海岸帶海洋地質環境勘查中海底沉積重金屬污染解析方法

楊聿強 韓瑞

摘要：近岸海域以及河口地區是海洋與陸地相互作用的地帶，也是高密度人口的聚積地和受人類活動影響強烈的區域。我國近岸主要有環渤海經濟區、長三角經濟區、海峽西岸經濟區、珠三角經濟區和泛北部灣經濟區等，這些地區經濟發達、人口密集。近年來，隨著各種人類活動產生的污染物向海洋中排放，使得近岸海域的環境問題顯得越來越突出，其中包括重金屬的污染。重金屬是具有潛在危害的重要污染物，它會被海洋中的沉積物或者懸浮物所吸附，并且不容易降解，富集在沉積物或生物體中從而成為持久污染物，對環境造成嚴重的污染。

關鍵詞：海洋帶；海底沉積；重金屬污染；分析評價

引言

海岸帶重金屬污染為重金屬等污染物質隨自然風化及人類活動的產物通過河流、海洋動力和大氣的搬運并累積于此，使海岸帶成為這些污染物質的重要歸宿之一。重金屬元素除了直接對海洋生物產生作用并通過食物鏈影響人類健康外，還會由于水動力和生物活動的影響，造成重金屬的重新分布和釋放，產生“二次污染”，直接危害海岸帶環境。本文對山東煙臺區域海岸帶進行地質環境勘查，對海底沉積物進行了深度的分析，希望能為相關人士的研究提供一點有益的參考。

1海岸帶海洋地質環境勘查的目的

海岸帶處于陸地和海洋的接合部，海陸相互作用活躍，人類開發活動密集，環境影響因素日趨復雜，物質和能量的聚集與轉換遠比其他區域迅速。根據《山東半島藍色經濟區重點規劃區1：5萬海岸帶水工環地質調查》項目煙臺區域調查實例中海岸帶重金屬污染調查顯示，重金屬物質在近海地區長期停留并不斷積累，會嚴重損害海岸帶地區的生態系統平衡，危害海岸帶地區的生態環境安全。本文以實例項目為依托，根據海底沉積物取樣等著重調查海岸帶重金屬污染。

2海岸帶海底沉積調查工作

2.1海岸侵蝕與淤積剖面測量工作

為了了解海岸線侵蝕與淤積現狀，一般在做海岸侵蝕與淤積剖面。剖面分2期進行監測（2016年4月、2016年9月），采用動態GPS測制剖面端點坐標，在剖面上，按照最大高潮點、潮間帶、低潮點分別設置3個監測點，再利用全站儀測制監測點高程的變化情況，同時，在監測點處采集粒度分析樣品。最后，根據不同時期監測點高程的變化情況、沉積物粒度變化情況繪制了剖面圖，分析海岸線侵蝕淤積狀態、變化速率及沉積物粒度變化特征。

2.2表層采集

在調查海域采取海底表層樣，采樣深度10～30cm，樣品重量一般在2～3kg。樣品在現場進行了簡單描述，并測試了沉積物的pH、EH值及樣品重量。為了保證樣品不失水分，采用塑料密封袋進行兩次密封。

2.3柱狀采樣

在調查海域采取海底柱狀樣，采樣深度一般在150～260cm。樣品采用直徑為75mm的PVC管進行密封存儲。

照片1表層采樣 照片2柱狀采樣

3海岸帶海洋重金屬污染勘查實例分析評價

3.1表層沉積物重金屬元素分布特征

對表層沉積物進行分析可以看出，重金屬元素分布具有如下特征：As：含量變化于（0.01～179.00）×10-6之間，平均含量為9.58×10-6。高值區位于小凌河至葫蘆島及錦州灣以東海域、河北省岐口至小辛堡沿岸海域、江蘇南部沿海和長江口海域、寧波至福州海域、珠江口、瓊州海峽等海域。低值區為營口以西海域、灤河口至曹妃甸障壁壩弧形條帶狀海域、海南島的西部、南部及東北部近岸海域。Cd：含量變化于（1.00～97 100×10-9之間，平均含量為206.17×10-9。Cd元素含量在全國近岸海域沉積物中的變化范圍極大，竟然相差4個數量級，其變異系數為10.09。其高值區也相對集中，主要分布在遼東灣西部，特別是小凌河口至葫蘆島南近岸海域，另外，長江口、珠江口海域Cd含量也較高。低值區主要集中在海南島環島海域。Cr：含量變化于（0.2～512.3）×10-6之間，平均含量為60.30×10-6。高值區位于遼東灣西北部，渤海灣北部和南部近岸海域、江蘇南部沿海和長江口、浙江沿海、珠江口、瓊州海峽西部和海南島西北部近岸海域。低值區在北戴河南至灤河口北、福建沿海也相對較低。另外，海南島環島海域也是低值集中分布區。Cu：含量變化于（0.32～437.1）×10-6之間，平均含量為18.66×10-6。高值區位于鲅魚圈附近、錦州灣北至葫蘆島南及其以東海域、灤河口南至曹妃甸障壁壩弧形條帶的外側、河北省岐口至小辛堡海域、長江口、浙江沿海、珠江口、瓊州海峽西部海域。低值區在大遼河口和雙臺子河口外、北戴河南至灤河口北、灤河口至曹妃甸西北障壁壩弧形條帶、海南島的東、南、西沿海。Hg：含量變化于（1.00～2 180.00）×10-9之間。平均含量為43.39×10-9，明顯高于中國淺海沉積物同名元素含量均值。高值區位于小凌河口至葫蘆島南及錦州灣以東海域、長江口和浙江沿海、珠江口海域。低值區在北戴河南至灤河口北、灤河口至曹妃甸障壁壩弧形條帶、江蘇南部沿海、海南島環島海域。Pb：含量變化于（1.10～344.00）×10-6之間，平均含量為24.53×10-6。高值區位于遼東灣東北角鲅魚圈附近、小凌河口至葫蘆島南及葫蘆島東海域、秦皇島附近、灤河口至曹妃甸障壁壩弧形條帶外側、岐口至小辛堡海域、長江口、浙閩沿海、珠江口海域、瓊州海峽西部海域。低值區在北戴河南至灤河口北，月坨至曹妃甸海域、黃河三角洲附近、江蘇南部沿海、海南島環島近岸海域。Zn：含量變化于（2.00～2 196.00）×10-6之間，平均含量為68.29×10-6。高值區以小凌河口至葫蘆島南及葫蘆島以東海域最為突出。此外，鲅魚圈附近、灤河口至曹妃甸障壁壩弧形條帶外側、岐口至小辛堡海域、長江口、浙江沿海、珠江口、瓊州海峽西部海域含量也較高。低值區分布在北戴河南至灤河口北、灤河口至曹妃甸西北障壁壩弧形條帶、海南島環島海域。

3.2生態危害指數評價法