劉兆慶,徐方建,*,田 旭,徐 豐,趙永芳,李安春,江祖州,殷學(xué)博(.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東 青島 266580；2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室—海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 26607；.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所,海洋地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 26607；.國(guó)家深?；毓芾碇行?山東 青島 26627)

膠州灣潮間帶表層沉積物重金屬污染評(píng)價(jià)

劉兆慶1,2,徐方建1,2,3*,田 旭4,徐 豐1,趙永芳3,李安春3,江祖州1,殷學(xué)博3(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東 青島 266580；2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室—海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 266071；3.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所,海洋地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 266071；4.國(guó)家深?；毓芾碇行?山東 青島 266237)

采集了膠州灣潮間帶 29個(gè)表層沉積物樣品,采用電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS)分析了沉積物中重金屬元素Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As的含量,討論了其分布特征、主要來源及污染程度.結(jié)果表明：Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和As的平均含量分別為38.8、55.2、107.4、69.9、0.44、9.2mg/kg;污染指數(shù)(CF)依次為 Cd＞Pb＞Zn＞As＞Cu＞Cr,研究區(qū)東北部的污染較為嚴(yán)重;污染負(fù)荷指數(shù)(PLI)反映出 72.4%的站位存在污染,區(qū)域污染負(fù)荷指數(shù)(PLIzone)表明潮間帶總體污染程度為中等污染;潛在生態(tài)危害指數(shù)(Eri)依次為 Cd＞Pb＞Cu＞As＞Zn＞Cr.綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)(RI)顯示 51.7%的站位屬于低生態(tài)危害,24.1%的站位屬于中等生態(tài)危害,17.2%的站位屬于較高生態(tài)危害,7.0%的站位屬于很高生態(tài)危害,其中Cd是首要的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子.交通、農(nóng)業(yè)和工業(yè)污染是研究區(qū)重金屬的主要來源,建議加強(qiáng)對(duì)污染物來源的控制,同時(shí)對(duì)污染嚴(yán)重區(qū)域(特別是東北部)進(jìn)行人工調(diào)控.

膠州灣；沉積物；重金屬；潮間帶；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

重金屬是環(huán)境中一類重要的污染物,其分布不僅受沉積環(huán)境的控制,還受人類活動(dòng)的影響[1-2].進(jìn)入水環(huán)境中的重金屬元素,絕大部分沉降至沉積物中,因此沉積物可以作為水生系統(tǒng)中重金屬污染的指示劑[3-4].沉積物中不斷積累的重金屬不僅會(huì)危害水生生物,破壞生態(tài)系統(tǒng)[5-6],還可以通過食物鏈的富集、傳遞,影響人類的健康[7-9].潮間帶作為海洋與陸地的過渡地帶,其生態(tài)環(huán)境受陸源污染物的影響,是重金屬元素重要的儲(chǔ)存區(qū)[6,10].研究潮間帶重金屬的分布特征及其污染情況,對(duì)區(qū)域污染控制與生態(tài)修復(fù)具有重要的指導(dǎo)意義.

膠州灣位于山東半島南岸,是一個(gè)典型的半封閉淺水海灣,平均水深7m,最大水深64m,總水域面積約340km2[11],與大沽河、李村河、白沙河等十幾條河流相連,其中規(guī)模較小的河流已逐漸成為城市廢水的排污通道[12].隨著山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)的提出,環(huán)膠州灣地區(qū)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)(水產(chǎn)養(yǎng)殖)、交通運(yùn)輸、海岸工程等得到快速發(fā)展,這也對(duì)該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響.目前,諸多學(xué)者從沉積物的時(shí)空分布[13-14]、沉積速率[15-16]、營(yíng)養(yǎng)鹽[17-18]、多環(huán)芳烴[19]、重金屬元素[20]等方面對(duì)膠州灣展開了大量工作,但這些工作主要集中在灣內(nèi),對(duì)潮間帶的研究較少,且研究取樣時(shí)間較早,取樣站位分布不均(主要集中在洋河、紅島及白沙河附近[21]),不能很好的反映現(xiàn)階段整個(gè)潮間帶的環(huán)境情況.因此,有必要對(duì)潮間帶重新取樣分析.本文以2015年8月采集的29個(gè)膠州灣潮間帶表層沉積物樣品為研究對(duì)象,重點(diǎn)分析了重金屬元素的分布特征及污染情況,以期為膠州灣潮間帶環(huán)境保護(hù)提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

