江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属空间分布特征及潜在生态风险评价

袁红明, 赵广明, 李雪, 叶思源. 江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属空间分布特征及潜在生态风险评价[J]. 海洋地质前沿, 2018, 34(9): 51-59. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.09007
引用本文: 袁红明, 赵广明, 李雪, 叶思源. 江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属空间分布特征及潜在生态风险评价[J]. 海洋地质前沿, 2018, 34(9): 51-59. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.09007
YUAN Hongming, ZHAO Guangming, LI Xue, YE Siyuan. REGIONAL DISTRIBUTION OF HEAVY METALS IN SURFACE SEDIMENTS OF DAFENG COASTAL WETLANDS IN YANCHENG, JIANGSU AND ITS ECOLOGICAL IMPLICATIONS[J]. Marine Geology Frontiers, 2018, 34(9): 51-59. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.09007
Citation: YUAN Hongming, ZHAO Guangming, LI Xue, YE Siyuan. REGIONAL DISTRIBUTION OF HEAVY METALS IN SURFACE SEDIMENTS OF DAFENG COASTAL WETLANDS IN YANCHENG, JIANGSU AND ITS ECOLOGICAL IMPLICATIONS[J]. Marine Geology Frontiers, 2018, 34(9): 51-59. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.09007

江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属空间分布特征及潜在生态风险评价

  • 基金项目:
    国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项“滨海湿地固碳效率精确评价与加强碳汇对策”(2016YFE0109600);国家海岸带综合地质调查工程项目的二级项目“江苏滨海湿地多圈层交互带综合地质调查”(DD20189503);国家海洋地质保障工程的工作项目“辽河三角洲海岸带综合地质调查与监测”(GZH201200503);“十二五”国家科技支撑计划子课题“沿海滩涂资源综合调查关键技术”(2012BAC07B01-1)
详细信息
    作者简介: 袁红明(1973—),男,博士,高级工程师,主要从事海洋地质和地球化学方面的研究工作.E-mail:yhongming@mail.cgs.gov.cn
    通讯作者: 叶思源(1963—),女,博士,研究员,主要从事海洋地质与湿地环境的研究工作.E-mail:ye_siyuan@sina.com
  • 中图分类号: P736.4+1

REGIONAL DISTRIBUTION OF HEAVY METALS IN SURFACE SEDIMENTS OF DAFENG COASTAL WETLANDS IN YANCHENG, JIANGSU AND ITS ECOLOGICAL IMPLICATIONS

More Information
  • 对江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属含量变化区域分布特征进行了分析,结果表明,江苏盐城大丰表层沉积物Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn的均值分别为0.05、0.25、7.21、25.5、20.3、67.79和68.09 mg/kg,滩涂湿地均值高于人工湿地,滩涂湿地大丰港一期码头附近的JST-02的各项重金属含量最高,呈明显的点源污染的特征。重金属区域分布与粒度正相关,黏土含量对重金属的富集和分布起到一定控制作用。单因子污染指数结果表明,研究区表层沉积物7种重金属元素的单因子污染指数均值由大到小依次为Cd>Cr>Cu>Zn>Pb>As>Hg,其中Cd的均值最大为1.57,为研究区主要污染元素;综合潜在生态风险指数变化范围为15.7~184.91,均值为27.41,滩涂湿地潜在生态风险高于人工湿地;潜在生态风险参数由大到小顺序为Hg>Cd>As>Cu>Pb>Cr>Zn。Hg和Cd为主要潜在生态风险因子。整个区域具有较低的潜在生态风险,尚未达到环境污染程度,但局部区域单个污染物浓度较高。

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  • 图 1  江苏盐城大丰沉积物调查站位

    Figure 1. 

