钦州湾沉积物中重金属的多元统计分析：空间关系、生态风险和来源识别

海湾是海洋和陆地相互作用和人类活动最强烈的区域,沉积物中重金属的含量和分布都受到人类活动的影响。为了探究钦州湾沉积物中重金属的含量水平、污染程度和可能来源,本研究分析了钦州湾表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As的含量及空间分布,采用地质累计指数（Igeo）和潜在生态风险指数（PERI）定量分析了重金属的污染程度和生态风险,并利用自组织映射(SOM)和正定矩阵因子分解法(PMF)模型评估了重金属的可能来源。结果表明：钦州湾表层沉积物重金属中Zn的平均含量最高,Hg平均含量最低;除个别站位的Pb含量符合海洋沉积物质量第二类标准外,其他重金属含量均符合海洋沉积物质量第一类标准;Igeo结果表明钦州湾表层沉积物主要的污染元素为Pb、Hg和Cu;PERI结果表明Hg是钦州湾表层沉积物主要的生态风险元素。SOM和PMF模型结果表明钦州湾表层沉积物重金属主要受自然来源、农业活动、工业生产活动的共同影响,各来源的相对贡献率分别为39.65%、29.15%和31.20%。     

海南岛南部滨海沉积物中重金属分布特征及生态风险评价

通过多种测试手段对海南岛南部滨海地区164个站位表层沉积物样品进行了重金属含量分析,探讨了重金属元素来源及分布特征,并对其生态风险进行了评价,结果表明:研究区Cu、Pb、Zn、Cr、As、Hg和Cd等元素含量分别为10.45、22.38、53.72、23.42、4.52、0.09和0.05μg/g。重金属元素主要富集在新村港及榆林湾等地,其Hg元素较同类旅游港湾明显偏高。Cu、Pb、Zn、Cr主要来源为自然风化和侵蚀,其含量与分布受粒度制约;As元素分布主要受人类活动影响;有机质降解过程释放的金属离子以及人为因素是Hg、Cd的主要来源。单一重金属污染物对底质环境影响较小,潜在生态危害指数综合评价结果表明,部分站位表层沉积物已经受到重金属污染,各重金属潜在生态危害等级排序依次为HgAsCdPbCuCrZn,Hg元素是主要潜在的生态风险,应加强对其监控。     

辽东湾北部海域沉积物重金属环境质量和污染演化

基于取自辽东湾北部海域表层沉积物和岩心样品,利用XRF等方法对沉积物中的重金属含量进行系统的测定,结合137 Cs、210Pb年代测定,分析了研究区表层沉积物中重金属分布特征、环境质量状态以及重金属污染历史。结果表明:辽东湾表层沉积物重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg含量高值区主要分布在葫芦岛附近海域,并且呈现由近岸向远岸递减的趋势;辽东湾海域部分站位表层沉积物已经受到重金属污染,轻度和重度污染率为34.5%,清洁率为65.5%,重度污染站位集中在葫芦岛附近海域;辽东湾沉积物中重金属污染大致出现在1975年,于1997年达到最大,随后,重金属污染开始明显减少。辽东湾沉积物中重金属分布及演化特征与沿海社会经济发展和国家环境保护政策有着密切的联系。     

莱州湾表层沉积物中重金属污染特征和生态风险评估

根据2015年8月莱州湾30个站位的表层沉积物中7种重金属调查资料,通过单因子污染指数、重金属污染负荷指数、潜在生态风险指数及主成分分析等4种方法,分析了莱州湾重金属含量空间污染分布特征和主要来源,评估了其生态风险,确定了关键重金属污染要素,并探讨了关键污染要素的历史变化。结果表明:研究海域沉积物重金属中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg和As含量平均值分别为14.0、16.1、50.6、36.5、0.2、0.034和10.4 mg/kg,其中Cd、Hg和As的含量存在不同数量的站位高于海洋沉积物第一类质量标准值和渤海沉积物背景值及山东省土壤背景值现象。与中国近海沉积物相比,莱州湾金属含量总体处于中等水平。重金属潜在生态风险由高到低依次为HgCdAsPbCuCrZn,潜在生态风险高值区主要分布于湾的中西部、南部和东北部,其中Hg和Cd总贡献率最高。Hg、Cd和As为莱州湾表层沉积物中重金属污染的关键要素,它们的含量均高于1980年代的水平。     

