2001年12月ACTASEDIMENTOLOGICASINICADec.2001
文章编号:100020550(2001)0420622208
黄河三角洲沉积物重金属、氮和磷污染研究
李任伟1 李 禾1 李 原1 张淑坤2
钱峥3 马在平3 姜在兴3
1(中国科学院地质及地球物理研究所 北京 100029)
2(中国地质科学院地质力学所 北京 100081) 3(石油大学地质系 山东东营 257062)①
摘 要 黄河三角洲河流、沼泽、潮坪环境主要为粉砂质沉积,重金属Cd、Pb、Zn和Hg的含量范围分别为0.07～0.
30μg/g,9.7～36.3μg/g,37.4～110μg/g和0.01～0.25μg/g,Cu、Ni、Cr和Mn的含量范围分别为18.4～58.0μg/g,17.9～43.7μg/g,38.7～80.7μg/g和423～980μg/g。由于Pb、Zn、Cd和Hg的含量较低,Cu、Ni、Cr和Mn的含量与
背景值无明显差别,黄河三角洲沉积可能未遭受明显的污染。黄河三角洲富粘土粒级的粉砂质沉积明显富集重金属。但若排除其影响,黄河口沉积物剖面从下至上Pb、Zn、Cd和Hg含量仍呈现上升趋势,反映出自八十年代以来黄河流域经济快速增长对环境的影响。黄河三角洲沉积物的总氮含量一般较低(110～670μg/g),其中NH3态氮的比例仅为0.01～0.06。沉积物中总磷含量为430～760μg/g,主要为钙磷酸盐,以FePO4和AlPO4形式存在的磷的含量仅分别占0.00～0.08和0.00～0.03。因此,沉积物中的氮和磷不会对环境产生较严重的影响。关键词 黄河三角洲 沉积物 重金属 氮 磷
第一作者简介 李任伟 男 1940年出生 研究员 沉积地球化学中图分类号 X502 文献标识码 A
1 引言
(1964～1976年),现在有一潮道通过。第2取样点为
芦苇沼泽,第3和第4取取样点分别为现今黄河河道
黄河三角洲是环渤海重要的经济发展区。位于该与河口沉积,第5点取自约1m水深处浅海,第6点为区的胜利油田原油产量位居全国第二。黄河横贯我国潮间坪,宽可达1km,第8点靠近现代黄河三角洲顶北方,它不仅携带着黄土高原的大量泥砂、也携带着来端,属边滩沉积,第9点取自黄河故道上的沼泽区。表自流域内许多重要城市和工、矿企业的污染物入海。1列出了各取样点不同深度处的样品及其粒度分析的因此,黄河三角洲沉积物污染状况自然成为人们关注资料。的课题。现在,人们日益重视沉积物污染在河流、湖泊为了研究黄河三角洲沉积物中重金属、氮和磷含和海洋环境保护中的意义〔1,2〕,并积极地探索和开展量的厂史变化,我们在河口处(第4取样点)沉积物剖
3,4,5〕
沉积物环境质量评价的研究〔。本文主要报导黄面连续取样21个,深度从零(地表)至108cm。图2河三角洲(陆上部分)沉积物中重金属,氮、磷营养物的展示了它们粒度中值(50%含量处粒级的大小)的变分析资料,希望能对其环境质量的评价有所帮助。
化。该剖面主要为粉砂粒级沉积。但是,从96cm深
度往下粘土粒级含量增加(表1),沉积物粒度中值减
小(图2),明显地反映出沉积环境的差异。现代黄河
黄河自1855年入渤海后经过多次改道,形成了是1976年后向东改道入海的。除1934～1953年期1855～1934年期间以宁海为顶点的近代黄河三角洲间的三角洲朵叶可能靠近现代河口外,1953～1976
2 取样和分析方法
和1934年迄今以渔洼为顶点的现代黄河三角洲沉积年黄河三次改道都是从东北方向入海(图1)。因此,
6,7〕
体系〔。由于经费的限制,我们不可能在全三角洲我们推测96cm以上为现代黄河河床沉积,而该深度范围密集取样。但是,我们力求取样在时—空上有合以下的样品(4217和4218)应为1976年前黄河的泛滥理的分布,可以反映该区沉积和生态特征。本文的取平原,或受弱潮汐作用影响的沉积。样品4217和4218样工作于1999年进行,各取样点的位置见图1。图中粒度的组成特征与第1取样点较为相似(表1),它支第1点为具有弱潮夕能量的潮间坪,位于黄河故道区持潮坪沉积的推论。由于黄河口沉积作用十分复杂,
① 国家自然科学基金项目(批准号:49872044)资助收稿日期:2000212215
第4期 李任伟等:黄河三角洲沉积物重金属、氮和磷污染研究 623
Cd、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Cr、Mn和Hg的分析资料。它
们的含量范围分别为Cd:0.07～0.30μg/g,Cu:18.4
