烟台近海重金属污染

1、 烟 台 大 学毕 业 论 文（设 计）烟台近海海水中重金属污染的调查研究The investigation of the heavy metal pollution in yantai offshore申请学位： 工学学士 院 系： 环境与材料工程学院 专 业： 环境工程 姓 名： 齐英迪 学 号： 201061501310 指导老师：张峰（职称） 2014年 4 月 5 日烟台大学烟台近海海水中重金属污染的调查研究姓 名： 齐英迪 导 师： 张峰 2014年 4 月 5 日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：环境与材料工程学院姓名齐英迪学号201061501310毕业届别201

2、0级专业环境工程毕业论文（设计）题目烟台近海海水中重金属污染的调查研究指导教师张峰学历博士职称所学专业分析化学具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)：1查阅相关文献，并写出文献综述分析，2了解重金属污染的主要情况与现状分析，写出开题报告3进行相关资料进行补充4 对查阅结果进行总结5拟定论文提纲6撰写毕业论文进度安排：第一周第四周 查阅有关资料，进行文献综述，完成开题报告第五周第七周 进行有关重金属污染的查阅分析第八周第十三周 进行资料归类，并进行补充资料的调查和搜集第十四周第十五周 拟定论文提纲，完成论文撰写第十五周 论文答辩指导教师（签字）： 年 月 日院（系）意见： 教学院长（主任

3、）（签字）： 年 月 日备注：摘要近年来，随着我国社会经济快速发展和工业化进程，沿海城市经济高速发展，导致近岸海域污染日益加重，其中的重金属污染尤为突出,大量重金属污染物通过不同方式进入到各种水体。因为重金属污染物具有毒性强、不易分解等特点，并且可沿食物链传递和富集，所以重金属污染不仅降低了海洋物种多样性，而且破坏了海洋生物体的栖息地; 同时，重金属还可以通过食物链进入人体，对人类健康造成威胁。重金属进入受纳水体后，绝大部分经吸附沉淀迅速转移至沉积物中，使沉积物成为主要存储库；而吸附在沉积物中的重金属又通过不断的解析过程， 长期向水体释放并引发二次污染。基于重金属污染对环境和人体健康的危害之大

4、，本课题通过了解和分析我国重金属污染的现状与污染水平，结合烟台近海海域实际情况，提出检测和治理重金属污染的行之有效的方法，维护人类身心健康与环境的可持续发展。关键词重金属污染 污染评价 重金属污染处理方法Heavy metal pollutionPollution evaluationHeavy metal pollution treatment Abstract: In recent years, along with our country social economy rapid development and industrialization process, the coastal

5、 city of rapid economic development, lead to coastal waters pollution increasing, especially the heavy metal pollution, a lot of heavy metal pollution in different ways into the water. Because of the heavy metal pollutant has the characteristics of strong toxicity, not easy to decompose, and along t

6、he food chain transfer and enrichment, so the heavy metal pollution not only reduces the Marine species diversity, and destroy the habitat of Marine organisms; At the same time, the heavy metals can also enters the body through the food chain, a threat to human health. Heavy metals after entering re

7、ceiving waters, the vast majority of via adsorption precipitation to move quickly to the sediments, the sediment will become the main repository; And adsorption of heavy metals in sediment by the parsing process, release into any water body for a long time and cause secondary pollution. Based on the

8、 harm of heavy metal pollution to the environment and human health, this topic by understanding and analyzing the status quo and pollution level of heavy metal pollution in our country, in combination with the practical situation of yantai coastal waters, put forward the detection and control of hea

9、vy metal pollution, the most effective methods to maintain the sustainable development of human physical and mental health and the environment. Key words:目录第一章 绪论 1.1论文研究的意义7第二章 重金属污染的背景 2.1 重金属的定义 2.2 重金属污染的来源及化学性质2.2.1 重金属的来源2.2.2 重金属的化学性质2.2.3 重金属的危害第一章 绪论1.1论文研究的意义海洋环境的近岸保护与污染防治是国家“十一五”重大规划。影响海洋