2015年8 月,于膠州灣潮間帶采集了29個(gè)表層沉積物樣品(圖1).樣品經(jīng)30% H2O2和1mol/L HCl處理,在60℃烘箱中烘干,研磨至200目以下.處理后的樣品送至中國(guó)科學(xué)院海洋研究所,利用美國(guó)產(chǎn)Elan DRCⅡ型電感耦合等離子質(zhì)譜儀對(duì)其重金屬元素(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As)進(jìn)行測(cè)定,同時(shí)利用國(guó)家海洋沉積物一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07315、GBW07316和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局玄武巖標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)BHVO-2作質(zhì)量監(jiān)控(表1).

圖1 膠州灣潮間帶表層沉積物采樣站位Fig.1 Sampling sites for collecting the intertidal surface sediments from Jiaozhou Bay

表1 元素測(cè)試值與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比 (mg/kg)Table 1 Certified and measured values of heavy metal concentrations in the standard reference materials (mg/kg)

1.2 研究方法

利用SPSS19.0數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件,對(duì)膠州灣潮間帶Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As 6種元素進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析、因子分析,探討元素組成特征及其來源的主控因素;采用污染指數(shù)、污染負(fù)荷指數(shù)和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對(duì)潮間帶的環(huán)境情況進(jìn)行評(píng)價(jià).環(huán)境評(píng)價(jià)中背景值(Bi)的選擇是評(píng)價(jià)重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵[5,22].為方便對(duì)比,本文Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As的背景值選用劉義峰等[21]采用的數(shù)據(jù),依次為31.1、19.83、44.93、65.3、0.1、6.67mg/kg.

2 結(jié)果與分析

2.1 重金屬含量與分布

研究區(qū)Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和As的含量范圍分別為5.5～120.0、17.8～325.0、15.2～347.0、7.14～141.50、0.04～2.36、1.0～15.6mg/kg,平均含量分別為38.8、55.2、107.4、69.9、0.44、9.2mg/kg,元素平均值均超過研究區(qū)背景值(表2).與國(guó)內(nèi)其他海灣相比(遼東灣[23]、渤海灣[24]、北部灣[25]、黃河口[10]、長(zhǎng)江口[26],表2),研究區(qū)重金屬含量較高,尤其是 Pb、Zn的含量遠(yuǎn)高于其他幾個(gè)海灣.沉積物中各元素的變異系數(shù)依次為 Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞Cr＞As,其中,Cd和 Pb的變異系數(shù)分別為119%和 106%,表明研究區(qū)重金屬的富集受到點(diǎn)源污染物的影響[27].

研究區(qū)Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As的含量分布,如圖2所示.Cu的高值區(qū)位于膠州灣東北部的白沙河、李村河附近,低值區(qū)位于膠州灣北部和西部.根據(jù)國(guó)家海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[28],16個(gè)站位Cu含量超過Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn),其中2個(gè)站位超過Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn),超過Ⅰ類、Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)的超標(biāo)率分別為55.2%、6.9%.Pb的含量分布與Cu相似,東部為高值區(qū),6個(gè)站位超過Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn),1個(gè)站位超過Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn),超過Ⅰ類、Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)的超標(biāo)率分別為20.7%、3.5%.Cd的高值區(qū)出現(xiàn)在李村河河口附近,8個(gè)站位超過Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn),其中2個(gè)站位超過Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn),超過Ⅰ類、Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)的超標(biāo)率分別為27.6%、6.9%.As的含量較低,29個(gè)站位均符合Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn).Cr的高值區(qū)在西部的洋河和東部的紅島、墨河、白沙河、李村河附近,12個(gè)站位超過Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn),超標(biāo)率為 41.4%.Zn的高值主要位于膠州灣東部,其中 6個(gè)站位超過Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn),超標(biāo)率為20.7%.

