摘要：內(nèi)海灣底泥沉積物的環(huán)境質(zhì)量狀況與水生生物的生存和人體健康關(guān)系密切。在廣東汕頭市內(nèi)海灣兩岸23個(gè)點(diǎn)位采集了表層(0~20cm)和深層(100~120cm)底泥沉積物樣品46件，對(duì)其中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn計(jì)7項(xiàng)重金屬和K含量及pH值進(jìn)行測(cè)試分析，調(diào)查底泥中這些重金屬的含量特征，并參照農(nóng)用地水田土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)對(duì)重金屬環(huán)境污染質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明汕頭內(nèi)海灣底泥沉積物的pH介于7.00~8.82之間，平均值為7.83，在46件樣品中41件樣品的pH值均大于7.5。內(nèi)海灣底泥中7項(xiàng)重金屬元素的含量均明顯低于環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)管制值，即對(duì)該區(qū)底泥重金屬環(huán)境污染不需要管制。Cd、As、Pb、Cr這4項(xiàng)重金屬含量均低于污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，其污染風(fēng)險(xiǎn)可以忽略。Hg在2件表層樣品中含量值高于污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，Cu和Zn均有18件樣品的含量值高于污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，因此建議對(duì)底泥中Cu、Zn、Hg含量進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)。基于表層和深層元素含量對(duì)比及成分?jǐn)?shù)據(jù)散點(diǎn)圖分析，認(rèn)為該區(qū)Hg污染來(lái)源應(yīng)為人為源，Cu、Zn的污染來(lái)源一部分為人為源，另一部分可能為人為源、自然源或二者的混合源。

　　關(guān)鍵詞：內(nèi)海灣;底泥沉積物;重金屬;環(huán)境評(píng)價(jià);來(lái)源分析

　　0引言

　　內(nèi)海灣是指當(dāng)海灣灣口寬度小于24海里時(shí)，由海灣入口兩端的低潮標(biāo)之間的封口直線所包圍的深入內(nèi)陸的水域[1]，在生產(chǎn)生活物資運(yùn)輸服務(wù)、商貿(mào)往來(lái)、海岸帶生態(tài)建設(shè)與維護(hù)、旅游觀光等方面具有重要的意義。然而，隨著工業(yè)化發(fā)展和城市化建設(shè)步伐加快，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等對(duì)內(nèi)海灣造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，尤其是重金屬元素對(duì)內(nèi)海灣底泥沉積物造成的污染程度持續(xù)加深，威脅水生生物的生存和人體健康[2-5]。

　　汕頭市內(nèi)海灣素有“國(guó)內(nèi)唯一城市內(nèi)海灣”之稱[6]，其周邊人口密集、工業(yè)發(fā)達(dá)、農(nóng)耕歷史悠久，內(nèi)海灣生態(tài)環(huán)境與其周邊居住人口的身體狀況息息相關(guān)。因此，對(duì)汕頭內(nèi)海灣底泥沉積物中重金屬元素開(kāi)展環(huán)境污染調(diào)查，了解內(nèi)海灣底泥沉積物中重金屬環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀以及重金屬元素的可能來(lái)源，將有助于管控重金屬元素在汕頭內(nèi)海灣底泥沉積物中的累積以及為內(nèi)海灣環(huán)境治理提供決策依據(jù)。前人就底泥沉積物中重金屬環(huán)境狀況做了大量環(huán)境質(zhì)量調(diào)查評(píng)價(jià)工作，主要集中在重金屬元素含量特征、分布特征和來(lái)源方面，數(shù)據(jù)處理方法多基于主成分分析(PCA)、聚類分析(CA)以及相關(guān)性分析等來(lái)區(qū)分底泥沉積物重金屬的自然源和人為源[7-13]。

