江苏省海州湾入海河流沉积物地球化学特征及其环境意义

论文摘要

河流入海沉积物是研究陆地周边污染状况的有效载体。本文以海州湾入海河流沉积物为研究对象,分别对9条河流入海处河漫滩表土（0-5cm）32个沉积物样品的黑碳（简称BC,包括焦炭（Char）和烟炱（Soot））、磁化率（MS）、总有机碳（TOC）、多环芳烃（PAHs）和几种重金属元素（简称HMs,包括Cr、Mn、Ni、Zn和Pb）等地球化学指标进行测试和分析,系统探讨海州湾地区沉积物中各项地球化学指标的空间分布特征及其相关性,利用Arcgis和SPSS分析,对黑碳、多环芳烃和重金属的污染状况进行评估和来源解析,其研究结果对于该研究区域污染状况深入理解和治理对策,提供基础数据。主要研究结果如下:（1）海州湾入海河流沉积物中不同地球化学指标的浓度空间分布呈现区域性。黑碳的浓度在0.1444.678 mg/g范围内变化,平均值为1.005 mg/g,最高值在该区域西南部石梁河流域样点SLH-4（4.678 mg/g）,而最低值则出现在该区域东北部绣针河流域样点XZ-2（0.079 mg/g）;总有机碳的浓度在0.0832.290 mg/g范围内变化,平均值为0.726 mg/g,最高值在该区域中部沙王河流域样点SWH-1（2.290mg/g）,而最低值则出现在该区域东北部绣针河流域样点XZ-2（0.083 mg/g）;5种重金属浓度的变化范围分别在Cr（47.88135.44 mg/kg）、Mn（268.112050.52mg/kg）、Ni（17.68133.05 mg/kg）、Zn（30.42605.11 mg/kg）、Pb（18.1371 mg/kg）内变化,所有的平均浓度均高于其环境背景值（5种重金属的环境背景值分别为Cr（60.28 mg/kg）、Mn（570 mg/kg）、Ni（31.62 mg/kg）、Zn（64.68 mg/kg）、Pb（24.7 mg/kg））,其空间分布（Cr、Mn、Ni、Zn、Pb）均以东北部绣针河等环海州湾沿岸河流向西南部石梁河流域减少的趋势;16种多环芳烃（PAHs）的总浓度和平均浓度分别为456.853048.86 ng/g和1237.36 ng/g,其组分来看,海州湾主要以35环多环芳烃为主。从多环芳烃浓度的空间分布来看,该区位于西南临洪河流域的多环芳烃浓度最高。可见,海州湾入海河流沉积物中各项环境指标的浓度分布区域性特征与海州湾城乡工业空间格局和人类活动的强度密切相关。（2）根据地累积指数法、潜在风险指数法和富集系数3种评价方法得知,重金属Mn、Cr、Ni、Zn和Pb污染属于轻、中度污染。BC/TOC值（0.51）表明海州湾入海河流沉积物中黑碳主要来自区域化石燃料和海港交通的生物质燃烧;同构异构体比值表明海州湾入海河流沉积物中多环芳烃主要来源于煤炭、石油和生物质燃烧。可见,海州湾入海河流沉积物中重金属、黑碳和多环芳烃表明该区域污染物主要来源于沿环海州湾一带周边的石化工业和海港交通作业的污染物的排放。（3）不同入海河流沉积物中黑碳、总有机碳、重金属和多环芳烃的相关性差异与其物质来源不同密切相关。从沉积物中黑碳、重金属、总有机碳和多环芳烃的相关性表明:海州湾入海河流沉积物中的污染物来自混合污染源,黑碳和总有机碳、多环芳烃主要来源于生物质或化石燃料的燃烧源。而重金属则主要来源于工厂污染物排放物。相对于总有机碳,黑碳和多环芳烃的相关性显著（P<0.05）,其中Char与3环呈现极显著正相关（P<0.01）,与人类农业生物质燃烧有关;Soot与4环为正相关（P<0.05）,与周边石化工业和海港交通作业的污染物排放相关;从黑碳组分Soot与重金属的相关性整体上明显高于Char与重金属的相关性。黑碳对重金属的富集作用表明黑碳可作为多环芳烃和重金属的理想前驱体,同时对其污染程度具有重要的指示意义。综上所述,沉积物中重金属、黑碳、多环芳烃的来源差异不仅与人类活动排放物燃烧过程有关,而且还受到区域排放物质传输和沉积埋藏的动力学所控制。图19幅,表16个,参考文献107篇。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 选题背景及研究意义
•   1.2 沉积物中污染物的研究进展
•   1.3 技术路线和研究内容
•   1.4 研究工作量和工作流程
• 2 研究区域概况及样品采集
•   2.1 地理位置及气候特征
•   2.2 地质、地貌
•   2.3 海洋水文和地表径流
•   2.4 自然资源和经济社会
•   2.5 沉积物样品采集方法及采样点设置
• 3 地球化学指标的环境意义及实验方法
•   3.1 磁化率的环境意义及实验方法
•   3.2 黑碳的环境意义及实验方法
•   3.3 总有机碳环境意义及实验方法
•   3.4 烧失量的环境意义及实验方法
•   3.5 重金属的环境意义及实验方法
•   3.6 多环芳烃的环境意义及实验方法
•   3.7 数据处理
• 4 地球化学指标的分布特征
•   4.1 磁化率的分布特征
•   4.2 黑碳的分布特征
•   4.3 总有机碳的分布特征
•   4.4 几种主要重金属的分布特征
•   4.5 多环芳烃的分布特征
• 5 海州湾入海河流沉积物中污染综合评价和来源解析
•   5.1 海州湾入海河流沉积物中重金属评价结果和来源分析
•   5.2 海州湾入海河流沉积物中黑碳和多环芳烃的源解析
• 6 讨论
•   6.1 海州湾沉积物中黑碳、多环芳烃和重金属污染空间分布的区域性
•   6.2 沉积物中黑碳、多环芳烃、总有机碳和重金属的相关性
• 7 结论
• 参考文献
• 作者攻读学位期间发表学术成果清单
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 冯婉竹

导师: 谭志海

关键词: 海州湾,河流沉积物,多环芳烃,黑碳,源解析

来源: 西安工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,环境科学与资源利用

单位: 西安工程大学

分类号: X142

DOI: 10.27390/d.cnki.gxbfc.2019.000262

总页数: 69

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