表2 研究區(qū)與遼東灣、渤海灣、北部灣、黃河口、長(zhǎng)江口等沉積物重金屬含量對(duì)比 (mg/kg)Table 2 Comparison of heavy metals concentrations in sediments between the studied area and Liaodong Bay, Bohai Bay, Beibu Bay, Yellow River estuary, Yangtze River estuary (mg/kg)

總體上,膠州灣表現(xiàn)出東部重金屬含量高的分布特征,這可能是由于東部陸源污染物的大量輸入及灣內(nèi)水體交換能力上的差異造成的.近年來,膠州灣東部水陸交通、工業(yè)生產(chǎn)、海水養(yǎng)殖發(fā)展迅猛,造成交通排放物[29]、工廠廢棄物[30]、養(yǎng)殖殘留物[31]等污染物的大量排放,加重了膠州灣東部重金屬的污染程度;另外,膠州灣水動(dòng)力條件復(fù)雜,尤其東部平行岸線的滄口水道及潮流(以落潮流為主)的影響,阻礙了污染物向中西部的遷移,導(dǎo)致膠州灣東部重金屬的富集[20,32].跨海大橋與紅島互通立交的修建[33],也可能制約了污染物向南部的運(yùn)移與分散,從而在膠州灣東部形成重金屬的高值區(qū).

圖2 膠州灣潮間帶表層沉積物重金屬含量分布 (mg/kg)Fig.2 Distribution of heavy metals in surface sediments of the intertidal Jiaozhou Bay (mg/kg)

2.2 重金屬元素來源分析

表3 膠州灣表層沉積物重金屬間的相關(guān)性分析Table 3 Coefficients among heavy metals in surface sediments of the intertidal Jiaozhou Bay

表4 旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣Table 4 Matrix of rotated factor loadings

通常認(rèn)為,元素之間顯著的相關(guān)性,可反映它們具有相同的來源或共同的影響因子[34].膠州灣潮間帶表層沉積物6種重金屬元素的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果(表3,n=29)表明：As與Cd、Pb不存在顯著相關(guān)性,其相關(guān)系數(shù)分別為 0.177、0.146,而 Cd與Pb相關(guān)性顯著(0.799),說明Cd、Pb來源相同,而與As來源不同;Cr與Cd、Pb, Zn與As在0.05水平上顯著相關(guān),其他元素在0.01水平上顯著相關(guān),表明元素具有相同的來源或共同的影響因子.

為進(jìn)一步揭示重金屬的組成特征及其來源的主控因素,采用因子分析法識(shí)別沉積物中重金屬元素的來源.利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行KMO檢驗(yàn),統(tǒng)計(jì)量值為0.701,bartlett球形檢驗(yàn)相伴概率為0.000.采用方差極大旋轉(zhuǎn)法,提取出特征根＞1的2個(gè)因子,這2個(gè)因子代表了原始數(shù)據(jù)全部信息的87.53%(表4).其中因子1的方差貢獻(xiàn)率為66.84%,表現(xiàn)為Cu、Zn、Cd、Pb有較高的正載荷(＞0.7[35]),且4種元素在0.01水平上顯著相關(guān),說明它們具有相同的來源.研究表明,煤炭、汽油的燃燒、機(jī)動(dòng)車尾氣、工業(yè)煙霧是Pb、Cd的富集因素[36],機(jī)動(dòng)車尾氣的排放、輪胎的磨損[29]及電廠、電焊廠、化肥廠的排放物是Cu、Zn的主要來源[37].因此,因子1可代表交通、工業(yè)污染.因子2的方差貢獻(xiàn)率為20.69%,表現(xiàn)為Cr、As有較大的正載荷.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥的不當(dāng)施用及造紙、制藥、冶煉等企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢物可造成As、Cr的富集[37-38].因此,因子2可代表農(nóng)業(yè)、工業(yè)污染.因子分析結(jié)果表明交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)污染是膠州灣重金屬的主要來源,即膠州灣重金屬主要來源于陸源污染物.

3 環(huán)境評(píng)價(jià)

3.1 污染指數(shù)

首先利用污染指數(shù)(CF)[39]表征沉積物中重金屬元素的富集程度,其計(jì)算公式為：

式中：Ci是該元素的實(shí)測(cè)值;Bi是元素的背景值.污染指數(shù)等級(jí)劃分,見表5.