　　在汕頭內(nèi)海灣地區(qū)，吳麗璇和趙劍[14]根據(jù)2004年對(duì)榕江流域的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析了流域內(nèi)水質(zhì)重金屬污染狀況，認(rèn)為重金屬污染源主要為人為源;喬永民和黃長(zhǎng)江[15]在內(nèi)海灣采集了13件表層沉積物樣品，測(cè)定了它們的細(xì)粒級(jí)組分、總有機(jī)質(zhì)、Al、Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Co共計(jì)12項(xiàng)指標(biāo)的含量，通過(guò)對(duì)12項(xiàng)指標(biāo)的分布特征及其彼此之間相關(guān)性進(jìn)行了分析，認(rèn)為人為排污、水動(dòng)力作用、黏土含量、鹽度是多數(shù)重金屬元素分布特征的控制因素;李悅林[16]在榕江流域及其河口區(qū)采集了48件表層沉積物和26件沿岸農(nóng)田土壤樣品，測(cè)試分析了11項(xiàng)金屬元素含量，并采用多種方法評(píng)價(jià)了重金屬環(huán)境質(zhì)量及其可能的污染來(lái)源;趙晨輝等[17]通過(guò)測(cè)定汕頭內(nèi)海灣內(nèi)4件和外海域25件表層沉積物樣品中7項(xiàng)重金屬元素(Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn)含量，分析了各元素的空間分布特征，并對(duì)其來(lái)源和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了探討。然而，這些研究工作的研究對(duì)象均集中在底泥表層沉積物，缺乏對(duì)底泥深層沉積物的研究。

　　內(nèi)海灣底泥表層和深層沉積物分別代表了不同時(shí)期的物質(zhì)來(lái)源，通過(guò)對(duì)比研究有助于探析重金屬元素的污染來(lái)源。 本文首先對(duì)汕頭內(nèi)海灣底泥表層和深層沉積物重金屬元素含量進(jìn)行了調(diào)查分析，然后參照《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB15618-2018)[18]對(duì)重金屬環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)，最后基于元素含量間的關(guān)系分析了重金屬的可能來(lái)源，為改善該區(qū)內(nèi)海灣生態(tài)環(huán)境提供參考。

　　1樣品與方法

　　1.1樣品

　　汕頭內(nèi)海灣位于廣東省汕頭市東南部，灣內(nèi)面積約57km2，水深0.5～12m[15]，是榕江的入海口。研究區(qū)地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫18～22℃，年降雨量1300～1800mm[16]。汕頭內(nèi)海灣下覆基巖為花崗巖[19-20]。在研究區(qū)共設(shè)置采樣點(diǎn)位23個(gè)，在每一個(gè)采樣點(diǎn)位采集表層(0~20cm)和深層(100~120cm)兩件底泥樣品，共采集底泥樣品46件。樣品采集利用管式采樣器垂直插入底泥并用榔頭往下打至150cm處，選取管樣上部0~20cm和下部100~120cm處底泥分別作為表層樣品和深層樣品，去除雜質(zhì)后，將樣品置于密封的塑封袋中帶回實(shí)驗(yàn)室。

　　在實(shí)驗(yàn)室，首先剔除底泥樣品中的貝殼、砂石等雜質(zhì)，然后在防降塵污染的條件下自然風(fēng)干。將干透的樣品粗碎過(guò)100目篩，然后進(jìn)一步研磨細(xì)碎至200目以下，用聚乙烯自封袋密閉保存，以備元素含量測(cè)試分析使用。

　　1.2分析方法

　　樣品測(cè)試分析在廣州京誠(chéng)檢測(cè)技術(shù)有限公司完成，測(cè)定46件樣品中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、K和pH共計(jì)9項(xiàng)指標(biāo)的含量。其中，Cd、Cr、Pb、Cu和Zn的含量采用原子吸收分光光度法(AAS)測(cè)定，As和Hg采用原子熒光法(AFS)測(cè)定，7項(xiàng)重金屬元素的檢測(cè)方法詳見(jiàn)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范第5部分：沉積物分析》(GB17378.5-2007)[21]。K含量采用原子吸收分光光度法(AAS)測(cè)定，分析方法詳見(jiàn)《海洋沉積物和生物體中鐵、錳、鎳、鉀、鈉、鈣、鎂的測(cè)定原子吸收分光光度法》(HY/T206-2016)[22]。pH采用電位法測(cè)定，分析方法詳見(jiàn)《海洋調(diào)查規(guī)范第8部分：海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查》GB/T12763.8-2007[23]。上述測(cè)試方法對(duì)應(yīng)7項(xiàng)重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu和Zn的檢出限分別為0.04、0.002、0.06、3.0、2.0、2.0、6.0mg/kg，K的檢出限為0.05wt%。分析質(zhì)量采用平行樣和標(biāo)樣進(jìn)行監(jiān)控，平行樣的相對(duì)誤差在5%~10%，標(biāo)樣的精密度和準(zhǔn)確度均控制在5%以內(nèi)。

