海南岛北部潮间带红树林沉积物—孔隙水—植物系统中重金属元素迁移富集规律研究

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红树林湿地多位于热带及亚热带陆地与海洋交错带上,特殊的生长环境,使其在很大程度上维护着浅海生态平衡。随着人口膨胀,工业化和城市化进程加快,化肥、农药等大量使用,工业废水和生活污水排放量增多,红树林湿地生态系统吸纳了大量重金属污染物,使其环境压力愈加沉重。本文以海南岛北部东寨港、富力湾、八门湾、新盈港、洋浦港红树林湿地为基础,选择Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb八种重金属元素作为研究对象,通过对海南岛北部潮间带红树林沉积物、红树植物、沉积物孔隙水中的重金属含量、空间分布特征进行分析,研究了沉积物、红树植物中各重金属元素间的相关关系,探讨了影响元素空间分布的因素,获得的主要结论如下:(1)研究区表层沉积物中8种重金属元素Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的平均含量分别为:63.63mg/kg、9.32mg/kg、27.32mg/kg、15.62mg/kg、57.72mg/kg、12.57mg/kg、12.57mg/kg、0.98mg/kg、16.34mg/kg。与海南水系沉积物背景值相比,除Pb的含量小于背景值,其余元素含量均超过背景值。而与其它地区表层沉积物的重金属含量相比,研究区表层沉积物的含量总体处于较低水平。(2)8种重金属元素在所有采样点的红树植物根部、茎部、叶部的平均含量水平大体具有一致性:Cr>Zn>Ni>Pb>Cu>As>Co>Cd。且重金属元素在植物体内不同器官的含量水平大体一致,总体表现为:根部〉茎部〉叶部。(3)8种重金属元素在研究区中的平均生物富集系数均小于1,其富集系数由高到低依次为:Cd>Cu>As>Pb>Ni>Zn>Cr>Co。8种重金属的转运能力由强到弱依次为:Co>Cd>Cr>Zn>Cu>Pb>Ni>As,由此可见,植物对重金属元素的富集能力与转运能力关联性不大。(4)8种重金属元素在研究区沉积物孔隙水样的平均含量从高到低依次为:Cr>Zn>Ni>Cu>Co>Pb>As>Cd。8种重金属元素在研究区中的变异系数均≤0.35,说明各重金属元素的离散程度较低,分布较为均匀。(5)沉积物、红树植物中的8种重金属元素的相关性显示:沉积物中除元素As与其他重金属元素无明显相关性外,各重金属元素之间存在良好的相关性;红树植物中除As、Cd、Pb与其他重金属元素无明显相关性外,各重金属元素之间均存在良好相关性。两者重金属之间的相关规律较吻合,说明这些重金属元素的地球化学特征、来源或影响因子相似。(6)8种重金属在沉积物-植物-沉积物孔隙水这个系统内部不同组分间的含量大致符合以下规律:Cr、Co:沉积物>沉积物孔隙水>植物根部>植物茎部>植物叶部;Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb:沉积物>植物根部>沉积物孔隙水>植物茎部>植物叶部。
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