10、污染的元素很多, 其中以重金属对生物的影响较为明显,近几年，重金属污染事件已屡见不鲜，自上世纪50年代日本出现由锡元素引起的“骨痛病”和由甲基汞形成的“水俣病”以后，近海环境中重金属污染对生态环境的影响引起了人们高度的重视。近来，2014年4月1日，昆明小孩被喂食水银，又有湖南儿童血铅超标事件、陕西凤翔数百儿童铅超标事件等，可见重金属污染已进入到我们的生活，影响到我们的生活环境。“砷毒”、“血铅”、“镉米”等事件频发，让重金属污染成为最受关注的公共事件之一。重金属污染一般指密度大于5.0g/cm3的金属（主要包括Zn、Cu、Cd、Hg、Pb、Cr、As）或其化合物造成的环境污染.大量重金属污染

11、物通过不同方式进入到各种水体，对水体造成严重的破坏性污染。由于重金属污染物具有毒性强、不易分解等特点，并且可沿食物链传递和富集，不仅降低了海洋物种的多样性，而且破坏了海洋生物体的栖息地； 同时，重金属还可以通过食物链进入人体，对人类健康造成威胁。由于海洋生物对重金属有很强的富集能力，利用海洋生物监测相关海洋污染也受到世界海洋专家和政府部门的普遍关注 因此，海洋生物体内重金属的含量分析，对于评价海洋水体及沉积物重金属污染状况、评估海产品质量安全和对人类健康的影响具有重要作用重金属进入受纳水体后，绝大部分经吸附沉淀迅速转移至沉积物中，使沉积物成为主要存储库；而吸附在沉积物中的重金属又通过不断的解析

12、过程， 长期向水体释放并引发二次污染。因此，沉积物是研究区域环境状况好坏的载体之一，是水环境中重金属等污染物质的源和汇，沉积物中重金属污染状况是水环境质量的一个重要评价指标重金属废水的处理方法有多种，其中包括化学法、离子树脂交换法、电解法、活性炭吸附法、腐殖酸树脂吸附法、斜发沸石吸附法、麦饭石吸附法、反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法、生物法等。第二章 重金属污染的背景2.1 重金属的定义化学上根据金属的密度把金属分成重金属和轻金属，常把密度大于5.0g/cm3的金属称为重金属。如：金、银、铜、铅、锌、镍、铬、汞、镉等大约45种。对人体毒害作用最大的有五种：铅、汞、铬、砷、镉。对于生物体而言，它包

13、括必须金属和非必须金属3（ 3 MARTIN M H, CbUGHTREY P J. Biological monitoring of heavy metal pollution: Land and airLo ndo n: A ppliedS cienceP ublisherso fT heU nitedK ingdom,19 82.）。必须金属是指有机体能进行正常生理活动所不可缺少的金属，如铜(Cu)、铁(Fe)、硒(Se)、锌(Zn)、镁(Mg)、钻(CO),锰(Mn),钼(MO)、镍(Ni)等，然而当必须金属浓度在有机体内累积超过某一阐值水平时就会对机体产生毒害作用（4 RAINBOW

14、P S .Th eb iologyo fhe avym etalsin th ese aJ .In terJ E nvironS tudies,19 85,25:195-211.5 RAINBOW PS .T racem etalac cumulationi nm arinein vertebrates:marineb iologyo rm arinec hemistry J.Jou nr al- MarineB iologicalA ssociationo fT heU nitedK ingdom,19 97,77 (1):19 5-210.）非必须金属（指镉(Cd)、汞(Hg)、银(Ag)

15、、铅(Pb)、金(Au)和一些不常见的高原子量金属）不参与有机体的代谢活动，组织内含有较低浓度的非必须金属就能对有机体产生较高的毒性（6 RAINBOW PS ,FU RNESSR W .H eavym etalle velsin m arineen vironmentM .Lo ndon:CR CPress,19 90:1-4.7 RAINBOW PS .B iomonitoringo fh eavym etalav ailabilityin t hem arinee nvironment月.MarineP ollutionBu ll, 19 95,31:18 3-192）。目前，由于重金属

16、在生物体内的富集所产生的毒害程度没有可供参考的标准，因此，将重金属划分为必须金属和非必须金属对研究海洋环境中的重金属污染具有重要的意义。2.2 重金属污染的来源及化学性质2.2.1重金属的来源由图1可知，海洋中重金属主要来源于两个方面：天然源和人为源天然来源主要包括地壳岩石风化、海底火山喷发、地表径流等。其中地壳岩石风化后通过陆地径流、大气沉降等方式将重金属注入海洋，海底火山喷发将地壳深处的重金属带上海底，经过海洋水流的作用把重金属及其化合物注入海洋。构成了海洋重金属的环境本底值。环境本底值对于判断海洋环境污染程度和评定海洋环境质量的优劣具有重要的意义。人为来源主要包括矿山与海洋油井的开采、工