　　2結(jié)果

　　汕頭內(nèi)海灣底泥沉積物中9項(xiàng)指標(biāo)的分析結(jié)果。表層底泥的pH介于7.52~8.82，參考土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-2018)中依據(jù)pH為5.5、6.5和7.5的四類劃分，該區(qū)表層底泥屬于堿性類型。深層底泥的pH介于7.00~8.74，其中僅5件樣品的pH小于7.5，表明深層底泥也基本屬于堿性類型，部分屬于偏堿性類型。表層底泥的K含量介于0.70~2.18wt%，平均值為1.48wt%;深層底泥的K含量介于0.89~2.59wt%，平均值為1.59wt%。這表明表層與深層底泥中K的含量并未出現(xiàn)明顯差異。

　　3討論

　　3.1底泥重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

　　由于缺少內(nèi)海灣底泥重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本文參考土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-2018)[18]中的水田農(nóng)用地標(biāo)準(zhǔn)對(duì)內(nèi)海灣底泥進(jìn)行重金屬環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。對(duì)比分析GB15618-2018中水田農(nóng)用地重金屬含量的篩選值和管制值，發(fā)現(xiàn)Cd、Hg、As、Pb、Cr這5項(xiàng)元素的管制值是其篩選值的3.3~6.7倍，平均約5倍。由于GB15618-2018中缺少Cu、Zn兩元素的管制值，因此本文選擇5倍篩選值作為其管制值。

　　3.2底泥重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)

　　結(jié)合重金屬元素含量最大值和污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以發(fā)現(xiàn)：(1)內(nèi)海灣底泥中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn計(jì)7項(xiàng)重金屬元素的含量均明顯低于環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)管制值，即對(duì)該區(qū)底泥重金屬環(huán)境污染不需管制;(2)內(nèi)海灣底泥中Cd、As、Pb、Cr計(jì)4項(xiàng)重金屬元素的含量也明顯低于環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，屬于無(wú)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)，即其環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)可以忽略。內(nèi)海灣深層底泥中Hg含量均明顯低于環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，屬于無(wú)風(fēng)險(xiǎn)級(jí);表層底泥中除14和15點(diǎn)外，其它樣品Hg含量也均明顯低于環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，也屬于無(wú)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)。即針對(duì)Hg而言，研究區(qū)底泥僅14和15點(diǎn)表層樣品屬于監(jiān)測(cè)級(jí)，而其他點(diǎn)位均為無(wú)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)。

　　海洋論文投稿刊物：海洋環(huán)境科學(xué)(雙月刊)創(chuàng)刊于1982年，由國(guó)家海洋局海洋環(huán)境保護(hù)研究所暨國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心和中國(guó)海洋環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)主辦。

　　4結(jié)論

　　(1)汕頭內(nèi)海灣底泥樣品整體屬于堿性類型，局部深層底泥屬于偏堿性類型。除個(gè)別站點(diǎn)表層底泥中Hg、Cu、Zn含量明顯偏高外，表層和深層底泥中7項(xiàng)重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn的含量并無(wú)明顯差異。(2)汕頭內(nèi)海灣底泥重金屬環(huán)境污染不需要管制，底泥中Cd、As、Pb、Cr的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)可以忽略，在部分站點(diǎn)建議對(duì)Hg、Cu、Zn的污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。(3)汕頭內(nèi)海灣底泥中Hg的污染來(lái)源為人為源，Cu、Zn的污染來(lái)源一部分為人為源，另一部分可能為人為源、自然源或二者的混合源。

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　　作者：李金哲1,2，劉寧強(qiáng)3，龔慶杰3*，李承柱1