～58.0μg/g,Pb:9.7～36.3μg/g,Zn:37.4～110μg/g,Co:5.4～14.4μg/g,Ni:17.9～43.7μg/g,Cr:38.7～80.7μg/g,Mn:423～980μg/g和Hg:0.01～0.25μg/g。黄河三角洲沉积物中重金属含量受沉积环境的影响。例如第一和第六取样点都属潮汐沉积,但后者为具有较强能量的潮间坪,沉积物中重金属含量明显偏低。第一取样点7个样品的平均值分别为Cd:0.19μg/g,Cu:39.0μg/g,Pb:21.9μg/g,Zn:80.6μg/g,Co:11.3μg/g,Ni:36.1μg/g,Cr:75.6μg/g,Mn:689μg/g;第六取样点10个样品的平均值分别为Cd:0.12μg/g;Cu:28.6μg/g,Pb:19.8μg/g,Zn:60.3μg/g,Co:8.9μg/g,Ni:23.2μg/g,Cr:52.7μg/g,Mn:599μg/g。其原因在于不同的沉积环境造成了岩性、尤其是粒度组成上的差别。图2为黄河三角洲沉积物中重金属含量与粘土粒级含量相关性比较,从图中可以发现它们均呈线性正相关,其中尤以Ni,Cr,Cu,Cd,Mn和Co更为明显。第一取样点潮坪沉积物较之第六取样点明显富集粘土粒级组份,因此更易吸咐和富集重金属。我们在其它取样点也观察到类似的现象。例如在第八取样点(河流边滩)最表层不足1mm厚、富粘土粒级(约40%)的沉积物中,所有重金属含量都为(或接近)峰值(表2)。3.2 重金属含量的厂史性变化
1—9为本文中涉及的取样点,座标位置分别为:
1(N38°01′08.5″,E118°40′50.2″),2(N37°58′44.4″,E118°35′28.1″),3(N37°47′15.5″,E119°02′17.1″),4(N37°45′49.3″,E119°09′39.6″),5(N37°21′21.3″,E119°00′58.0″),6(N37°21′19.4″,E118°57′03.0″),7(N37°44′25.1″,E118°42′09.1″),8(N37°44′52.7″,E118°39′45.2″)。
虚线以东区表示近代(1855～1934年)黄河三角洲,点线以东区表示现代(1934—迄今)黄河三角洲。
图1 黄河三角洲沉积示意图(据成国栋等,1986)
Fig.1 SketchmapoftheYellowRiverdelta
为了研究黄河三角洲沉积物中重金属含量的厂史性变化,我们在黄河口(第四取样点)进行了连续取样(AfterChengGuo2dongetal.,1986)
(从421至4218)。从表2和图3中可以发现,该柱样
它必将给210Pb等定年的工作带来困难,因此本文作者沉积物中重金属含量仍明显受粒度组成的影响,相对
号者),例如4218,42未做这方面的尝试。但是,我们若根据黄河现代河口富集粘土粒级的样品(图3中带×
三角洲水下部分(水深8～10m以下)沉积速率(12.417,4211b,4210b,429b和427,它们重金属的含量相对～2.94cm/a)的估计〔8〕,即使取最大值2.94cm/a,第较高。但是,若排除它们进行比较(图3中的实线联
Zn、Hg和Cd的含量4取样点96～108cm段相当於1966年前的沉积,与线),剖面从下往上,沉积物中Pb、
上述从岩性变化观察对沉积物年龄的推测大致吻合。呈增高的趋势。从429往下它们的含量相对较低,Pb、
Hg和Cd的含量范围分别为12.8～17.7μg/g(平本文中重金属Cd、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Cr和Mn分Zn、
析采用原子吸收光谱,除Cd用石墨炉法,其余皆为火均值15.1μg/g),46.8～66.0μg/g(平均值57.1μg/焰法(在中国科学院地质研究所完成)。Hg分析采用g),0.01～0.02μg/g(平均值0.01μg/g),0.07～0.13原子荧光光谱(由核工业部地质研究院分析室完成)。μg/g(平均值0.11μg/g)。从429a往上它们的含量分沉积物中氮、磷和有机质的测定参照“湖泊富营养化调别为15.0～25.4μg/g(平均值22.6μg/g),57.0～查规范”中的分析程序由中国科学院生态环境研究中88.3μg/g(平均值72.4μg/g),0.01～0.08μg/g(平
9〕心完成〔。
均值0.02μg/g),0.12～0.17μg/g(平均值0.15μg/
g)。我们曾在取样方法一节中叙述过,98cm以上的
3 重金属沉积物应是在1976年黄河改道后形成的。黄河流域
和全国一样,其经济的高速发展始于七十年代末期,黄3.1 重金属含量与沉积环境的关系
表2包括了图1中八个取样点48个样品重金属河三角洲地区的经济(包括石油工业)也主要是在七十
沉 积 学 报 第19卷624
表1 黄河三角洲沉积物粒度分析(%)
Table1 Analysisofparticlesize(%)ofthesedimentsintheYellowRiverdelta
取样点
1
11111123444444444444444444444566666666668888999样品号12012a12b122a122b123a123b
