[18] LI S Y,MIAO F M,LIU G X,et al.The study of pollution history of heavy metals in Bohai Sea[J].Marine Environmental Science, 1996,15(4):28-31.李叔媛,苗豐民,劉國賢,等.渤海重金屬污染歷史研究[J].海洋環境科學,1996,15(4):28-31.

[19] HU N J,SHI X F,LIU J H,et al.Distributions and impacts of heavy metals in the surface sediments of the Laizhou Bay[J].Advances in Marine Science,2011,29(1):63-72.胡寧靜,石學法,劉季花,等.萊州灣表層沉積物中重金屬分布特征和環境影響[J].海洋科學進展,2011,29(1):63-72.

[20] XU Y D,WEI X,XIA B,et al.Potential ecological risk assessment of heavy metals in surface sediments of the eastern Laizhou Bay[J]. Advances in Marine Science,2015,33(4):520-528.徐艷東,魏瀟,夏斌,等.萊州灣東部海域表層沉積物重金屬潛在生態風險評價[J].海洋科學進展,2015,33(4):520-528.

[21] WANG C Y,WANG X L.Spatial distribution of dissolved Pb,Hg,Cd,Cu and As in the Bohai Sea[J].Journal of Environmental Sciences,2007,19:1061-1066.

[22] ZHANG J F,GAO X L.Heavy metals in surface sediments of the intertidal Laizhou Bay,Bohai Sea,China:Distributions,sources and contamination assessment[J].Marine Pollution Bulletin,2015,98:320-327.

[23] CHEN J L,LIU W X,LIU S Z,et al.An evaluation on heavy metal contamination in the surface sediments in Bohai Sea[J].Marine Sciences,2004,28(12):16-21.陳江麟,劉文新,劉書臻,等.渤海表層沉積物重金屬污染評價[J].海洋科學,2004,28(12):16-21.

[24] HAKANSON L.An ecological risk index for aquatic pollution control,a sedimentological approach[J].Water Research,1980,14: 975-1001.

[25] TANG Y J.Application of H?kanson index method assessing ecological risk of heavy metal from sediments in the water[J].Environmental Science Survey,2008,27(3):66-68.唐銀健.H?kanson指數法評價水體沉積物重金屬生態風險的應用進展[J].環境科學導刊, 2008,27(3):66-68.

[26] XU Z Q,NI S J,TUO X G,et al.Calculation of heavy metals'toxicity coefficient in the evaluation of potential ecological risk index[J]. Environmental Science&Technology,2008,31(2):112-115.徐爭啟,倪師軍,庹先國,等.潛在生態危害指數法評價中重金屬毒性系數計算[J].環境科學與技術,2008,31(2):112-115.

[27] JIANG H Y,LIU X B,ZHANG Q F,et al.Distribution and risk analysis of heavy metals and As in the surface sediment of Tianjin offshore area[J].Marine Sciences,2013,37(9):82-89.江洪友,劉憲斌,張秋豐,等.天津近岸海域沉積物重金屬及砷分布與生態風險分析[J].海洋科學,2013,37(9):82-89.

Distribution and Pollution Assessment of Heavy Metals in Sediments From Typical Bays in the Bohai Sea

XU Yan,WANG Qiu-lu,LI Xiao,YANG Lu,HUANG Hai-yan,TAO Yi-jun
(National Marine Data and Information Service,Tianjin 300171,China)

The study analyzed the contents of heavy metals in the surface sediments of the typical bays in the Bohai Sea.Compared to the average contents of the China sea,the contents of Hg,Cd,and Cu are relatively higher in the Bohai Sea.Of them,the contents of Cd and Hg reached a hazardous level,and the high-value areas were mainly distributed in the areas around the Jinzhou Bay and Dalian Bay,waters south of Nanpu Town and Caofeidian,and coastal areas of Dongying and Laizhou.The assessment by geoaccumulation index indicates that the Cd is at the slightly polluted level and Hg,Pb,As,Cu,Cr,Zn are at the unpolluted level.The assessment by the potential ecological risk index indicates that the potential ecological risk of Cd is at the highest risk level,and that of Hg is at the higher risk level,and those of Pb, As,Cu,Zn,Cr are at the low level.Heavy metals causing potential ecological risk in sequence is Cd＞Hg＞Pb＞As＞Cu＞Zn＞Cr in Liaodong Bay,Cd＞Hg＞Pb＞Cu＞As＞Cr＞Zn in Bohai Bay,and Cd＞Hg＞Pb＞As＞Cu＞Cr＞Zn in Laizhou Bay.Among the three studied bays,Liaodong Bay is the most seriously polluted area with the high total potential ecological risk,e.g.,some parts of the Changxing Island,and the areas from Qinhuangdao to Jinzhou Bay.The risk level of coastal areas of Weifang is higher than that of Laizhou Bay.The heavy metals in surface sediments of Bohai Bay are of light ecological risk.

sediment;heavy metal;distribution;pollution assessment;Liaodong Bay;Bohai Bay; Laizhou Bay

May 9,2016

P736.4

A

1671-6647(2017)03-0428-11

10.3969/j.issn.1671-6647.2017.03.012

2016-05-09

天津市科技興海科研項目——天津市海洋災害風險評估和區劃研究(KJXH2013-19)

許 艷(1988-),女,山東菏澤人,研究實習員,碩士,主要從事海洋生態環境監測與評價方面研究.E-mail:154240535@163.com