黃嘉璐
海灘上常設(shè)有雨水和生活污水排污口,污水中的重金屬含量一般較高,會(huì)造成海灘沉積物重金屬超標(biāo),影響海灘旅游的質(zhì)量。然而由于海灘砂粒徑較大,一般被認(rèn)為不會(huì)富存重金屬。
排污口真的不會(huì)對(duì)海灘沉積物造成重金屬污染?基于這一疑問(wèn),我對(duì)青島第一海水浴場(chǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)一浴)和石老人海水浴場(chǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)石老人浴場(chǎng))表層沉積物中的重金屬含量以及排污口對(duì)重金屬含量的影響進(jìn)行了探究。
一、研究方法
在兩個(gè)海灘沿垂向剖面依次取樣,共獲得29個(gè)樣品(如圖1、圖2)。樣品烘干磨制后用等離子體質(zhì)譜ICP-MS對(duì)其中的重金屬元素進(jìn)行檢測(cè),并計(jì)算用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的地累積指數(shù)。
地累積指數(shù)計(jì)算式為:Igeo = log2[Cn/(kBn)]。式中Cn是元素n在沉積物中的濃度,Bn是沉積物中該元素的地球化學(xué)背景值,這里選取距離兩個(gè)浴場(chǎng)海灘較近的膠州灣大公島附近表層沉積物的背景值。k一般取值為1.5。
地累積指數(shù)共分6級(jí),其中0-1為低風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境,1-2為中等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。6級(jí)的元素含量可以是背景值的幾百倍。
二、數(shù)據(jù)結(jié)果
1.表層沉積物重金屬含量對(duì)比
分析結(jié)果表明,兩個(gè)海灘表層沉積物的含量差異較大。例如,一浴沉積物中Pb含量平均為17.6mg·kg-1,而石老人浴場(chǎng)平均為43.9mg·kg-1,是一浴的2倍多。一浴Cr含量平均為11.9mg·kg-1,而石老人浴場(chǎng)平均為123.5mg·kg-1,幾乎是一浴的10倍(如圖3)。
2.海灘重金屬含量分布的變化
圖4顯示了兩個(gè)海灘各剖面重金屬含量的平均值(以Zn元素為例)。在一浴中,離排污口最遠(yuǎn)的剖面N的元素平均值反而最大,為45.0mg·kg-1,最近剖面E的平均含量為18.7mg·kg-1。在石老人浴場(chǎng),離排污口最近的剖面E和W的值較大,平均值分別為68.6mg·kg-1、79.2mg·kg-1,但離排污口較遠(yuǎn)的剖面N 和M的平均值分別為57.2mg·kg-1和64.1mg·kg-1。石老人浴場(chǎng)沉積物的絕大部分重金屬含量的平均值基本都有這個(gè)特點(diǎn)。
3.重金屬含量的超標(biāo)情況和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)
按照我國(guó)海洋沉積物質(zhì)量Ⅰ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值(GB18668 - 2002),重金屬Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的標(biāo)準(zhǔn)值分別為80、21、35、150、20、0.5和60 mg·kg-1。一浴的表層沉積物都達(dá)到國(guó)家質(zhì)量Ⅰ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),而在石老人浴場(chǎng)存在部分站位的Cr、As和Pb超標(biāo)。
地累積指數(shù)法Igeo的計(jì)算結(jié)果表明,一浴的值全部小于1,說(shuō)明海灘環(huán)境良好,處于低風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境;石老人浴場(chǎng)大部分站位的值都小于1,但在個(gè)別靠近排污口的站位重金屬Cr、Cu、Zn、Cd 和Pb的Igeo值在1-2之間,說(shuō)明這幾個(gè)站位處于中等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
從青島兩個(gè)海灘的沉積物重金屬含量和分布情況來(lái)看,排污口并不一定對(duì)海灘產(chǎn)生影響。如一浴排污口對(duì)海灘重金屬的分布影響并不明顯,且遠(yuǎn)離排污口區(qū)域的重金屬含量較高。
造成這種影響的原因有兩個(gè)方面。一是排出污水的重金屬含量本身不高。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,一浴排污口的主要功能是雨水排放,因此重金屬含量較低。二是一浴沉積物中重金屬的來(lái)源主要是自然環(huán)境,其分布主要受沉積物搬運(yùn)作用的影響,因此在遠(yuǎn)離排污口的N剖面的重金屬含量反而較高。
而石老人浴場(chǎng)的排污口不僅排放雨水,還排放一定量的生活污水,因此污水中重金屬含量較高。其次,排出的污水進(jìn)入大海,排污口附近含有污水的海水又會(huì)在波浪的作用下重新回到海岸,堆積在排污口附近的沉積物中。因此排污口兩側(cè)的剖面E和N的重金屬含量較高。這說(shuō)明含有重金屬的沉積物在水動(dòng)力作用下堆積在排污口兩側(cè)。
在排污口的西側(cè),附近剖面N和W的重金屬含量較高,沉積物搬運(yùn)方向?yàn)閺钠拭鎃到剖面N,遠(yuǎn)離排污口的N剖面的含量較低。因此,石老人浴場(chǎng)表層沉積物的重金屬分布受到物源和水動(dòng)力作用下沉積物運(yùn)移的雙重影響。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2015年10期