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《华南理工大学》 2017年
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海南滨海水体沉积物无机硫形态特征及对重金属生态风险影响研究

温家声  
【摘要】:滨海海岸带是海陆间的过渡带,反映着陆海作用。重金属不可降解,通过食物链进入生态系统,对生态安全和人群健康构成严重威胁。沉积物是水体污染物的“汇”与“源”,水体重金属沉降积聚于沉积物(汇),在一定条件下释放出来危害生态系统(源),因而水体重金属生态风险的关键点是沉积物。重金属具亲硫性,能与硫化物结合成稳定的金属硫化物从而降低生态风险,因此沉积硫化物对于水体重金属的生态毒性起着重要的制约作用,其影响程度与硫化物形态关系密切。AVS(Acid-Volatile Sulfide;酸可挥发性硫化物)是沉积硫化物中最具反应活性的形态,是当前水体重金属生态风险的研究热点。海南是中国最重要的热带滨海旅游区,近年来旅游业、养殖业及工业的发展对海洋环境带来一定程度的污染,滨海重金属的生态风险引起关注,而迄今尚无系统的对全海南滨海生态风险研究。基于野外调查,本研究在海南滨海布设474个表层沉积物站位和4个柱状样站位,研究了全海南沉积物的AVS、SEM(Simultaneously Extracted Metals;同步提取重金属)和有机碳的分布,并分析典型区(儋州湾及昌化江)无机硫的形态特征,探讨了沉积环境对底栖生物的生态毒性。基于[SEM-AVS]模型和(SEM-AVS)/foc模型对海南滨海环境进行了生态风险评价,为海南滨海水环境保护提供基础资料和决策依据。本研究的主要结果如下:(1)全海南滨海沉积物SEM含量范围为0.001~4.153μmol·g-1,所有站位都在海洋沉积物质量标准(GB18668-2002)第三类标准以内,总体上海南滨海水体沉积物重金属含量均处于较低水平。研究表明重金属的主要来源包括有机质的降解、航运业排污与工业污染。(2)典型区无机硫中AVS、CRS(黄铁矿硫)和ES(元素硫)的含量呈CRSAVSES。CRS含量占RIS总量的50%~80%,是沉积物中主要的还原无机硫化物。典型区沉积物大部分站位的CRS/AVS都大于3,说明AVS能高效率地向CRS转化,沉积物环境稳定,对底栖生物的生态毒性较低。全海南滨海沉积物AVS含量为0.0002~46.881μmol·g-1,基本处于海洋沉积物质量标准(GB18668-2002)第一类标准以内,最高站位在海口市南渡江河口。柱状样站位AVS含量较低,处于第一类标准以内。(3)沉积物质量基准法结果表明大部分地区沉积物重金属不会产生生物毒性效应。(SEM-AVS)/foc模型结果表明全海南仅2.32%的站位(11个)具有潜在生态风险,包括37.76%的站位可能具有潜在生态风险,而59.92%的站位目前无生态风险。其中,东寨港25个站位中有1个站位(位于港口处)具有潜在生态风险,有3个站位可能具有潜在生态风险;而三亚湾地区中三亚市海域的10个站位可能具有潜在生态风险。总体上,海南滨海大部分地区目前无生态风险,然而超过三分之一的地区可能具有潜在的生态风险。值得注意的是,著名旅游地区如东寨红树林国家自然保护区总体上是无生态风险的,但港口处具有潜在的生态风险;而三亚湾地区中靠近三亚市的海域目前可能具有潜在的生态风险。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X55

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