厦门湾表层海水重金属元素的迁移过程规律研究

厦门湾表层厦门湾表层海水海水重金属元素的重金属元素的迁移过程规律迁移过程规律研究研究林彩1.2，李文权1，刘洋2，陈宝红2，霍云龙2，孙秀武2（1.厦门大学海洋与地球学院，福建厦门361005；2.国家海洋局第三海洋研究所，福建厦门361005）摘要摘要：为探讨厦门湾表层海水中重金属元素迁移过程的规律，采集九龙江上游段的淡水端样品与大嶝岛附近的海水端样品，开展影响重金属迁移过程的环境因子如盐度、pH、悬浮物（SPM）、总有机碳（TOC）的模拟实验。结果表明：1）随着盐度的增加，各重金属含量均有不同程度的降低，尤其是Cu、Zn和Cd，盐度增加到35时，含量仅约为淡水端含量的60%；2）随着pH的增加，各重金属含量亦有不同程度的降低，尤其是Zn和Cd，pH增加到8.30时，含量仅分别为淡水端含量的20%及40%左右；3）随着SPM含量的增加，各重金属含量均有不同程度的增加，尤其是Zn和Pb，SPM增加到400mg/L时，含量可分别为淡水端含量的45倍及8倍左右；SPM与Cr之间存在显著的线性负相关关系，随SPM含量的增加，Cr含量略有下降，但降幅不大，SPM增加到400mg/L时，Cr含量仍约为淡水端含量的80%；4）随着TOC含量的增加，各重金属含量均有不同程度的增加，尤其是Cu、Zn和Cr；5）在天然水体多因素的共同作用下，重金属与盐度、pH及SPM之间仍存在线性相关，但受其影响的程度要较单个因素影响小；重金属与TOC之间亦存在正相关，但较单个因素影响不同。综上所述厦门湾表层海水重金属含量在从河口向外海扩散过程中，受环境因子的影响作用是较为复杂的，其迁移过程的规律具有复杂性。关键词关键词：厦门湾；重金属；迁移过程；环境因子中图中图分类号分类号：P76文献文献标志标志码：A进入海洋中的重金属一般要经历物理、化学和生物等迁移过程，水体中的重金属污染物可通过吸附、沉淀等物理化学作用，转移并蓄积在沉积相中，但当水环境条件等因素改变时，重金属又可能通过解吸、溶解等作用再次释放，重新进入水体中，造成二次污染。由此可见，重金属在水体中的迁移转化是一个复杂的过程，并且其中有些过程是可逆的，所以在研究重金属基金项目：国家海洋局公益性项目（2011418015）、国家海洋局第三海洋研究所基本科研业务费（海三科2011014）林彩，女，在读博士，从事海洋化学及环境科学研究工作通讯作者：李文权，email:wql@xmu.edu.cn在水体中的迁移规律时，必须综合考虑各过程以及主要影响因素[1-2]。研究表明影响重金属吸附的水环境因素包括温度、离子强度、pH、悬浮物等[3-11]。本文拟在厦门湾采集九龙江上游段的淡水端样品与大嶝岛附近的海水端样品，开展影响重金属迁移过程环境因子（盐度、pH、悬浮物、总有机碳）的模拟实验，以研究探讨厦门湾表层海水中重金属元素迁移过程的规律。1材料与方法材料与方法1.1样品采集样品采集在厦门湾采集九龙江上游段的淡水端样品与大嶝岛附近的海水端样品。这两个样品中各参数含量见表1。表1模拟实验中淡水端及海水端样品各要素的含量Tab.1Characteristicsofthefreshwaterandmarineend-membersamplesinthesimulationexperiments样品盐度pHSPM（mg/L）TOCCuPbZnCdCr（mg/L）μg/L淡水端3.37927.7435.01.431.430.1172.250.1720.837海水端30.31668.142.001.041.030.1111.600.0740.7741.2实验过程实验过程本文主要开展厦门湾表层海水重金属与环境因子（盐度、pH、SPM、TOC）的单因子实验及混合实验。主要步骤如下：1.2.1盐度以淡水端的样品为本底，加氯化钠固体（优级纯）调节样品中的盐度梯度大致为4、10、15、20、25、30、35，振荡2h，经0.45μm醋酸纤维滤膜过滤后，在安捷伦电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS7700x）上测定Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的含量，同时测定国家标准海水以检验准确度。测定各样品的盐度值。1.2.2pH以淡水端的样品为本底，用氢氧化钠调节样品中的pH梯度大致为7.70、7.80、7.90、8.00、8.10、8.20、8.30、8.40、8.50，振荡2h，经0.45μm醋酸纤维滤膜过滤后，在ICP-MS7700x上测定Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的含量，同时测定国家标准海水以检验准确度。测定各样品的pH值。1.2.3SPM以海水端的样品为本底，配制5000mg/L的高岭土溶液，并以此溶液调节样品中的SPM梯度大致为5.0、10.0、30.0、50.0、100.0、200.0、300.0、500.0mg/L，振荡2h，经0.