23421422423424425426427428429a429b4210a4210b4211a4211b421242134214421542164217421856216226236246256266276286296210821822a822b823921922923取样深度/cm
0～10～33～66～99～1313～1717～200～30～30～66～1212～1818～2424～3030～3636～4242～4848～5252～5454～5959～6060～6565～6666～7272～7878～8686～9292～9898～104104～1100～50～22～44～66～88～1010～1212～1414～1616～1818～200～11～44～88～120～520～2540～45沉积环境潮间坪〃〃〃〃〃〃沼泽河道河口〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃古潮坪〃潮下坪潮间坪〃〃〃〃〃〃〃〃边滩〃〃〃沼泽〃〃粘土
22.9418.5624.5630.1131.6037.6441.025.778.993.101.604.962.220.8619.525.681.1219.585.3419.252.9521.644.134.744.818.5610.1021.8121.231.159.052.120.4302.824.564.345.430.61039.622.588.4710.491.362.671.46粉砂
68.6868.3564.3161.6262.9760.5756.6670.3878.4485.480.174.2375.4384.716067.9554.7654.1973.1871.772.8157.667.2676.5673.2679.973.5570.3076.2175.849.0961.7873.2554.8141.2042.9849.6345.4834.2931.6928.7860.3279.3981.2274.0541.8641.5026.51细砂
8.3813.0911.138.275.431.72.3223.8212.5611.518.2825.6419.4413.0737.6512.5339.5544.587.2422.967.9439.1111.0919.32215.2717.8919.571.982.9384.3129.1324.444.7358.5753.7645.6649.7559.9466.1569.70.0617.7810.3115.4456.7355.3171.82中砂
00000000.030.0100.020.130.1701.4900.010.110000.340.010.0100.0200005.430.040.230.030.230.440.150.430.341.551.4600.2500.020.050.520.21粗砂
0000000000000000000000000000000.0200000000000000000年代后才发展起来的。图3中重金属含量的这种厂史性变化趋势可能恰好反映出黄河流域经济发展和生产活动的影响。除重金属矿山、冶金工业外,交通运输业的发展要大量消耗汽油,而Pb是汽油的防爆添加剂(石油烷基铅),农业的发展大量使用含Hg的农药,造纸业也可能使用Hg。此外,黄河流域区有丰富的煤炭资源,大量工业和民用煤(发电和取暖等)所产生的飞灰中可能含Hg、Se、As、Cd、Cu、Ga、Mo、Pb、Sb、Se、10〕Zn〔。它们都可能成为黄河中重金属的来源,其中相当部分最终沉积在黄河三角洲。现在,我们已经不乏
2〕
由人类活动造成沉积物中重金属污染的例子〔。在英格兰Southampton,由于1949～1951年时兴建了Fawley炼油厂,造成该地区沉积物中Cu的含量从
11〕
15μg/g的背景值增高到1022μg/g〔。在Bothnia湾(芬兰和瑞典之间),由于造纸工业的原因使沉积物
12〕
中Hg含量可达4.0μg/g〔。黄河三角洲沉积物中重金属污染状况虽然远不如它们严重和明显,但仍留下了人类生产活动影响的记录。
第4期 李任伟等:黄河三角洲沉积物重金属、氮和磷污染研究 625
图2 黄河三角洲沉积物中重金属含量(μg/g)与粘土粒级含量(%)相关性比较3
3:图中γ为相关系数
μg/g)andclayparticlepercentagesFig.2 Correlationbetweenthecontentsofheavymetals(
省环境和能源部(1992)关于沉积物质量指南为参考对
所研究的取样点进行简单的讨论(指南转引自文
2〕
)。该指南根据献〔13〕,读者也可参考有关中文文献〔