圖3 膠州灣潮間帶表層沉積物重金屬污染指數(shù)Fig.3 Contamination factor of heavy metals in surface sediments of the intertidal Jiaozhou Bay

Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As的CF范圍分別 為 0.2～3.9、0.9～16.4、0.3～7.7、0.1～2.2、0.04～23.59、0.1～2.3.研究區(qū)6種元素的平均污染指數(shù)大小依次為Cd＞Pb＞Zn＞As＞Cu＞Cr.由圖3看出,CF(Cd)、CF(Zn)、CF(Pb)在膠州灣東部存在高值,較西部地區(qū)污染嚴(yán)重;而 CF(Cu)、CF(Cr)和 CF(As)在整個(gè)研究區(qū)污染等級(jí)相對(duì)集中.其中 62.1%的站位CF(Cu)超過1,且主要分布在膠州灣東北部及西部地區(qū),為中等～較高污染;72.4%的站位 Pb為中等污染,在東北部存在CF(Pb)最大值(16.4),污染程度很高;CF(Zn)變化情況與 Pb相似,62.1%的站位表現(xiàn)為中等污染;CF(Cd)同樣在東部表現(xiàn)出較高～很高的污染程度;另外,分別有58.6%、65.5%的站位表現(xiàn)為Cr和As的中等污染.

3.2 污染負(fù)荷指數(shù)

污染負(fù)荷指數(shù)[40-41]用于評(píng)價(jià)沉積物中某一站位及區(qū)域沉積物受所測(cè)重金屬元素的污染程度.其中,某一站位的元素污染負(fù)荷指數(shù)(PLI)表示為：

式中：CF1、CF2、CF3……CFn為不同元素的污染指數(shù);n為元素的個(gè)數(shù).整個(gè)區(qū)域重金屬元素的污染負(fù)荷指數(shù)(PLIzone)表示為：

式中：PLI1、PLI2、PLI3……PLIm為不同站位元素的污染負(fù)荷指數(shù);m為站位的個(gè)數(shù).污染負(fù)荷指數(shù)可分為4個(gè)等級(jí)(表5).

PLI結(jié)果表明,膠州灣潮間帶大部分區(qū)域受重金屬污染(圖4),具體表現(xiàn)為72.4%的站位存在污染,其中,13個(gè)站位中等污染,5個(gè)站位強(qiáng)污染,3個(gè)站位極強(qiáng)污染;區(qū)域污染負(fù)荷指數(shù)為1.48,表明膠州灣潮間帶總體污染程度為中等污染.由圖 4看出,PLI高值區(qū)出現(xiàn)在東部的李村河與白沙河附近.結(jié)合污染指數(shù)及重金屬來源分析,發(fā)現(xiàn)膠州灣東北部重金屬污染嚴(yán)重,且主要受到Cd、Pb、Zn元素的污染,分析其原因,可能是：①膠州灣東部分布有諸多工廠,工業(yè)生產(chǎn)中,能源消耗及材料加工、制造等過程,不可避免的會(huì)產(chǎn)生廢棄物質(zhì),這些物質(zhì)又會(huì)通過大氣沉降、河水的搬運(yùn)、甚至人為傾倒,造成研究區(qū)重金屬污染[42];②同時(shí),東部為膠州灣主要的農(nóng)業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū),近年來,養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大,養(yǎng)殖過程中,由于飼料的投放、魚藥的施用等養(yǎng)殖行為也會(huì)導(dǎo)致重金屬的污染[43];③另外,膠州灣東部水陸交通迅速發(fā)展,交通運(yùn)輸在居民生活、城市建設(shè)中所扮演的角色也越來越重要,而在交通活動(dòng)中產(chǎn)生的重金屬[44],可能使膠州灣東部的污染更為突出.

3.3 潛在生態(tài)危害指數(shù)

潛在生態(tài)危害指數(shù)[39]結(jié)合重金屬的毒性系數(shù),可全面反映重金屬元素對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響.重金屬元素的潛在生態(tài)危害指數(shù)(Eri)以及綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)(RI)可表示為：

式中：Ti為重金屬元素的毒性系數(shù).Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As的毒性系數(shù)分別為5、5、1、2、30和 10[39].綜合潛在生態(tài)危害指數(shù) RI值的大小不僅受沉積物重金屬濃度、毒性水平及生物對(duì)重金屬敏感性有關(guān),還受重金屬種類數(shù)的影響.本研究所測(cè)沉積物重金屬元素少于 H?kanson[39]提出的8種元素,故不能依據(jù)H?kanson的綜合生態(tài)危害指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)膠州灣的污染情況.本文依據(jù)文獻(xiàn)[1,45]對(duì)RI評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了調(diào)整.調(diào)整后的RI評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與單項(xiàng)潛在生態(tài)危害指數(shù)Eri評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表5.

