中国天津渤海湾重金属污染外文翻译资料

中国天津渤海湾重金属污染

摘要

研究了中国天津渤海湾近岸海域沉积物中重金属的污染水平和分布特征。铅和锌被发现在沿海水域的海湾为主要的重金属污染物。铅、锌特别是在河口附近出现了含量高，表明铅、锌为河流排放的主要污染源。此外，在海湾中大气沉降导致铅污染。1987年期的数据分析表明，在2004天津渤海湾沿岸海域铅污染主要源于2001前的河流排放。2001年后径流水平下降，但铅水平并未随之降低，表明由于含铅汽油汽车的使用，铅污染随大气沉积而增加。铅，锌，镉是天津渤海湾中主要的污染元素和表层沉积物，水平超过对应的环境背景的上限值。高浓度的污染元素在潮汐齐河、大沽等水体沉积物中被发现。

关键词：重金属；污染

引言

污染物以不同方法进入海洋环境河流影响河口三角洲体系。人为活动对海洋的环境造成影响，特别是在封闭的系统，如中国渤海，可通过测量在水柱，生物群，和沉积物中各种不同化学标志物,包括营养物质，有机物，和有毒的重金属（Audry et al., 2006; Tuncel et al., 2007）。在沿海和河口沉积物中发现的污染物，重金属是其中最持久的，因为他们不能被摧毁或打破。因此，他们作为环境变化的指标（Arnason and Fletcher, 2003）。在沿海地区，金属主要通过大气沉降的地表水，工业废水排放量和流入。当金属进入海洋环境，他们被吸附到相邻陆架区沉积物。海洋沉积物作为微量金属清除剂并且经常作为提供人类影响的优秀记录（Valette-Silver, 1992;Guevara et al., 2005等银，1992；格瓦拉等，2005）。

渤海位于中国东北，包括辽东湾、渤海海湾、莱州湾、中海，是一个几乎封闭的内陆海。渤海是一个经济和生态重要的地区，占77000kmsup2;，我国海洋带地区1.63%。在经济快速发展中这片海域丰富的海洋资源和特殊的生态条件对周边地区起到了作用。然而，在过去的20年里，渤海的环境质量，特别是渤海湾，有所恶化，每一年生态系统恶化都变得越来越严重，这一趋势一直受到来自社会、学者和政府决策者的关注。

渤海湾位于渤海以西，临近天津、河北和山东。约占渤海的20%，平均水深12.5米，渤海湾一个典型的半封闭的沿海，并有有限的水与海洋交换。被污染的天津北京暴雨径流及大量废水每年从河流中排放到渤海湾。带来的污染与海洋环境管理是一个重要的研究领域，在全世界都受到了广泛的关注。70年代以来，渤海湾的环境质量随着经济的发展在渤海沿海地区城市扩大而逐渐污染。（叶，1991）。

本文介绍了天津渤海湾污染状况及历史沿海水域重金属浓度趋势以及渤海湾附近的天津海岸沉积物。天津渤海湾四个主入口，即北塘、大沽、独流减河，与齐河河口，大部分污染物流入渤海。重金属污染史的研究，以及在这方面它们的水平和分布的特点进行讨论，从而提供在渤海天津湾重金属污染对未来研究的有益借鉴。

1 材料与方法

1.1研究区域

在2003六月，从渤海天津沿海地区20个站点收集表层海水样品，在38◦20′–39◦13′和117◦35′–118◦E（图1）。收集来自天津渤海湾11个站点的沉积物样品，包括收集潮汐带近地面的排放口3个样品和天津渤海湾沿海地区8个的样本（图1）。

采样点位于地面接近岸边的排污口，作为比较用途历史数据。监测区域为渤海湾的20%约为700 kmsup2;。天津大部分沿海地区进行了监测，使城市的海岸带环境状况可以被确定。

1.2样本采集

在各站表层海水样品，通过一个膜过滤器过滤（0.45mu;m）。水样品储存在玻璃瓶后用0.2摩尔/升的硫酸酸化。

用抓斗收集表层沉积物样品采样。在每个约2公斤的样品的收集站，所有沉积物样品直接放置预清洗的铝罐并运到实验室保存。然后将样品在室温下干燥，通过100网孔的过筛，保持在-18℃直到分析。材料保留在筛上不用于分析将被丢弃。

1.3样本分析

在水溶液中的样品进行了重金属铜、铅、镉、铬的石墨炉原子吸收光谱法分析（GFAAS）（Varian，美国），锌在水溶液中的浓度用火焰原子吸收光谱法测定（FAAS）（Varian，USA）。原子荧光光谱法（AFS）（吉田公司，中国）测定在水样品中的浓度，和冷原子吸收光谱法（CVAAS）（吉田公司，中国）是用来分析水样中的汞的浓度。