沉积物中污染物对底栖生物的生态毒性效应将其分为三级,即安全级别,最低级别和严重级别。在安全级别的沉积物中未观察到中毒效应。最低级别的沉积物虽然已受污染,但是多数底栖生物仍可承受。此时,沉积物中Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Mn和Hg的浓度(μg/g,干重)分别为0.6,16,31,120,16,26,460和0.2。严重级别时底栖生物群落已遭明显的损害。此时沉积物
μg/g,干重)分别为10,110,250,中上述金属的浓度(
820,75,110,1100和2。若参考该指南,表2中全部样品的Cd和Zn的含量都属安全级别。除第8取样点表层富粘土粒级的样品(821)外,表2中其它样品的Pb和Hg的含量也属安全级。由于样品821的厚度不足1mm,它实际上对环境质量整体不会产生影响。表2中所列全部样品Cu、Ni、Cr的含量,大多数样品Mn的含量超过该指南中最低级别数值。但是,黄河口沉积物中重金属含量的背景值可能较高(例如黄河
图3 黄河口沉积物剖面重金属含量的变化3
3:带×号者为富粘土粒级的粉沙质沉积物
Fig.3 ThechangeofcontentsofheavymetalsinthesedimentaryprofileoftheYellowRivermouth
口沉积物剖面中样品:4217和4218),除少数例外(例由于沉积物污染问题的严重性〔1,2〕,已有不少人
如821),表2所列样品中上述重金属含量并未明显超5〕
从事环境质量评价的研究〔。但是,沉积物环境质量
过背景值(图3和表2)。因此,我们现在还不能做出
的评价是一个十分困难的课题〔3,4〕,黄河三角洲沉积
沉积物遭受污染的结论。
物环境质量评价也不例外。本文将以加拿大Ontario
3.3 沉积物质量评价讨论
沉 积 学 报 第19卷626
表2 黄河三角洲沉积物重金属含量(μg/g)
Table2 ContentsofheavymetalsofthesedimentsintheYellowRiverdelta
元素名称样号120121a121b122a122b123a123b
23421422423424425426427428429a429b4210a4210b4211a4211b421242134214421542164217421856216226236246256266276286296210821822a822b823921922923Cd0.120.140.130.210.210.300.190.150.150.170.170.130.140.140.160.170.120.120.190.110.210.100.130.100.110.070.110.130.180.170.130.200.100.130.100.080.170.140.100.110.100.300.120.190.130.110.180.17Cu40.035.233.436.442.340.345.430.131.229.432.618.432.833.433.242.228.428.346.433.856.030.050.540.330.926.635.537.042.244.132.033.930.024.431.230.132.330.026.018.430.158.031.234.036.622.439.034.4Pb25.019.018.424.223.918.923.625.424.020.821.515.025.425.425.325.424.612.817.314.219.614.827.617.417.713.513.916.221.721.521.626.322.723.920.721.723.819.414.19.715.336.321.426.415.415.020.620.1Zn70.175.074.075.488.090.092.065.468.366.464.857.085.488.369.878.875.248.681.055.282.046.888.666.060.155.360.165.075.382.170.680.170.470.270.464.07546.941.647.037.498.272.611053.242.480.068.1Co11.211.111.412.713.19.89.98.35.56.06.77,95.85.95.46.46.98.911.99.612.98.98.49.89.710.49.911.013.012.87.010.310.67.57.08.98.69.48.48.99.714.47.910.010.39.310.27.9Ni32.230.231.035.040.943.739.623.323.320.120.620.324.122.322.724.721.619.431.423.830.221.325.723.021.624.022.227.533.733.220.129.226.123.824.622.822.622.722