    表 1  取样站位信息表

    Table 1.  Sampling sites information

    序号 野外编号 北纬/(°) 东经/(°) 湿地类型
    1 JST-01 33.29189 120.76190
    2 JST-02 33.27354 120.77611
    3 JST-03 33.22953 120.82110
    4 JST-04 33.19659 120.83347
    5 JST-05 33.18157 120.83714
    6 JST-06 33.29093 120.75042 湿
    7 JST-07 33.25231 120.76028
    8 JST-08 33.21234 120.76582
    9 JST-11 33.27703 120.71458
    10 JST-16 33.30362 120.67602
    11 JST-09 33.18024 120.78755
    12 JST-10 33.16609 120.79466
    13 JST-12 33.24034 120.72569
    14 JST-13 33.20202 120.73511
    15 JST-14 33.17589 120.75484
    16 JST-15 33.13940 120.78361
    17 JST-17 33.26008 120.66507
    18 JST-18 33.22687 120.69301 湿
    19 JST-19 33.19103 120.69495
    20 JST-20 33.15532 120.70438
    21 JST-21 33.12077 120.72002
    22 JST-22 33.28369 120.61951
    23 JST-23 33.24715 120.62502
    24 JST-24 33.21298 120.64062
    25 JST-25 33.21695 120.59750
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    表 2  国家土壤环境质量标准

    Table 2.  The standard values in soil heavy metals defined by National Environmental Quality Standard

    重金属元素 污染积累起始值 中度污染起始值 重度污染起始值
    Xa/(mg/kg) Xc/(mg/kg) Xp/(mg/kg)
    Hg 0.15 0.3 1.5
    Cd 0.2 0.3 1
    As 15 30 60
    Cu 35 50 400
    Pb 35 250 500
    Cr 90 250 400
    Zn 100 200 500
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    表 3  重金属元素含量描述统计表

    Table 3.  Heavy metal element contents of the region

    元素 最大值/(mg/kg) 最小值/(mg/kg) 平均值/(mg/kg) 变异系数/%
    研究区 滩涂 人工 研究区 滩涂 人工 研究区 滩涂 人工 研究区 滩涂 人工
    Hg 0.96 0.96 0.03 0.01 0.01 0.01 0.05 0.11 0.02 352.4 272.5 35.3
    Cd 0.48 0.48 0.35 0.16 0.17 0.16 0.25 0.28 0.24 26.4 31.9 18.1
    As 9.39 9.39 7.86 2.97 5.81 2.97 7.12 8.02 6.53 21.2 16.9 20.5
    Cu 40.32 40.32 26.10 16.99 16.99 18.71 25.50 27.96 23.86 20.9 27.5 7.6
    Pb 31.74 31.74 20.92 15.54 16.08 15.54 20.30 22.10 19.11 18.0 23.6 6.8
    Cr 91.93 91.93 72.89 53.04 53.04 57.39 67.79 72.89 64.38 13.1 15.4 7.4
    Zn 102.97 102.97 72.06 49.04 49.04 52.91 68.09 73.20 64.68 18.4 25.1 7.2
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    表 4  黏土含量统计表

    Table 4.  Clay contents in sediments

    站位编号 黏土含量/% 湿地类型
    JST-01 17.15
    JST-02 23.50
    JST-03 18.33
    JST-04 0.00
    JST-05 14.95
    JST-06 8.70 湿
    JST-07 14.33
    JST-08 7.34
    JST-11 12.62
    JST-16 3.85
    JST-09 7.84
    JST-10 17.76
    JST-12 11.98
    JST-13 5.52
    JST-14 8.44
    JST-15 6.87 湿
    JST-17 10.40
    JST-18 9.07
    JST-19 10.89
    JST-20 7.69
    JST-21 11.70
    JST-22 11.47
    JST-23 11.00
    JST-24 12.33
    JST-25 12.80
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    表 5  重金属元素与黏土含量相关分析(n=25)

    Table 5.  Correlation analysis between clay contents and heavy metals

    黏土 Hg Cd As Cu Pb Cr Zn
    黏土 1
    Hg 0.531** 1
    Cd 0.651** 0.728** 1
    As 0.615** 0.313 0.314 1
    Cu 0.799** 0.593** 0.819** 0.670** 1
    Pb 0.784** 0.665** 0.887** 0.630** 0.965** 1
    Cr 0.671** 0.575** 0.720** 0.662** 0.851** 0.853** 1
    Zn 0.767** 0.595** 0.873** 0.568** 0.971** 0.974** 0.804** 1
    注:**表示两者在0.01置信水平上相关
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    表 6  重金属元素Pi值统计表