重金屬Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As的Eri范圍分別為：0.9～19.3(平均 6.2)、4.5～82.0(平均13.9)、0.3～7.7(平均 2.4)、0.2～4.3(平均 2.1)、12.6～707.6(平均131.1)、1.4～23.4(平均13.9). Eri平均大小依次為：Cd＞Pb＞Cu＞As＞Zn＞Cr. Cu、Zn、Cr和As等4種元素Eri均小于40,屬于低生態(tài)危害;元素 Cd僅 10.3%站位表現(xiàn)為低生態(tài)危害,55.2%站位表現(xiàn)為中等生態(tài)危害,6.9%為較高生態(tài)危害、17.3%為高生態(tài)危害、10.3%達(dá)到了很高生態(tài)危害;除去一個(gè)站位外,Pb的Eri均小于40,屬于低生態(tài)危害.

分別使用污染指數(shù)和潛在生態(tài)危害系數(shù)評(píng)價(jià)膠州灣污染情況發(fā)現(xiàn),重金屬元素的污染程度與其潛在生態(tài)危害程度出現(xiàn)不一致性,這也說明毒性系數(shù)在生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)中的作用,只有把重金屬在沉積環(huán)境中的污染指數(shù)與其毒性系數(shù)相結(jié)合,才能全面反映重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響.

表5 CF、PLI、Eri、RI的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 5 Assessment criterias of CF, PLI, Eriand RI

圖4 膠州灣潮間帶表層沉積物重金屬PLI、RI值Fig.4 PLI and RI values of heavy metals in surface sediments of the intertidal Jiaozhou Bay

研究區(qū)綜合潛在生態(tài)危害指數(shù) RI介于22.0～836.1之間,平均RI為169.7.其中,51.7%的站位屬于低生態(tài)危害,24.1%的站位屬于中等生態(tài)危害,17.2%的站位屬于較高生態(tài)危害,另外 2個(gè)站位(7.0%)屬于很高生態(tài)危害.其中 Cd的 Eri對(duì) RI的權(quán)重貢獻(xiàn)最大(77.1%),是首要的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子.結(jié)合RI分布圖看出(圖4),膠州灣東部污染程度較高,與前面評(píng)價(jià)結(jié)果相符.與劉義峰等[21]對(duì)膠州灣的研究相比,發(fā)現(xiàn)膠州灣潮間帶重金屬含量有增加的趨勢(shì).其中 Cd元素的富集程度最快,污染程度最高,這也反映了人類活動(dòng)對(duì)膠州灣生態(tài)環(huán)境的影響.針對(duì)膠州灣重金屬污染加重這一現(xiàn)狀,應(yīng)增強(qiáng)對(duì)重金屬來源的控制,同時(shí)對(duì)污染嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行治理,修復(fù)其生態(tài)功能.

4 結(jié)論

4.1 膠州灣潮間帶Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和As的平均含量依次為38.8、55.2、107.4、69.9、0.4、9.2mg/kg. Cu、Pb、Zn、Cr、Cd超過海洋沉積物質(zhì)量Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)的超標(biāo)率分別為55.2%、20.7%、20.7%、41.4%和27.6%. Cu、Pb、Cd超過Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)的超標(biāo)率為6.9%、3.5%、6.9%. 6種元素在膠州灣的空間變異性強(qiáng),元素的富集受點(diǎn)源污染物的影響,其中Cd和Pb的變異系數(shù)分別為119%和106%.交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)污染物的輸入是膠州灣潮間帶重金屬的主要來源.

4.2 研究區(qū)重金屬元素的污染指數(shù)依次為Cd＞Pb＞Zn＞As＞Cu＞Cr, CF(Cd)、CF(Zn)、CF(Pb)在膠州灣東部存在高值.污染負(fù)荷指數(shù)顯示 72.4%的站位存在污染,區(qū)域污染負(fù)荷指數(shù)表明膠州灣潮間帶為中等污染.通過污染指數(shù)、污染負(fù)荷指數(shù)發(fā)現(xiàn),膠州灣東部為重金屬污染嚴(yán)重區(qū).