17、农业污水、废水的排放(如电镀、冶金、蓄电池、制革、颜料、涂料以及化工厂的排水、重金属农药厂废水的排放和重金属农药的流失等)。近半个世纪以来，由于工农业生产的快速发展，特别是沿海地区的轻工业和重工业的快速发展，导致了世界范围内的海洋环境重金属污染日益严重。由于多数重金属元素通过河流输入，因此构成了入海的主要途径，所以重金属在河口水域的污染比较严重。海洋环境中重金属最终蓄积于沉积物中, 考察重金属在沉积物中的分布和含量, 是评价人类活动对海洋污染的重要指标。海水底泥中的重金属来源主要是两个方面: 一是大气沉降, 重金属元素排放到大气中,随大气的运动扩散到海面上空,通过颗粒的凝聚作用其直径逐渐增大,

18、 最终在重力的作用下,沉降到海中, 最后逐渐沉积到海洋底泥中；二是通过污水排入, 含重金属的污水通过排污等方式排放到河流中, 河流将污水带到入海口, 最终排入大海, 经过重力沉降、生物沉降、化学作用等沉积到水底泥中。大气沉降挥发河流湖泊地壳岩石风化海底火山喷发天然来源洋流作用开阔海域接受海域陆地径流挥发海洋生物生物富集矿山吸附于颗粒物质人为来源河流湖泊工农业污水生物降解再悬浮海上油井排泄物尸体沉降沉积物图1 重金属进入海洋的途径2.2.2重金属的化学性质重金属污染具有来源广、残留时间长、能沿着食物链转移与富集、污染后不易被察觉、难以恢复等特点。重金属离子在自然环境中不能被破坏，其毒性取决于其原

19、子结构，它们在自然界中并不能完全被矿化为完全无毒的形式，它们的氧化态、溶解性因与其它不同无机元素或有机物的结合而不同。如汞在自然界以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在，有机汞的毒性比金属汞和无机汞要大。2.2.3 重金属的危害本节着重介绍重金属对人体健康的危害，同时介绍非金属氰、砷、氟对人体的危害。因为重金属污染往往伴随有氰、砷、氟等非金属产生的污染。一、铬（Cr）铬包括三价铬（Cr3+）和六价铬（Cr6+）。三价铬具有激活胰岛素的作用，是生物所必需的微量元素，可以增加对葡萄糖的吸收利用。三价铬不容易被消化道吸收，可以在皮肤的表层与蛋白质结合形成稳定的络合物，从而不易引起铬疮和皮炎。一般人们认为

20、三价铬不易在动物的肝、肾、脾和血液中积累，更多的存在于肺内，因此会对肺造成一定的伤害。三价铬对于抗凝血活素具有抑制的作用。实验证明，Cr3+的毒素作用仅为Cr6+的1%。六价铬对人体的健康具有严重的影响：其一，对皮肤具有刺激作用和过敏作用。工人在生产实践中接触到铬酸盐等的部位，如手、腕、颈部等处可能会出现皮炎。六价铬通过伤口等进入到皮肤，会因其具有腐蚀作用而形成铬溃疡（又称为铬疮）。其二，对呼吸系统产生损坏。其主要表现为咽喉炎、肺炎和鼻中隔膜穿孔。长期接触铬雾首先会引发鼻中隔出血，然后鼻中隔黏膜发生糜烂，鼻中隔会变薄，最后导致穿孔。其三，对内脏具有损害作用。六价铬通过消化道入侵，会造成嗅觉和味

21、觉的衰退甚至消失，小剂量的六价铬会对内脏有腐蚀作用，影响肠胃的功能，引发胃痛，甚至溃疡，并且对肝脏还有不良的影响。二、镉（Cd）镉进入人体后主要分布在肝、胰腺、甲状腺和胃内，其次是骨骼、胆囊和睾丸中。镉在人体内的保存期可达39年之久。口服镉盐的中毒潜伏期很短，一般经过1020分钟就会发生腹痛腹泻、恶心呕吐等症状，严重者会产生眩晕、虚脱、上肢迟钝、麻木等，甚至会引发休克。硫酸镉的口服致死量大约为30mg。上世纪50年代发生在日本神通川流域的 “骨痛病”，就是一种典型的镉公害病。主要原因是镉的慢性中毒，致使镉替换了骨骼中的钙质从而使骨质变得疏松，患者营养不良，需长期卧床，导致最后废用性萎缩，发生肾