    Table 6.  The Pi values of heavy metal elements contents

    元素 最大值/(mg/kg) 最小值/(mg/kg) 平均值/(mg/kg) 变异系数(%)
    研究区 滩涂 人工 研究区 滩涂 人工 研究区 滩涂 人工 研究区 滩涂 人工
    Hg 2.55 2.55 1.76 0.07 0.07 0.07 0.34 0.35 0.33 192.76 223.74 175.57
    Cd 2.26 2.26 2.07 0.81 0.86 0.81 1.57 1.60 1.55 28.23 30.27 27.74
    As 0.63 0.63 0.52 0.20 0.39 0.20 0.47 0.53 0.44 21.22 16.87 20.49
    Cu 1.35 1.35 0.75 0.49 0.49 0.53 0.74 0.83 0.68 24.88 32.56 7.59
    Pb 0.91 0.91 0.60 0.44 0.46 0.44 0.58 0.63 0.55 18.03 23.59 6.75
    Cr 1.01 1.01 0.81 0.59 0.59 0.64 0.75 0.81 0.72 12.93 15.17 7.41
    Zn 1.03 1.03 0.72 0.49 0.49 0.53 0.68 0.73 0.65 18.42 25.10 7.20
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    表 7  沉积物重金属元素污染指数

    Table 7.  The index of heavy metal elements pollution in surface sediments

    研究区 项目 单个污染物的污染参数 综合污染指数
    Hg Cd As Cu Pb Cr Zn
    最大值 3.86 0.48 0.63 0.81 0.63 1.02 0.59 8.02
    潮滩湿地 最小值 0.04 0.17 0.39 0.34 0.32 0.59 0.28 2.22
    均值 0.44 0.28 0.53 0.56 0.44 0.81 0.42 3.48
    最大值 0.14 0.35 0.52 0.52 0.42 0.81 0.41 2.85
    人工湿地 最小值 0.04 0.16 0.20 0.37 0.31 0.64 0.30 2.27
    均值 0.07 0.24 0.44 0.48 0.38 0.72 0.37 2.68
    最大值 3.86 0.48 0.63 0.81 0.63 1.02 0.59 8.02
    研究区 最小值 0.04 0.16 0.20 0.34 0.31 0.59 0.28 2.22
    均值 0.22 0.25 0.47 0.51 0.41 0.75 0.39 3.00
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    表 8  重金属元素值和RI值统计表

    Table 8.  The Eτi and RI values of heavy metal elements contents

    元素 Eτi最大值 Eτi最小值 Eτi平均值 变异系数/%
    研究区 滩涂 人工 研究区 滩涂 人工 研究区 滩涂 人工 研究区 滩涂 人工
    Hg 154.35 154.4 5.57 1.56 1.6 1.74 8.62 17.6 2.61 10.68 272.5 35.27
    Cd 14.47 14.5 10.55 4.86 5.2 4.86 7.57 8.3 7.06 16.87 31.9 18.08
    As 6.26 6.3 5.24 1.98 3.9 1.98 4.75 5.3 4.35 18.77 16.9 20.49
    Cu 4.03 4.0 2.61 1.70 1.7 1.87 2.55 2.8 2.39 7.11 27.5 7.59
    Pb 3.17 3.2 2.09 1.55 1.6 1.55 2.03 2.2 1.91 6.35 23.6 6.75
    Cr 2.04 2.0 1.62 1.18 1.2 1.28 1.51 1.6 1.43 7.04 15.4 7.41
    Zn 0.59 0.6 0.41 0.28 0.3 0.30 0.39 0.4 0.37 6.84 25.1 7.20
    RI值 184.91 184.9 23.21 15.70 15.7 16.03 27.41 38.4 20.12 6.18 134.8 8.42
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出版历程
收稿日期:  2018-06-26
刊出日期:  2018-09-28

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