4.3 研究區(qū)重金屬元素的平均潛在生態(tài)危害指數(shù)依次為 Cd＞Pb＞Cu＞As＞Zn＞Cr.綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)表現(xiàn)出：51.7%的站位存在輕微生態(tài)危害,24.1%的站位中等生態(tài)危害,17.2%的站位屬于強(qiáng)生態(tài)危害,另外 2個(gè)站位的生態(tài)危害級(jí)別達(dá)到了強(qiáng)和很強(qiáng).Cd的Eri值對(duì)RI值的權(quán)重貢獻(xiàn)最大,在6種重金屬中,Cd表現(xiàn)為首要的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子.

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致謝：編輯老師和兩位審稿專家提供的寶貴意見和建議使本文得以很大提高,謹(jǐn)致謝忱.

《中國(guó)環(huán)境科學(xué)》獲評(píng)“2014中國(guó)最具國(guó)際影響力學(xué)術(shù)期刊”

2014年12 月,中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)主辦的《中國(guó)環(huán)境科學(xué)》被評(píng)為“2014中國(guó)最具國(guó)際影響力學(xué)術(shù)期刊”.

“中國(guó)最具國(guó)際影響力學(xué)術(shù)期刊”是《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)》電子雜志社有限公司、清華大學(xué)圖書館、中國(guó)學(xué)術(shù)國(guó)際評(píng)價(jià)研究中心對(duì)我國(guó)5600余種中外文學(xué)術(shù)期刊，根據(jù)總被引頻次、影響因子、被引半衰期等計(jì)算出的國(guó)際影響力綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)CI進(jìn)行排序,遴選出的排名前5%的期刊.獲評(píng)“中國(guó)最具國(guó)際影響力學(xué)術(shù)期刊”的科技類期刊共175種.

自2012年開始此項(xiàng)評(píng)選以來，《中國(guó)環(huán)境科學(xué)》已連續(xù)3年獲此殊榮.

《中國(guó)環(huán)境科學(xué)》編輯部

Evaluation of heavy metals pollution in surface sediments of the intertidal Jiaozhou Bay, China

LIU Zhao-qing1,2, XUFang-jian1,2,3*, TIAN Xu4, XU Feng1, ZHAO Yong-fang3, LI An-chun3, JIANG Zu-zhou1, YIN Xue-bo3(1.School of Geosciences, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China；2.Evaluation and Detection Technology Laboratory of marine mineral resources, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266071, China；3.Key Laboratory of Marine Geology and Environment, Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China；4.National Deep See Center, Qingdao 266237, China). China Environmental Science, 2017,37(6)：2239～2247

The current study investigated the pollution characteristics of heavy metals (Cu, Pb, Zn, Cr, Cd, As) in sediments of the intertidal Jiaozhou Bay using 29surface sediments by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS), and discussed the distribution, the source and the pollution extent of heavy metals. The results showed that the average concentrations of Cu, Pb, Zn, Cr, Cd, and As were 38.8, 55.2, 107.4, 69.9, 0.44, and 9.2mg/kg, respectively. The level of contamination factor (CF) followed the order: Cd＞Pb＞Zn＞As＞Cu＞Cr, and the northeast of the studied area were seriously polluted by heavy metals. Pollution load index (PLI) indicated that 72.4% of the stations were polluted, and the regional pollution load index (PLIzone) reflected that the intertidal zone was moderate pollution. The monomial potential ecological risk index (Eri) were in the following order: Cd＞Pb＞Cu＞As＞Zn＞Cr. The potential ecological risk index (RI) revealed that the ecological risk at low, moderate, high, and very high level were 51.7%, 24.1%, 17.2%, and 7.0%, respectively, and the Cd was the primary potential ecological risk factor. Transportation, agriculture and industrial pollution were the main sources of heavy metals. Therefore, emergent strategies and artificial regulations should be used to control the sources of heavy metal pollutants in Jiaozhou Bay, especially in the northeast area.

Jiaozhou Bay；sediment；heavy metals；intertidal zone；risk assessment

X55,X508,P736.4+1

A

1000-6923(2017)06-2239-09

劉兆慶(1989-),男,河北保定人,中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院碩士研究生,主要從事海洋沉積方向研究.

2016-10-08

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41430965);山東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(ZR2016DM08);中國(guó)科學(xué)院海洋地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目(MGE2016KG08);青島市基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(13-1-4-197-jch)

* 責(zé)任作者, 副教授, xufangjiangg@163.com