日照近海表层沉积物中重金属分布特征及其生态风险评估

根据日照近海13个站位表层沉积物粒度和重金属含量测试结果，分析了研究区表层沉积物粒度和重金属含量分布特征，采用地累积指数法和潜在生态风险指数法评估了研究区重金属污染状况和潜在生态风险，探讨了重金属的来源和控制因素。结果表明，研究区表层沉积物可分为粉砂、粉砂质砂、砂质粉砂等3种类型，沉积物类型主要呈大致平行岸线的条带状分布，由岸向海依次为粉砂 砂质粉砂 粉砂质砂。研究区表层沉积物中Cr、Zn、Pb、As、Cu、Cd、Hg等重金属的平均含量由高到低依次为45.5、21.8、16.4、8.5、4.8、0.113、0.11 μg/g。从空间分布特征来看，Cr、Cu、Zn和Pb高值区主要出现在付疃河口近岸和研究区中西部海域，Cd和As高值区位于研究区中东部海域。污染状况评估显示，Cr、Cu、Zn、As未出现污染；Cd轻度污染，个别站位达到中度污染，Hg、Pb部分站位呈轻度污染。潜在生态风险等级依次为：Cd＞Hg＞Cu＞As＞Pb＞Cr＞Zn，其中Cd和Hg表现为中生态风险，个别站位Cd为高风险危害。表层沉积物中Cu、Cr、Zn、Hg和Pb元素主要来源于陆源细粒物质的输入，Cd和As元素可能来源于钢铁冶炼、煤炭燃烧、农药、化肥以及海水养殖等。研究区表层沉积物中重金属空间分布主要受物源控制。     

珠海高栏港湾表层沉积物重金属分布特征及来源分析评价

于2013年5月对高栏港湾内11个采样站位表层沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr与As等重金属元素进行测定,探讨了表层沉积物重金属平均含量及其分布特征。并对由11个采样站位分组而成的4个区域(填海区、浇灌养殖排污区、航道区与外海区)进行了表层沉积物重金属的污染程度分析以及潜在生态风险评价。结果表明,该湾表层沉积物重金属的平均含量较低,除Cu与Cr属于国家海洋沉积物二类标准外,其余4种元素均低于国家海洋沉积物一类标准,平均含量由多到少依次为Zn、Cr、Cu、Pb、As、Cd。重金属的分布特征具有明显的区域性:除Cr外,其余5种重金属元素含量由高到低的区域依次为:填海区、浇灌养殖排污区、航道区、外海区。高栏港湾表层沉积物重金属单因子污染程度总体不高,属于中等污染水平,污染程度排序由大到小依次为Cd、Cu、Zn、Pb、As、Cr。高栏港湾表层沉积物生态风险评价处于较低水平,区域评价上由高到低依次为:填海区、浇灌养殖排污区、航道区、外海区,其中填海区的生态风险评价为中等水平,主要受Cd元素的高风险水平的影响。     

威海湾沉积物重金属含量分布及其潜在生态危害评价

对威海湾表层沉积物中重金属(Cu,Zn,Pb,Cd,Hg,As)的含量分布及富集状况进行了调查分析,并采用Hakanson的潜在生态危害指数法评价了该湾沉积物中重金属污染的程度及其潜在的生态危害。结果表明,威海湾表层沉积物中Cu,Zn,Pb,Hg 4种重金属的含量分布特征表现为由西北向东南递减的趋势;Cd在湾西部含量较高,呈由西向东递减的趋势;As整体分布较均匀,在湾内近岸处较高,湾口处较低。潜在生态危害评价结果表明,威海湾表层沉积物中重金属的潜在生态危害轻微;污染程度顺序为CdAsHgPbCuZn;对威海湾生态环境具有潜在影响的重金属主要是Cd。     