.420.017.941.021.831.827.622.824.424.6Cr67.265.971.876.979.287.381.150.951.145.145.245.753.538.750.258.850.151.470.552.373.941.958.856.156.252.954.859.177.867.550.458.050.143.951.050.153.762.658.550.748.680.739.059.757.047.060.351.8Mn644624664727735745685598666567608423609581597832602523610479622424801467463494479519667632686724624599684659768511470473475980574748492448528490Hg0.010.010.010.050.010.010.010.010.030.010.010.080.010.020.010.090.020.010.020.010.010.010.010.010.010.020.010.010.010.040.010.020.010.010.010.010.010.010.010.010.010.250.060.010.020.010.010.01氮易于被植物吸收,因而成为水环境中重要的营养物。表3列入了黄河三角洲沉积物中总氮和氨态氮的分析
4.1 存在形式资料,总氮含量为110～670μg/g,其中氨态氮的含量
除氮气(N2),有机氮外,沉积物中的氮还包括氨很低,约为总氮含量的0.01～0.05。显然,这是由于态氮(NH32N)和硝态氮(NO2-,NO3-)。NH3是在沉积黄河三角洲沉积物样品处于富氧环境发生了硝化作用有机质矿化过程中(mineralization)微生物降解的产的缘故。黄河三角洲沉积物中总氮与有机质含量间的物。沉积物处于富氧环境,NH3可在硝化作用中进一相关性比较如图4,它们呈现良好的线性相关关系。
4 氮和磷
步被微生物分解为NO2-和NO3-。由于这两种形态的这表明有机氮可能是黄河三角洲沉积物中氮的重要存
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表3 黄河三角洲沉积物氮、磷和有机质含量
Table3 Contentsofnitrogen,phosphorusandorganicmatterofthesedimentsintheYellowRiverdelta项样号120121a121b122a122b123a123b
23421422423424425426427428429a429b4210a4210b4211a4211b421242134214421542164217421856216226236246256266276286296210821822a822b823921922923目
总氮
/mg・g-10.5430.4640.4570.6120.5850.6370.5430.2600.3870.2780.2610.3060.2900.2630.2230.3550.2980.2170.5990.2770.6700.2510.2580.2380.1520.3190.3190.3510.5410.6100.1900.2790.3440.1890.1400.1660.2460.2510.2230.1390.1760.6740.1370.2600.2490.1110.1500.123NH32N总磷
/mg・g-10.5930.5920.6040.5950.5940.6650.5570.5140.7010.5870.6850.6020.5370.7060.5780.6460.5320.5240.5170.7220.5330.5470.5790.5580.5850.5500.5510.6450.5950.6150.6710.5960.6230.6960.6210.6290.6590.6520.7580.6460.6590.6670.5840.6610.6660.5670.5370.432总氮
0.020.010.020.010.020.010.040.040.010.040.020.020.040.060.030.000.010.020.010.040.010.040.050.020.040.020.020.020.010.010.040.030.020.020.020.020.020.020.010.020.020.010.040.020.030.040.020.03有机磷总磷
0.020.040.020.020.030.060.030.020.050.030.080.050.030.040.030.080.020.020.010.050.060.030.020.100.030.010.010.010.020.030.030.110.060.020.010.090.100.020.020.020.030.090.040.130.050.010.040.02Al2PFe2PO2PCa2P有机质