对于所有的铜，铅，锌，镉，作为测定沉积物，在封闭的烧杯等分0.5克消化聚四氟乙烯和纯HNO 3 /HF混合物，在120°C和蒸发干燥。然后残留溶解在HNO 3 / H 2 O 2，蒸干了，最后溶解在1% HNO 3。溶解沉积物与Perkin-Elmer/Sciex Elan 6100 DRC ICP-MS分析（Perkin-Elmer，美国）。

2 结果

2.1沿海水域中的金属浓度

金属的浓度范围和平均值的研究总结在表1。国家海水水质标准中国（GB 3097-1997）是用来评估天津渤海沿岸水域中的重金属水平。海水的质量是根据不同的功能区对应的标准由四个水平绘制的（GB3097-1997）。

除锌和铅以外的大多数金属的含量天津渤海湾地表水达到第一级，不在范围内指示浓度清洁海水。因此，锌和铅是主要的从天津渤海湾沿海水域的污染元素。

锌的总浓度范围从3mu;g/L到55mu;g/L，近岸海域的平均锌浓度为26.9mu;g/L,锌浓度最高（55mu;g/L）。在现场发现了8个点（图2）。据国家海洋—水环境质量标准（GB 3097-1997），浓度锌在70%的样本点达到二级（le;50mu;g/L），10%的站点达到第三级（le;100mu;g/L）（图2a）。

铅浓度总范围从3.63mu;g/L到12.65mu;g/L在近岸海域，平均为7.2mu;g/L标准（GB3097-1997），在55%的采样点的铅浓度达到第三级（le;30mu;g/L）,25%的站点达到第四级（（le;50mu;g/L））,剩余的站点达到了二级（（le;5mu;g/L））（图2b）。

2.2沉积物中的金属含量

天津渤海湾沿岸地区五个区域基于水动力和污水排放的划定，分析水平表层沉积物中元素金属污染（表2）。五项研究代表不同的污水排放条件的地区，天津渤海湾地区为大沽河口区，独流减河河口区，齐河河口和内湾地区（图1）。四个主要河口分布在天津渤海湾从北到南，即北塘、大沽，独流减河、齐河河口和大部分的污水河流，这样作为南部污水河和北京污水河，排入这些河口。大量的工业南部污水河和北京的污水河进行。因此，所有沉积物取样针对该地区（表2）。每个研究区域还包2种沉积物样品，潮汐沉积物和海洋沉积物。

金属元素（铅，锌，铜，镉，铬），五种津渤海湾沉积物中的沉积物领域显示在表3。对应的上环境背景值的限制被用来确定个人元素的污染水平（秦等，2006）。重金属污染程度在污染因子的基础上评价进行了评估。污染因子是由以下测量方程（法，1980）。

其中是采样地点平均含量，是前工业集中个别金属。在这项研究中，渤海湾沉积物中的个别金属背景值应用。个别金属背景的值如表3所示。污染因子的特点如下：lt; 1指示低污染的沉积物检查物质，1le;＜3指示包含污染因子，6le;指示高污染的沉积物检查物质（loska et al.，1997）。金属元素的三元金属元素如表4所示。首先，根据污染程度出发，污染金属元素Cdgt; Zn gt; Pbgt; Cr gt; Cu。因此，铅，锌，镉被认为是渤海湾中主要金属污染元素，沉积物中的分布显示图3。

锌平均含量为131.8毫克/千克，和潮汐沉积物中出现的最高水位大沽河口区，具有五倍的水平环境背景值（表3）。

天津渤海湾表层沉积物的铅平均含量为22.4毫克/千克，最大齐河河口潮滩沉积物中其中铅含量平均为34.9毫克/千克，环境的相应的上限背景值（表3）。

沉积物中镉含量较高主要河口近岸比沿海沉积物站点。潮汐沉积物中镉含量最高从齐河河口，其中镉的水平（1.82毫克/千克）大于环境背景值。相比之下，沉积物中的镉含量从内湾接近环境背景值，并没有人为富集的迹象（表3）。

3讨论

3.1地表水主要金属污染的分布特征

中国海水水质标准（GB3097-1997）是用来评估天津渤海湾水环境中的主要金属污染。锌和铅是在沿海水域中主要的金属污染物。

污染土壤重金属分布特征可以用来确定可能的污染源元素的理化性质。天津渤海湾中锌在地表水的分布表现出较强的下降趋势的浓度与距离。锌浓度较高的站位于附近北塘和大沽河口，这说明渤海天津湾锌污染的结果为陆地排污（图2）。

铅在沿海水域的分布表现出与锌不同的趋势（图2）。首先，高铅的浓度分布于内湾在近岸水域。这种分布特征可以归因于铅的污染源和迁徙路径（braungardt et al.，2003）。铅污染水环境有不同的起源，包括燃烧中含铅大气粉尘的沉积燃料和移动污染源的排放在海和河流排放。含铅沉积大气中的灰尘会导致铅污染中心的海湾。