滦河口沉积物重金属分布及生态风险评价

对2013年滦河口近岸海域33个表层沉积物重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和Hg)分析,研究了重金属的分布特征和污染状况。结果表明,重金属高值区主要分布在砂质粉砂和粉砂质砂等细粒沉积物覆盖的河口和南部区域,明显受粒径制约,与2007年相比,2013年的重金属含量要高得多,高值区中心更加靠近河口位置。富集因子结果表明,Cu、Zn和Cr主要来源于岩石的自然风化与侵蚀过程,Cd和Hg既有来自岩石的自然风化与侵蚀过程,也有一部分受人为影响,Pb主要受人为活动影响。河流输入和沿岸排放是重金属的主要来源,潜在生态风险评价结果显示,重金属总体污染程度和生态风险程度均较低。     

浙江省近岸海域表层沉积物重金属分布特征及地球化学分区

对浙江省近岸海域305个表层沉积物中7种重金属的地球化学特征及主要影响因素进行了分析研究,并进行了地球化学分区。结果表明,研究区表层沉积物中7种重金属(As、Cd、Hg、Pb、Cr、Cu、Zn)基本上具有相同或相似的分布规律,高值区主要分布在椒江口、乐清湾、温州湾及瑞安—苍南沿海;杭州湾为低值集中分布区;象山港,璇门湾出现部分低值。其中,As、Cd、Hg和Pb在所有站位均未超标;Cr有218个站位超国家一类标准,占全区的71.5%,2个站位超国家二类标准,占全区的0.7%;Cu有90个站位超国家一类标准,占全区的29.5%;Zn有2个站位超国家一类标准;水动力条件、沉积物物质来源和沉积物类型是影响沉积物重金属含量分布的主要因素;通过R型因子分析法,将整个研究区划分为3个地球化学子区,Ⅰ区为As、Cr、Cu、Pb、Zn元素组合类,Ⅱ区为Hg类,Ⅲ区为Cd类。     

锦州湾三河入海口重金属分布特征及污染评价

基于锦州湾24个海水样品和12个表层沉积物数据,分析了锦州湾三河入海口重金属含量及空间分布特征,采用单因子评价法及地累积指数法对研究区污染情况做出评价。结果表明:表层沉积物重金属元素含量随远离河口区而减少,含量顺序ZnCuCrPbHgCd。根据地累积指数计算,Zn有3个站位达到重污染,2个站位中度污染,剩余站位为偏中度污染。Cu、Pb、Cr元素在轻度污染和偏中度污染之间。研究区海水中重金属污染物主要为Pb和Zn,8个站位Pb含量超标,Zn有1个站位超标。     

湄洲湾海域表层沉积物重金属含量的分布特征及潜在生态风险评价

根据2012年福建湄洲湾海域表层沉积物样品测定的7种重金属（Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Pb）含量数据,研究重金属在沉积物中的含量和空间分布特征,然后运用主成分分析法分析各重金属的主要来源,最后采用潜在生态危害指数法评价其污染程度和潜在生态危害.结果表明,相对第一类海洋沉积物标准,Cu、Zn、As和Pb含量均未超标,Cr超标21.2%.大部分重金属含量平面分布总体呈现东北往西南递减的趋势,体现陆源输入的影响,As、Zn及Pb在7号站位、Cu在8号站位出现高值区可能更多地联系于研究区域本身的背景特征.Cr、Co、Ni和Zn含量之间相关性显著,且Co、As和Zn含量也两两表现出显著正相关.主成分分析表明岩石的自然风化和侵蚀是Cr、Co、Ni、Cu、Zn和As元素在研究区域表层沉积物的主要来源,Pb可能更多来源于海上交通航运和海水养殖.研究区域综合潜在生态危害为中等生态危害程度.     