/%0.9280.6960.9030.9751.041.181.190.6800.2000.4430.4000.3330.4010.4000.2440.5740.5350.3071.150.3781.350.2701.020.3320.3340.4200.4200.4311.091.050.2220.4640.3760.2870.5500.5280.6060.6180.5260.4680.4531.020.3580.6820.5110.5080.4520.413总磷
0.020.020.020.020.020.020.030.010.010.010.010.010.010.000.010.010.010.010.020.010.010.010.010.010.010.010.030.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.020.010.010.010.010.010.01总磷
0.010.020.000.010.010.010.010.010.010.080.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.030.010.010.010.010.010.080.070.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.020.010.010.010.010.01总磷
0.360.390.370.330.360.290.320.310.260.270.250.260.260.210.280.210.300.270.320.240.320.300.340.280.270.270.250.280.280.300.240.290.290.250.280.250.210.280.250.240.220.310.270.140.230.220.120.11总磷
0.590.560.580.600.580.590.620.620.660.690.680.670.690.590.690.670.670.690.620.620.620.640.600.620.700.670.620.620.690.650.640.660.680.690.690.670.620.650.590.710.590.470.690.720.700.480.840.76在形式。由于沉积有机质主要富集在粘土粒级中,因的环境意义。磷的形态包括AlPO4(Al2P),FePO4(Fe2而黄河三角洲沉积物的总氮与粘土粒级含量间同样表P),受Fe、Mn等氢氧化物胶体保护的Al2P和Fe2P(称现为良好的线性相关关系(图4)。磷是制约水生生物做闭蓄磷:O2P),钙的磷酸盐(Ca2P)以及有机磷〔9〕,它发育的重要元素。若水体中富磷,水生生物的大量繁们在黄河三角洲沉积物中的含量如表3。总磷含量从值将造成河、湖和海洋的富营养化。由于磷在沉积物430～760μg/g,其中Al2P和Fe2P含量较低,它们在与水介质之间存在交换反应(例如,溶解和沉淀,吸咐总磷中的比例分别仅为0.01～0.03和0.00～0.08,
14〕
和解吸〔,沉积物中磷的含量及其存在形式具有重要有机磷占总磷的比例为0.01～0.13。因此,黄河三角
沉 积 学 报 第19卷628
磷的浓度分别为4800μg/g和2000μg/g。黄河三角
洲沉积物总氮含量从110μg/g至670μg/g。但是,除少数富粘土粒级成份的样品(122,123,429b,4210b,4218和821)总氮含量略高外,其它的总氮含量都低于550μg/g(表3)。在黄河三角洲沉积物中总磷的浓度从430μg至760μg/g。其中,虽然有部分样品总磷的浓度略高于600μg/g(表3),但是由于它主要以惰性的钙磷酸盐形式存在,对环境产生的危害将明显减低。
5 结论通过对黄河三角洲河流、沼泽和潮坪环境沉积物样品的研究,我们可获得如下结论:
(1)沉积物中重金属含量受沉积环境影响,它们大多富集在粘土粒级中。
(2)若排除少数富粘土粒级沉积物的样品,黄河口沉积物柱样的Pb、Zn、Hg和Cd含量从下至上呈上升趋势,反映了自80年代以来黄河流域经济快速发展对环境的影响。
(3)尽管可能曾受到人类活动的影响,黄河三角洲沉积物中Cd、Pb、Zn和Hg的含量仍相当低。Cu、Ni、Cr和Mn在沉积物的含量较高。但是,考虑到它们有
图4 总磷(TP,mg/g),总磷中钙磷酸盐磷(Ca2P)比例,总磷中闭蓄磷(O2P)比例,总氮(TN,mg/g)与沉积物中粘土粒级含量(clay,%)和有机质含量(OM,%)的相关性比较
