长江口滨海沉积物中无机硫的形态特征及其环境意义

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我国东部沿海大中型城市大多位于河口或临近地区,随着城市经济的快速发展,大量重金属污染物通过地表径流进入水域,大量的含硫污染物通过酸雨等形式流入水域,使人类赖以生存的城市河口或河流污染严重。河口地区的沉积物作为无机硫、有机硫和重金属“源”和“汇”,不仅是其重要的蓄积库和污染源,而且是水体中重金属重要的反应场所。长江口地区污染物的迁移输送对海洋的贡献较大,并且该区域水环境对周边城市的发展意义重大。本文对长江口滨岸地区沉积物中的无机硫形态和重金属进行了研究,以了解该地区无机硫形态,进而进一步揭示重金属生物毒性和污染现状,并为长江口滨岸地区水环境的治理提供理论依据。研究结果如下:崇明东滩高、中、低潮滩表层沉积物酸可挥发性硫(AVS)含量为0.844μmol/g-3.531μmol/g,铬还原硫(CRS)含量为2.531μmol/g-5.156μmol/g,元素硫(ES)含量为0.719μmol/g-1.125μmol/g,CRS即黄铁矿硫,是沉积物中主要的还原无机硫化物形态。总体上,沉积物中的还原无机硫(RIS)含量排序为:CRS>AVS>ES,高潮滩>中潮滩>低潮滩。上海滨岸带表层沉积物中总还原无机硫含量排序为:鹿河>南汇嘴>芦潮港农场>吴淞>朝阳农场>顾路>奉贤>浏河。所有采样点的CRS含量均处于优势地位,表现出黄铁矿硫在沉积物中的稳定性。崇明东滩高、中、低潮滩柱状沉积物中三态无机硫的垂向分布特征存在较大差异。高潮滩深部沉积物(10-25cm)中ES含量逐步增加,而AVS相对含量降低。中潮滩在深度5-10cm部位沉积物中腐殖质含量较高,硫酸盐还原和黄铁矿化程度程度较高,AVS和CRS含量呈现峰值。低潮滩由于水动力条件强烈,在表层(0-10cm)沉积物中三态无机硫含量较低。崇明东滩表层沉积物中活性铁的含量由高到低为高潮滩>中潮滩>低潮滩,柱状沉积物的情况与之相似。上海滨岸潮滩表层沉积物活性铁含量由高到低为鹿河>朝阳农场>吴淞>芦潮港农场>顾路>浏河>奉贤>南汇嘴。崇明东滩高、中、低潮滩表层沉积物中Zn对SEM的贡献均超过48%;三个采样点的SEM/AVS均小于1,重金属对生物毒性较小。崇明东滩典型围垦土地类型中,只有玉米地的SEM/AVS略大于1,表现出中等水平的生物毒性。崇明东滩高、中、低潮滩沉积物中Zn对SEM的贡献均超过48%,因此SEM的垂向分布模式主要由Zn的分布模式所控制。崇明东滩柱状沉积物中,低潮滩沉积物的重金属生物毒性最大,由于低潮滩位于海岸带的最外围,离海洋最近,受到潮汐、风力、水文条件的影响较大,因此低潮滩的重金属生物毒性大反映出潮汐水中重金属的含量特征。上海滨岸潮滩表层沉积物中SEM的含量差异不大,Zn对SEM的贡献均超过48%,而Pb在所有采样点中的含量均最低。八个采样点中除顾路外其余点的SEM/AVS均大于1,说明上海滨岸带的潮滩表层沉积物中重金属存在中等水平的生物毒性。
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