红海湾底质重金属分布与背景值探讨

红海湾表层沉积物中Zn,Cd,Cu,Pb含量呈湾顶高于湾中部和湾口的分布特征,在河口潮间带形成污染区。根据背景区沉积物重金属平均含量和2倍标准差,提出用红海湾表层沉积物中Zn,Cd,Cu,Pb,Ni,Cr的背景上限（分别为90,0.65,20,55,30,45mg·kg~-1干重）作为背景参考值。红海湾表层沉积物中Zn,Cd,Cu,Pb呈显著的正相关关系,推测四者具有相似的来源。     

渤海沉积物重金属环境质量评价及其影响因素

基于渤海404个站位的沉积物重金属元素含量与分布特征，通过潜在生态风险、地累积指数等指标定量评价了沉积物中重金属的环境质量，利用富集因子和主成分分析法，对影响渤海表层沉积物中重金属元素分布特征的影响因素进行了分析。研究结果显示，渤海湾重金属元素平均含量最高，渤海海峡最低；渤海Cd具有强潜在生态风险，Hg具有中等?强潜在生态风险，总潜在生态风险程度为中等；Cr和Ni的少量站位超过毒性阈值上限，其余重金属污染物含量均低于毒性阈值下限，表明渤海发生沉积物重金属的毒性污染的概率很低。沉积物中粒度效应控制的重金属元素含量对渤海表层沉积物中的重金属元素的分布具有主要影响，人类活动所造成的污染主要是Cd，主要分布于辽东湾的锦州湾和复州湾，其次通过河流进入海洋的Hg对黄河三角洲及莱州湾有重要影响，亟需引起注意。     

兴化湾海域水体和表层沉积物中重金属分布及其源解析

根据2015年春季兴化湾海域的环境调查资料,对海水和沉积物中的重金属分布及其来源进行了探讨。采用单因子污染指数法和地质累积指数法对海水和沉积物污染程度进行评价,并利用主成分分析法对其重金属的潜在来源进行解析。结果显示:表层海水中重金属Cd,As和Cr质量浓度符合海水水质一类标准,重金属Cu,Pb,Zn,Hg质量浓度均符合海水水质二类标准;表层沉积物中重金属Cu,Pb,Zn,Hg,As,Cd,Cr含量均符合海洋沉积物质量一类标准。地质累积指数评价结果显示,沉积物中重金属Cd总体为污染,其余6种重金属为清洁水平。表层沉积物中重金属间相关性分析表明,Hg与Cu,Zn之间具有相似的来源特征。研究区重金属潜在来源主要为江阴港周边入港船舶排放、生活污水和工农业生产的输入、周边河流输入和大气沉降等。     

重金属在胶州湾表层沉积物中的分布与富集

用原子吸收法测定了胶州湾表层沉积物中重金属的含量并运用平均富集因子（AEF）对其污染与富集状况进行了分析与评价,发现重金属在胶州湾表层沉积物中的分布极不均衡,高浓度值主要分布在河口区,与历史资料相比,平均含量都有所升高,Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、Cr、As已有不同程度的污染富集.污染源主要来自工业和居民生活排污,沉积物中有机质的存在也对重金属的分布与富集起着重要的作用.     

渤海中部表层沉积物中重金属赋存相态及来源

近年来由于环渤海经济圈的快速发展,渤海接受了来自周边河流、沿岸排污及海上油气开采所产生的大量的重金属等污染物质,使得渤海的生态环境系统面临前所未有的压力。本文采用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）对采自渤海中部的25个表层沉积物样品中的Cu、Co、Ni、Zn、Pb、Cr、Cd等重金属元素的含量和赋存相态进行了分析,探讨了重金属分布规律、污染状况及来源。研究结果表明,Cu、Co、Ni、Zn、Cr在渤海湾的近岸区域和渤海中部泥质区有较高的含量,而Pb和Cd则在整个研究区的含量都较高;表层沉积物中Cu、Co、Ni、Zn、Cr主要以残渣态形式存在,而Pb和Cd则具有较高的非残渣态含量;生态风险评价结果表明该区表层沉积物未受到Co、Ni、Cr的污染,Cu、Zn、Pb和Cd则为未污染-中等程度污染。重金属元素Co、Ni、Cr以自然来源为主,在沉积物中的分布主要受沉积物物质组成的影响,而Cu、Zn、Pb,尤其是Cd,则受到了人类活动的显著影响。黄河沉积物是研究区表层沉积物中重金属的主要来源,影响范围涵盖了本区大部分区域,但在研究区的北端受到滦河来源物质的影响,渤海湾和研究区中部则受到海河物质和大气沉降来源重金属的一定影响。     

