渤海重金屬污染狀況及對(duì)典型浮游植物生長(zhǎng)影響初步分析.pdf

1、渤海是我國(guó)最大的內(nèi)海，是一個(gè)半封閉的陸架邊緣海，海水交換能力較弱，海區(qū)自?xún)裟芰Σ睿S著近20年來(lái)環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，排入渤海海域的重金屬污染物質(zhì)總量不斷增加，造成渤海環(huán)境質(zhì)量急劇惡化。因此，目前渤海海區(qū)重金屬污染狀況如何、渤海的浮游植物生長(zhǎng)是否會(huì)受重金屬污染物的影響以及影響程度有多大已成為亟需解決的科學(xué)問(wèn)題。本論文針對(duì)這一海洋生態(tài)環(huán)境的熱點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)開(kāi)展渤海海域重金屬的海上現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)建立營(yíng)養(yǎng)鹽影響因子存在下重金屬對(duì)浮

2、游植物影響的生長(zhǎng)模型等工作，對(duì)該海域重金屬污染物的分布變化規(guī)律、重金屬對(duì)海域浮游植物生長(zhǎng)的影響進(jìn)行了研究。主要工作及結(jié)論如下： 1.通過(guò)2002年8月和2003年8月兩次渤海大面航次調(diào)查，系統(tǒng)分析了溶解態(tài)重金屬Pb、Cu、Cd、Hg、As、Zn的平均濃度和平面分布，并結(jié)合沿岸文獻(xiàn)報(bào)道濃度值分析歸納了整個(gè)渤海海區(qū)重金屬的污染現(xiàn)狀。 1.12003年調(diào)查海區(qū)6種溶解態(tài)重金屬的平均濃度值均比2002年低，這與國(guó)家海洋局的199

3、8-2003年渤海沿岸重金屬濃度調(diào)查結(jié)果所表明的趨勢(shì)相一致。渤海重金屬污染的來(lái)源主要是陸源輸入，包括河流徑流、工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)藥化肥等。隨著沿岸各省市地區(qū)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的重視和治理，對(duì)排海廢水的總量控制，如“渤海碧海行動(dòng)計(jì)劃”“渤海整治計(jì)劃”的有效執(zhí)行，渤海重金屬污染得到了一定的控制，污染狀況有所好轉(zhuǎn)。 1.2以國(guó)家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為衡量基準(zhǔn)，綜合分析沿岸和調(diào)查海區(qū)重金屬濃度，可以看出調(diào)查海區(qū)的污染不嚴(yán)重，而沿岸重金屬污染比較嚴(yán)重

4、；渤海典型重金屬污染是Pb和Hg，而Cu、Cd、Zn、As在局部海域有超標(biāo)站位。 1.3渤海海區(qū)2002和2003年P(guān)b、Cu、Cd、Hg、As和Zn平均濃度的平面分布圖表明，重金屬高值區(qū)主要出現(xiàn)在受人類(lèi)活動(dòng)影響較大的三大海灣和河流的入?？谝约爸行暮^(qū)的西部(秦皇島附近海域)和東北部(復(fù)州灣附近海區(qū))。比較3個(gè)水深層次分布規(guī)律，可以看出：表層的重金屬高值區(qū)一般出現(xiàn)在近岸，主要是三個(gè)海灣和河口區(qū)域；中層高值區(qū)主要在中心海域；而底層

5、的分布相對(duì)比較復(fù)雜。 2.在實(shí)驗(yàn)室模擬條件下，通過(guò)研究重金屬對(duì)海洋浮游植物生長(zhǎng)的影響，利用浮游植物生長(zhǎng)速率參數(shù)和重金屬濃度變化關(guān)系式以及浮游植物終止生物量和重金屬濃度變化關(guān)系式，建立了營(yíng)養(yǎng)鹽影響因子存在下重金屬影響下海洋浮游植物生長(zhǎng)模型，描述了變化的營(yíng)養(yǎng)鹽環(huán)境中重金屬對(duì)浮游植物生長(zhǎng)的影響。 2.1采用實(shí)驗(yàn)室一次培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，研究了f/2營(yíng)養(yǎng)液條件下Pb、Cu、Cd、Hg、Zn、Cr6種重金屬對(duì)5種赤潮藻和3種餌料藻生長(zhǎng)的影響

6、，結(jié)果表明：高濃度的重金屬抑制浮游植物的生長(zhǎng)，低濃度的某些重金屬可能促進(jìn)浮游植物生長(zhǎng)。在應(yīng)用Logistic生長(zhǎng)模型的基礎(chǔ)上引入重金屬濃度項(xiàng)，建立重金屬對(duì)浮游植物生長(zhǎng)影響的模型來(lái)描述重金屬存在下海洋浮游植物的生長(zhǎng)過(guò)程。其中Lorentz方程可以描述重金屬濃度變化對(duì)浮游植物生長(zhǎng)速率參數(shù)的影響，而GaussAmp方程可以描述重金屬濃度變化對(duì)浮游植物終止生物量的影響。 2.2在不同營(yíng)養(yǎng)鹽條件下，研究了Pb、Cu、Cd、Hg、Zn、Cr

7、6種重金屬對(duì)渤海典型浮游植物旋鏈角毛藻和中肋骨條藻生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明：高濃度的重金屬抑制旋鏈角毛藻和中肋骨條藻生長(zhǎng)，低濃度某些重金屬可能促進(jìn)其生長(zhǎng)；營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的改變直接影響重金屬對(duì)浮游植物生長(zhǎng)抑制率的大小。在重金屬對(duì)浮游植物生長(zhǎng)影響的模型的基礎(chǔ)上引入營(yíng)養(yǎng)鹽影響因子，建立了描述變化的營(yíng)養(yǎng)鹽環(huán)境中重金屬對(duì)浮游植物生長(zhǎng)影響的模型，應(yīng)用該模型可以準(zhǔn)確描述營(yíng)養(yǎng)鹽影響因子存在下重金屬對(duì)浮游植物影響下的生長(zhǎng)情況。 3.在渤海重金屬污染狀況的

8、基礎(chǔ)上，本論文應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)鹽影響因子存在下重金屬對(duì)浮游植物生長(zhǎng)影響的模型，初步分析估計(jì)了2002、2003年渤海海區(qū)重金屬Pb、Hg、Cu、Cd、Zn對(duì)2種典型浮游植物旋鏈角毛藻和中肋骨條藻生長(zhǎng)的影響以及影響程度。結(jié)果表明，渤海2002、2003年夏季營(yíng)養(yǎng)鹽濃度下，重金屬Pb和Zn對(duì)旋鏈角毛藻生長(zhǎng)表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用。其中，沿岸2002年濃度最高的營(yíng)口海域的Pb(24μg·dm-3)對(duì)旋鏈角毛藻生長(zhǎng)的促進(jìn)率達(dá)到了5％左右。此外，3種濃度的重