3.2污染元素在地表水的历史变迁（铅、锌）

从1987到2004的收集和检查天津渤海湾污染元素的历史数据（铅、锌）的趋势。铅、锌的年平均浓度在地表水及相应的应用天津渤海年径流图4所示。

天津渤海湾在2001前，铅的年平均浓度呈正相关与年度河流径流量（rsup2;= 0.77），表明铅这些水域的污染主要来源于在此期间河流发电。然而，2001后铅的水平不减少，年径流量下降；表明大气铅污染是由于含铅汽油汽车的使用而增加了。

根据标准（GB3097-1997），在天津渤海湾海域下铅浓度从1994年已经超过了第一水平。此外，铅从2001年在沿海水域的水平已经达到了第三的水平，尽管年径流量持续减少。作为一个总的来说，可能是由于含铅汽油的使用，铅浓度从1994的2.6mu;g提高到到2004的6.2mu;g。2001年前径流下降，由于施工水库上游河流和不断华北流域降水量减少。渤海天津湾沿岸海域锌浓度展出从1987到2004三个高潮阶段。这个第一次高潮是从1989到1990，平均锌浓度为68.6 mu;g/L出现在1999，与浓度为63.7 mu;g/L，和第三个出现在2004个浓度为74.9 mu;g/L，在第三级范围内（le;100 mu;g/L）。然而，每年锌的浓度表现与年径流输入的相关性，表明锌污染有不同的起源：河排放，大气球形的沉积，海水从海洋平流工业排放。

3.3沉积物中金属污染的人为富集

环境背景值的上限值沉积物主要被用来估计人为天津渤海湾沉积物中的富集金属。这个沉积物中主要人为富集金属锌，铅，镉。

锌表层沉积物中的分布是相似的，以锌的形式在水中，高锌含量为中心大沽河口附近的潮汐沉积物。然而，沉积物中铅分布呈下降趋势在海湾内的部分沿海地区，和在潮滩沉积物中铅含量最高齐河河口。粒度细、流体力在这河口的稀释条件可能导致的这些沉积物中铅的富集。相对于锌在沉积物中的出现，沿海水域的镉浓度很低，明显沿海沉积物中镉的人为富集观察，表明沉积物主要是镉。

最大数量的废水和污染物通过渤海的河口流出，其次是市政污水排放口。大部分污染物（含重金属）容易粘附于细颗粒和积累在远离大沽污水的地区口。因此，大多数元素分析的内容（铜，齐河河口的镉、铅、镍、铬含量较高由于晶粒尺寸细，流体力学，和海水淡化。粒度分析显示沉积物从渤海天津湾成为更精细的北至南（秦等，2006），齐河口为位于渤海最内陆的天津湾，海水的水动力和稀释的地方，让污染物容易堆积。

然而，锌的空间分布显示相反的趋势，在潮汐的最高浓度大沽河口沉积物。这种分布的原因不清，但表明新的锌源大沽河口附近可能发生污染。

4结论

沿海水域的主要污染元素，根据相应的国家海水水标准，分别为锌和铅。沿海的站点较高的锌值在水样中位于附近的北塘河口和大沽河口。在沿海铅的分布水域比锌表现出不同的趋势。样品中铅高浓度分布在沿内湾近岸海域，表明铅可以通过大气沉降到达沿海水域，工业废水流量和流入。

历史水平（1987–2004）污染元素（锌、铅），2000前在天津渤海湾发现，天津沿海水域的铅水平与年度河流径流密切相关，显示铅污染的沿海水域渤海天津湾主要来源于在此期间河流排放。然而，铅含量并没有减少。2000年后，年径流量呈下降趋势；大气沉积污染增加，可能由于使用含铅汽油的汽车。

锌污染始于上世纪80年代末，从1987至2004，三个锌的高潮阶段进行检测。第一高潮是从1989到1990，平均锌浓度为68. mu;g/L。第二次高潮出现在1999（63.7 mu;g/L）和在2004第三次发生，锌浓度（74.9 mu;g/L）。满足要求第三级（le;100mu;g）。研究天津渤海湾近岸沉积物中重金属污染水平和分布特征。基于比较与相应的上限环境背景值，铅、锌和镉是从天津渤海湾表层沉积物中的主要污染元素。这些高浓度污染物的发生在附近的潮汐沉积物齐河、大沽等水体的水体。齐河河口是渤海湾最内陆的天津湾，海水的水动力和稀释是微弱的，从而导致污染物的积累。

致谢

这项工作得到了中国搜索计划（No.2007cb407306）的国家基本研究支持（973）。

参考文献

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