基于主成分分析法的泉州湾表层沉积物中重金属污染可能来源分析

通过测定泉州湾潮间带表层沉积物中重金属含量,并用地质累积指数（Igeo）对各重金属元素的污染状况进行了评价,发现泉州湾表层沉积物中各重金属元素污染状况可分为4类：无污染（Igeo〈0）的元素为Co（Igeo=-0.67）;轻-中度污染（0〈Igeo〈1）的元素为Cr（Igeo=0.65）、As（Igeo=0.52）、Zn（Igeo=0.75）、Pb（Igeo=0.11）;中度污染（1〈Igeo〈2）的元素为Cu（Igeo=1.58）、Ni（Igeo=1.32）、Mn（Igeo=1.08）;极严重污染（Igeo〉5）的元素为Cd（Igeo=8.70）.通过主成分分析法（PCA）进一步研究了沉积物中重金属的来源,发现前3个主成分的贡献率分别为32.884%、31.676%、21.988%.这表明重金属污染主要有3个来源：即工业点源排污;矿物开采及农业化肥农药使用的非点源污染;岩石的自然风化侵蚀过程和有机质降解产生的内源释放.同时聚类分析结果表明,调查的9个站位根据其在重金属污染程度上的差异,可分为3个大类：2～7号站位为第1类;1号站位为第2类;8、9号站位为第3类.这反映了泉州湾潮间带表层沉积物中的重金属污染物空间分布特点即重金属污染物含量由湾内向湾外逐渐降低,同时也支持了晋江和洛阳江的工业点源排污、矿物开采和化肥农药残留的非点源污染是沉积物中重金属主要污染源的分析.     

桑沟湾海域表层沉积物重金属含量和污染评价

分析了山东省荣成市东部桑沟湾及邻近海域200个站位的表层沉积物样品重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn）含量分布特征，采用不同的评价方法，研究了重金属元素对环境的污染情况。结果表明，桑沟湾及邻近海域表层沉积物中多数重金属元素含量由湾内向周围降低，As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn平均含量分别为6.51、0.11、64.86、18.05、0.015、27.74、75.21μg/g。海底表层沉积物整体质量较好，重金属污染程度低，潜在生态风险程度低。     

近10年三门湾海域表层沉积物重金属含量变化及来源解析

为了解三门湾海域表层沉积物重金属的含量和分布特征，本研究对三门湾海域2019年82个站位海域表层沉积物中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As及Hg共7种重金属元素的含量进行测定，并对比10年前的数据，分析了元素含量的变化情况，追溯了其主要物质来源。结果表明，三门湾海域表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg的平均质量浓度分别是31.33、96.46、29.86、0.116、91.54、13.09、0.06 mg/kg,Cu、Cr的含量相对较高。与2009年相比，2019年三门湾海域表层沉积物Cu、Zn与Cd的含量大体上保持一致，Pb、Cr与As的含量有所上升，Hg的含量显著降低。沉积物重金属含量由近岸向外海依次降低，高值区主要集中在蛇蟠水道口、力洋港与健跳镇附近。运用主成分分析与因子分析对重金属物质来源进行解析的结果表明，重金属物质的来源与人类活动的影响密切相关。     

重金属在山东半岛东北部滨浅海区表层沉积物中的分布和污染评价

分析了山东半岛东北部滨浅海区306个站位的表层沉积物样品有机质和重金属元素Hg、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、As等的含量分布特征，探讨了污染物质可能对环境造成的影响。结果表明，调查区海底沉积物有机质及多数重金属含量分布受海流和粒度因素的影响，具有明显的规律性；海洋沉积物质量较好，重金属总体污染程度低，潜在生态风险程度低。