5.8 重金属元素的环境行为和效应

湛江红树林湿地表层沉积物潜在危害痕量元素分布及生态风险评价

红树林是全球生产力较高的湿地生态系统，当前红树林湿地生态问题突出，急需大力对红树林湿地开展相关科学研究。广东省湛江市国家级红树林自然保护区是中国最大的红树林湿地区。近年来，湛江沿海区域工农业快速发展，导致环境中潜在危害痕量元素显著增加，沿岸红树林湿地承接着日益增多的污染物输入。本文选取湛江红树林湿地保护区核心区域—高桥红树林保护区作为研究区域，在不同红树林植物覆盖区域（主要为木榄、白骨壤、红海榄） 共采集28个表层水样、38个表层沉积物样、3个长度均为1m的沉积柱芯，测定表层样品基本理化性质和8种潜在危害痕量元素（Hg、Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb）含量以及沉积柱芯的粒度组分。根据重金属的含量变化绘制空间分布图 ，采用富集系数（EF）、单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、地累积指数法、Hakanson潜在生态风险指数等方法进行污染分析与评价,并结合相关性分析、聚类分析方法和主成分分析探讨重金属来源。
湛江高桥红树林湿地保护区的表层水环境呈弱碱性（pH：7.26±0.47），总氮平均含量为161.8 mg/L，总磷平均含量为12.5 mg/L。不同植被带下表层沉积物元素Hg在白骨壤植被覆盖下相对较低，在木榄、红海榄植被覆盖下相对较高，其余7种重金属在不同植被带下差异较小。沉积物粒度组分揭示表层沉积物以黏土为主，沉积环境中水动力较弱。以陆地上地壳UCC为背景，痕量元素Cr、Cu、Zn、Cd相对Al的富集系数都小于1，As和Pb的富集系数大于1，（EF=5.77和1.54）。根据地质累积指数Igeo，As的Igeo为2.65，属于中度污染，Pb的Igeo为0.75，属于轻度污染，其余六种金属属于无污染。根据单因子污染指数法也揭示， As属于重度污染，Pb属于中度污染。内梅罗综合污染指数揭示出，湛江红树林湿地具有较高的综合污染指数，内梅罗综合污染指数法较重的突出污染物。然而， Hakanson潜在生态风险指数评价，RI值为63.8，指示该区域的总体潜在生态风险较低。
聚类分析结果显示，沉积物重金属可分为三类，第一类为Hg、Cu、Ni、Zn、Pb、As，第二类为Cr，第三类为Cd，相关分析结果显示，Hg、Cu、Ni、Zn、Pb之间显著相关（P<0.05），说明Hg、Cu、Ni、Zn、Pb可能具有相同的来源，As、Cr、Cd可能具有不同的来源。主成分分析结果显示，综合 得分排序为Cr>Zn>Pb>Ni>As>Cu>Cd>Hg，说明Cr、Zn、Pb的污染物浓度较高。研究揭示重金属的污染主要来源与周围工业污染、养殖排污及农业面源污染等有关。

红树林；沉积有机质；热解；中性糖；重金属；