珊瑚礁生态系统正处于快速退化之中,而海水重金属污染被认为是导致珊瑚礁退化的因素之一。本文通过测试南海中、西沙群岛珊瑚礁区(包括中沙群岛的黄岩岛和西沙群岛的永兴岛、七连屿、东岛、浪花礁、北礁、华光礁、盘石屿、玉琢礁)的67个海水样品、29个表层沉积物样品和40个珊瑚骨骼样品,研究其重金属的含量水平和分布特征,并运用权重修正内梅罗污染指数法、潜在生态风险指数法和富集系数,评估珊瑚礁区的重金属污染状况,探讨重金属对中、西沙群岛珊瑚礁区的可能生态影响。主要结论如下。1.重金属含量:采用原子分光光度法(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr)和原子荧光法(As)测定珊瑚礁区海水重金属,得出平均含量分别为1.309(Cu)、1.702(Pb)、2.831(Zn)、0.056(Cd)、0.202(Cr)、0.272(As)μg/L,其中仅 Pb 元素的含量超过了国家一类海水标准。采用原子吸收分光光度法测定表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd的含量,得出平均含量分别为0.463(Cu)、0.602(Pb)、5.201(Zn)、0.027(Cd)μg/g,各站点含量均未超过国家海洋沉积物质量一类标准和南海背景值。采用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)测定珊瑚骨骼中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的含量,得出平均含量分别为:1.05(Cu)、1.02(Pb)、2.34(Zn)、0.03(Cd)、1.11(Cr)μg/g。2.重金属含量的空间分布及其可能的影响因素:西沙群岛的宣德群岛珊瑚礁区重金属平均含量高于永乐群岛,表明岛礁开发等人为因素对以永兴岛为核心的宣德群岛造成了影响;而中沙群岛黄岩岛海水中的重金属含量在所调查的9个岛礁区处于较高水平,可能与其处于东亚往返南洋的必经航道上,且经常受到渔民作业时污水、尾气排放等船舶污染有关;从重金属平均含量在水深2m和15m的分布来看,2m水深的珊瑚骨骼重金属含量高于15m水深,这可能是由于珊瑚骨骼中的重金属基本来源于表层海水。此外,整个珊瑚礁区重金属Zn的含量分布受陆源输入的影响,Pb受大气沉降作用的影响。3.潜在的生态影响:海水的权重修正内梅罗污染指数(NI)处于评价级别Ⅱ级,总体属于较清洁水平;仅北礁达到了Ⅲ级,属于轻污染水平;海水中Cu含量接近珊瑚的生物性安全浓度,未来可能会对珊瑚生长产生负面影响。表层沉积物的的综合潜在生态风险指数(RI)处于低风险级别,但北礁及西沙东部礁区的RI值相对较大,说明这些地方受人类活动影响更大,有一定的潜在生态风险;表层沉积物中Cd对RI的贡献率达到80%以上,是表层沉积物中最有可能的生态危害因子。4.珊瑚骨骼对重金属富集能力:计算了秘密角蜂巢珊瑚、疣状杯形珊瑚、西沙珊瑚、梳状菊花珊瑚4种珊瑚骨骼的富集系数,表明珊瑚对重金属的富集能力存在种间差异性,其中元素Cr在这4种珊瑚中的富集系数最大,Cd、Zn的富集系数最小;疣状杯形珊瑚对Cr、西沙珊瑚对Cu、秘密角蜂巢珊瑚对Pb和Zn、梳状菊花珊瑚对Cd的富集能力为最强。