22、功能的感染和衰竭等并发症而死亡。三、铅（Pb）铅及其化合物对人体的许多系统具有毒性作用，急性铅中毒最突出的症状表现为腹绞痛、高血压、肝炎等，慢性铅中毒的症状表现是神经衰弱症。并且铅中毒会引起血液系统的异常，主要表现为铅溶和贫血。另外，铅中毒还可引发泌尿系统的一系列症状，包括高血压和肾炎。四、镍（Ni）镍进入到人体主要在脊髓、五脏、肺和脑中存在，其中以肺为主。如果误服较多镍盐时，会产生急性胃肠道的刺激现象，产生呕吐腹泻等症状。镍的毒性作用主要表现为抑制酶系统，如酸性磷酸酶。镍及其盐类对电镀工人的危害主要是导致镍皮炎。五、铜（Cu）一般认为，铜的毒性很小，所发生的铜中毒主要是由于与铜同时存在的砷、

23、铅等引起的。皮肤接触铜化合物可引发湿疹和皮炎，当化合物浓度很高时可能产生皮肤坏死。抛光工人容易吸入氧化铜粉尘，易引发急性中毒，症状表现为金属烟尘热。长期接触到大量铜烟及铜尘的工人，最常见呼吸系统病症。眼睛接触到铜盐可以发眼睑水肿和结膜炎，严重者表现为眼混浊和溃疡。六、锌（Zn）锌是人体必需的微量元素之一，正常人每天从食物中摄入锌1020mg，锌主要储存在肝中，与肝内蛋白结合形成锌硫蛋白，供应机体生理反应所需的锌。缺锌会有许多不良症状，误食可溶性锌盐可对消化道产生黏膜产生腐蚀作用。误食氯化锌容易引发腹膜炎，导致休克而死亡。七、银（Ag）临床上最常见的银对人体的影响是产生银质沉着病，银质沉着病可发

24、生在局部皮肤，也可发生在全身皮肤。银在皮肤上因为光的作用转变成白蛋白银，在某些组织上遇到硫化氢而转变成硫化银。银对眼睛和呼吸道也有一定伤害，对呼吸道的伤害主要为呼吸道银质沉着症，并且可能伴有支气管炎症。八、金（Au）金的毒性与砷类似，人与动物摄入后可引起恶心、呕吐等肠胃反应。但是一般不把金列为工业毒物。工业上使用的金及其化合物到目前为止尚未引起急、慢性的职业中毒报告。九、氰（CN）电镀生产和稀有金属冶炼中主要产生含氰废水。氰化物包括硫氰化物都是极毒的物质。氰化钾对人体的中毒致死量是0.25g，氢氰酸的致毒作用非常迅速，经过口腔黏膜吸入一滴氢氰酸就可瞬间致死。废水中存在的氰化物，哪怕是络合状态，

25、只要PH值为酸性，就会产生氰化氢气体逸出产生毒害作用。氰化物和氢氰酸可通过胃、肺、皮肤，尤其是黏膜吸入而进入人体，与活细胞中的三价铁离子结合，特别是与含铁的呼吸酶结合，致使呼吸麻痹而死亡。十、氟（F）含氟废气中，氟化氢毒性最大，氟化物中，氟化氢的水溶液氢氟酸的毒性最大。长时间饮用含氟量高于1.5mg/L的水可以引起氟中毒。氟对于人体的损害，主要是骨骼受损，临床表现为上下肢长骨疼痛，严重者会发生骨质疏松、骨质增殖或者变形。并且，氟化物会损害皮肤，引发皮炎和湿疹。十一、汞（Hg）汞最为毒性很强的一种金属，易于各种蛋白质的疏基结合，并且这种结合难以分离。会引起人体口腔、消化道、肝脏、肾脏等的损害。慢

