文 山東省青島市第二中學(xué) 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，我對(duì)青島第一海水浴場(chǎng)（簡稱一?。┖褪先撕Ｋ?chǎng)（簡稱石老人浴場(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)。

圖2

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)。

圖3一浴和石老人浴場(chǎng)沉積物中Cr、Pb的含量(單位：mg·kg-1)，虛線為我國海洋沉積物質(zhì)量Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)值

圖4一浴和石老人浴場(chǎng)沉積物中各個(gè)剖面Zn含量的平均值

3.重金屬含量的超標(biāo)情況和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

按照我國海洋沉積物質(zhì)量Ⅰ類標(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 60mg·kg-1。一浴的表層沉積物都達(dá)到國家質(zhì)量Ⅰ類標(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。