26、性中毒时，产生神经衰弱症候群，表现为极易兴奋、震颤及炎症，肾功能损害，甲状腺肿大等。十二、砷（As）砷及砷的所有化合物都是有毒的，三价砷比五价砷毒性更强，有机砷化合物的毒性比无机砷化合物的更强。它们在人体的累积都是致癌、致畸的，并且砷化物中毒不易被人体所感觉，因为它不会改变水的颜色及透明度，也不会影响水的气味，只是味道会有稍微改变。上述主要是人体吸收或直接接触重金属污染物而引发的中毒症状。除此之外，人们还会因为其他途径吸收有毒的物质而引发慢性中毒。如重金属等有毒污染物侵入了水或者土壤，经由动植物的吸收与聚集，再通过食物链就可转移到人体从而引发慢性中毒。水体中重金属浓度及分配进入到水体中的重金属

27、元素以各种各样的形态分布于水相、底质及生物体中，表现出不同的环境地球化学行为和毒性特征，其污染特点和毒性危害为：天然水中，重金属元素浓度为微量时就可以产生毒性效应，其存在形态决定其毒性和稳定性，而且随水环境条件的改变而改变。水体中的微生物不仅不能降解重金属污染物，而且某些重金属在微生物的作用下甚至可以转化为毒性更强的金属有机化合物。海洋中的生物体从环境中摄入的重金属，通过食物链的生物放大作用，逐级在较高的生物体内成千百倍地富集。通过多种途径，重金属可以进入人体，并且不易排出，经过不断的积累而导致各种急、慢性疾病或产生远期危害。水相中的重金属重金属元素在水相中的分布特点可以反映污染源和沿途沉积的

28、影响作用。通过研究近海等各种水体中的重金属的浓度及其变化的规律可以得出以下结论：1、受到重金属污染的水体中，水相中的重金属含量是很低的，即使在污染物的排放口附近，水相中的重金属含量也不高。并且常常受到水力学条件和排放状况的影响，含量分布不规则，随机性很大。2、对于水体中重金属的检出限受水相的pH值影响。一般酸性条件下，底泥中的重金属会释放到水体中。碱性条件时，重金属容易被泥沙吸附从而沉淀。3、河口中重金属之间大都有良好的相关性，这说明重金属具有相似的行为。4、近海水域中重金属的含量由陆地向海的方向，随pH值的升高而降低，随海水的盐度以及化学耗氧量的降低而降低。各种重金属元素与水体中有机物的相关

29、程度顺序为：Cu>Zn> Pb> Cr> Hg> As。影响其分布的主要因素包括陆源污染物及沿岸径流、水动力条件及季节等。1. 2 沉降物中的重金属在水体中，重金属污染物不易溶解，绝大部分均迅速地由水相转入固相, 即迅速地与悬浮物和沉积物结合。悬浮物是水体重金属污染物迁移的主要载体，污染物的主要储存场所则为沉积物，沉降物中的重金属含量往往比水中重金属的含量高出许多倍，并表现出比较明显的规律性的含量分布。当水体pH、Eh 等条件发生变化时，沉积物就会释放吸附的污染物，对水环境产生二次污染。通过调查重金属在沉积物中的含量水平可以判断研究区域受到污染的程度，并且通过重金

30、属含量的水平分布可以追踪其污染源，了解其扩散的范围；而研究沉积物中重金属在柱状样不同层位的含量分布，则可了解所研究区域重金属的污染历史；把柱状样重金属含量与未污染区背景值进行对照，可反映出不同历史阶段人类活动对所研究区域重金属的输送量的变化情况。通过研究近海海域、河口等水体沉降物中痕量金属的浓度及其分布规律, 得到的主要结论有：1、水体中，重金属在沉积物中的含量大于其上覆水溶液中的含量。重金属的含量与沉积物的平均粒级呈显著负相关关系，即沉积物粒级越小，其重金属含量越高。2、在pH 值较低的情况下, 沉降物对各元素的吸附量较大, 在pH 值较高的情况下, 沉降物对各元素的吸附量较小。3、悬浮物主

31、要为细小颗粒，沉积物主要为粗颗粒，两者在组成上具有一定的相似性，在特定的水力条件下，两者可以实现相互转换。悬浮颗粒物与表层沉积物中金属浓度的良好相关性体现了相间物质交换和再分配的结果。悬浮物和表层沉积物中重金属总量的沿程变化趋势基本相同(Zn除外)，表现为由上游而下游重金属的含量逐渐升高。一般在主要支流口附近和弯道凸岸含量较高，而在直道含量则普遍相对较低。在同一断面，重金属尤其是硫化物，对河岸的污染要比对河中的污染重。4、有机质与重金属元素的相关性排序为Hg>Cr> Pb> Cu> Ni> Cd> Zn> Mn, 其反映了这8种重金属与腐殖质之间键合力

32、的大小，说明了这些重金属在底质中容易积累的顺序。5、研究表明，大部分潮滩沉积物中的重金属含量都呈带状分布，从高潮滩到低潮滩重金属的含量逐渐降低。沿岸方向，淤涨岸段，重金属含量低，排污口对重金属的沿程分布有严重影响，重金属含量随离排污口的距离增大而呈指数减少；垂向方向，在许多地方重金属分布与人类活动、经济发展状况相吻合。6、沉积物中的重金属浓度不仅取决于自然搬运和人为排放，而且还取决于沉积物的表面特性、矿物组分、有机物含量以及沉积物的沉积环境等多种因素。沉积物中颗粒的粒度组成是影响沉积物中重金属的浓度及分布的重要因素。1. 3 生物相中的重金属重金属在水生动物体内的积累，通常通过以下途径：一是通

33、过呼吸吸收溶解在水中的重金属离子，然后通过血液循环输送到体内的各个部位，或积累在表面细胞之中；二是在摄食时，水体中或残留在饵料中的重金属通过消化道进入体内。此外，体表与水体的渗透交换作用也可能是重金属进入体内的一个途径。同种重金属在不同动物群体内的含量不同，不同种类的重金属在同种动物类群中的含量也不同。重金属进入动物体内，不同的器官、组织对其具有高度选择性，由于肝脏和肾脏可以快速合成金属硫蛋白从而使重金属大量蓄积，所以肝脏和肾脏成为重金属蓄积的主要靶器官。鱼鳞中主要积累汞、锌、砷等重金属元素，内脏主要积累铅、铬、铜。残留在不同水生动物中的重金属含量有所不同，以浮游动植物为食的鱼类其体内砷、镉的

34、含量较高，以腐屑和固着藻类为食的鱼类其体内铬、铜的含量较高，以底栖无脊椎动物为食的鱼类锌的含量高，杂食性鱼类体内的铅和镍含量较高；杂食性底栖动物因以沉积物为主要饵料，体内重金属含量大于鱼类。甲壳类、鱼类、贝类和头足类等不同动物类群体内重金属( Cu、Zn、Pb、Cd) 的含量大小顺序依次如下，Cu：头足类> 甲壳类> 贝类> 鱼类；Zn、Pb、Cd：头足类> 贝类> 甲壳类> 鱼类，并且绝大部分海洋动物体中重金属平均含量依次为：Zn> Pb> Cu> Cd。对生活在水上、中层的鱼类来说，鱼体中的重金属积累量主要取决于水中的重金属浓度；对底栖

35、鱼类来说，则取决于水和沉积物中的重金属浓度。不同种类的鱼对水中金属吸收积累各不相同，重金属富集系数大于营养元素的富集系数。水生植物对重金属的忍受能力大小因植物生活类型不同而异，一般认为，挺水植物> 漂浮、浮叶植物> 沉水植物；吸收积累能力是沉水植物> 漂浮、浮叶植物> 挺水植物，根系发达的水生植物大于根系不发达的水生植物。植物体内的重金属主要积累于根部，茎叶部分含量相对较低，植物对重金属的富集作用与土壤背景有一定的相关性。研究表明，水生藻类、浮游动物群落、鱼类和底栖动物（如贝类、螺）等可用于监测水体重金属污染。2.3我国近海海域沉积物重金属元素分布特征重金属是海洋污染中

36、重要的污染物，它具有潜在危害性。它进入海洋后会吸附在海洋中的悬浮物或沉积物上，而且不易降解，会富集在生物体中或者沉积物中变成持久性污染物，对环境和人类造成危害。研究发现，海洋沉积物中重金属元素的含量和分布主要受到粒度、物源以及人类活动等因素的影响。河流的输入为海洋沉积物中重金属的主要来源，并且河口区域为重金属污染物的主要宿地。河口区域沉积物中重金属的分布状态大体上是呈现由陆向海扩散的特征。我国对近海海域沉积物的研究主要集中于河口区域，并且主要集中于黄河、长江、珠江等大型的河口区域，其他近海的相对研究较少。前人根据实测资料数据进行总结分析，得出我国近海海域沉积物重金属元素的分布特征如图所示：元素

37、含量变化区间平均值As（0.01179.00）10-69.5810-6Cd(1.00971.00) 10-9206.1710-9Cr（0.2512.3）10-660.3010-6Cu（0.32437.1）10-618.6610-6Hg（1.002180.00）10-943.3910-9PbZn（1.10344.00）10-6(2.002196.00) 10-624.5410-668.2910-6表一 表层沉积物重金属元素分布特征元素含量变化区间平均值As（0.2518.40）10-68.2210-6Cd(1.00257.00) 10-986.5610-9Cr（7.4112.00）10-660.

38、3710-6Cu（0.0243.00）10-616.6110-6Hg（1.00300.00）10-930.3710-9PbZn（0.4099.40）10-6(1.90191.90) 10-623.1610-661.3010-6表二 深层沉积物重金属元素分布特征图2 我国近岸海域表层沉积物综合指数评价结果渤海海域重金属的分布特征渤海海域是半封闭的陆缘浅海, 是由辽东湾、莱州湾、渤海湾和中央盆地等组成, 海水交换能力比较弱、自净能力差。近20年来环渤海地区经济高速发展,随之而来，排入渤海海域的重金属污染物总量也不断增加, 造成环渤海海域环境质量急剧恶化。河流是近海重金属污染物的主要输入源, 注入渤

39、海的河流主要是黄河,此外还有辽河、海河和滦河, 每年输入渤海海域的沉积物大致相当于黄河输沙量的10%( 质量分数) 。2009年8月, 通过采集渤海南部21个站位（站位分布如图1）的表层沉积物样品，对不同站位重金属浓度进行分析, 发现在渤海湾和莱州湾顶部附近区域Cu、Cr和Pb的含量均较高, 而Cd、Zn 却较低。造成这种分布趋势差异的原因是多方面的。首先,重金属的输入源是决定其分布特征的关键因素之一, 调查区域靠近渤海湾和莱州湾湾口,沿岸工业发达,特殊的地理位置决定了重金属来源的多样性和复杂性。其次, 水动力作用通过对沉积物特征的决定作用以及对泥沙和污染物的输运来影响重金属元素在沉积物中的分

40、布。携带大量悬浮泥沙的淡水径流一部分沿岸向南扩散, 一部分与外海高盐水在调查区域混合沿着渤海湾北岸流入渤海湾, 湾内海流呈逆时针式的回转 7 。这可能是Cu、Cr 和Pb 在渤海湾形成高值区的重要原因之一。另外, 海水盐度及氧化还原条件通过影响重金属的结合电位影响重属在沉积物中的浓度。特别是Cd 受Cl- 的影响较大, 在Cl- 存在的情况下, 沉积物中的Cd 与Cl- 结合形成CdCl+ 、CdCl2、CdCl3和CdCl2+4 等可溶态, 而Zn 因海水中丰富的Ca2+、Mg2+ 等离子与其竞争结合位点而从沉积物中释放出来 8 。这些因素的影响可使渤海南部Cd、Zn 浓度沿东南向高盐度外海

41、降低, 同时笔者认为Cd 和Zn 北部陆源性输入应是其靠近北部沿岸地区浓度较高的重要原因。表2列举了近几年渤海主要海区4种重金属在沉积物中的浓度。由表2可知，渤海主要海区重金属污染水平依次是锦州湾> 渤海湾> 辽东湾> 莱州湾。调查区域沉积物中Cu、Zn、Pb 浓度均值处于莱州湾和渤海湾调查结果之间, 说明其沉积物重金属整体污染水平与渤海湾和莱州湾的污染水平相关,但沉积物中Cd 浓度均值确明显大于莱州湾和渤海湾调查结果, 这可能与调查区域北边滦河沿岸化工、造纸等工业及生活污水排放有关 12 。地区CuZnCdPb莱州湾14.9750.800.1111.70渤海湾27.1594.290.5964.29辽东湾18.17596.6960.65418.521锦州湾416.96419.0248.1753.2图 渤海