Fig.4 Thecorrelationofthecontentsoftotalphosphorus(TP,mg/g)andtotalnitrogen(TN,mg/g)tothepercentagesoforganicmatter,andthecorrelationofthecontentsofTPandTN,theratiosofthephosphorusexistedintheformsofcalciumphosphatesorobstructedFePO4(Fe2P)andAlPO4(Al2P)inTPtotheclayparticlepercentages
较高的背景值,我们还不能做出它们明显遭受工业污染的结论。
(4)黄河三角洲沉积物中总氮含量一般较低,而且NH3态氮所占比例低;磷主要为钙磷酸盐,Fe2P和Al2P含量都较低。因此,它们不会对环境产生严重的
洲沉积物中磷以Ca2P为主,其次为O2P。林荣根和吴影响。景阳曾报导过黄河口附近浅海沉积物中无机磷酸盐的存在形式,也是以Ca2P为主,其次O2P;吸附态磷、Al2
15〕P和Fe2P的含量较低〔。土壤中钙磷酸盐的形成始
参 考 文 献
1 金相灿.沉积物污染化学[M].北京:中国环境科学出版社,19922 李任伟.沉积物污染和环境沉积学[J].地球科学进展,1998,13(4):
398～402
3 陈静生,王飞越.关于水体沉积物质量基准问题[J].环境化学,
1992,11(3):60～70
4 文湘华.水体沉积物重金属质量基准研究[J].环境化学,1993,12
(5):34～341
5 CalmanoWAhlf,ForstnerU.Sedimentqualityassessment:chemical
andbiologicalapproaches[A].In:CalmanoWAhlf,ForstnerU,eds.SedimentandToxicSubstances:EnvironmentalEffectsandEcotoxity[C].Berlin:Springer,1995.1～36
6 成国栋,任于灿,李绍全等.现代黄河三角洲河道演变及垂向序列
[J].海洋地质与第四纪地质,1986,6(2):1～13
7 姜在兴,王留奇.黄河三角洲现代沉积研究[M].山东东营:石油大
于吸附磷在方解石上的沉积,然后形成Ca(HPO4)2沉淀,再转变为CaHPO4、2H2O,Ca8H2(PO4)6、5H2O,最终形成含OH的磷灰石:Ca10(PO4)6(OH)2〔14〕。我们可用该机制解释黄河三角洲沉积物中部分Ca2P的成因。此外,Ca2P还可能包括陆源碎屑成因的磷灰石。从图4中我们可以发现,Ca2P与粘土粒级含量略呈负相关,O2P与粘土粒级含量呈正相关,总磷与粘土粒级含量无相关性。这表明占总磷中多数的Ca2P应相对富集在沉积物的粉砂粒级之中,其原因在于粉砂粒级可能相对富集碎屑成因的方解石和磷灰石。4.2 沉积物质量评价讨论
若按照加拿大安大略省环境和能源部(1992)发布的指南(已在3.3节叙述)〔13〕,沉积物中能引起最低级别生态毒性效应的总氮和总磷的浓度分别为550μg/g和600μg/g,具有严重级别生态毒性效应的总氮和总
学出版社,1994
8 董太禄.渤海现代沉积作用与模式的研究[J].海洋地质与第四纪地
质,1986,16(4):43～53
9 金相灿.湖泊富营养化调查规范[M].北京:中国环境科学出版社,
1987
第4期 李任伟等:黄河三角洲沉积物重金属、氮和磷污染研究 629
10 BowenHJM.元素的环境化学[M].崔仙舟,王中柱译自Environ2
mentalChemistryoftheElements.北京:科学出版社,1986
11 CroudaceIW,CundyAB.Heavymetalandhydrocarbonpollutionin
recentsedimentsfromSouthamptonwater,SouthernEngland:ageo2chemicalandisotopicstudy[J].EnvironmentalScienceandTechnolo2gy,1995,29:1288～1296
12 MudrochA,AzcueJM.ManualofAquaticSedimentSampling[M].
LewisPublishers,BocaRaton,1995
13 LeivuoriM,NiemistoL.SedimentationoftracemetalsintheGulfof
Bothnia[J].Chemosphere,31(8):3839～3856
14 FrossardE,FrossardM,HedleyMJ,MetherellA.Reactionscon2
trollingthecyclingofPinsoils[A].In:TiesserH,ed.PhosphorusintheGlobalEnvironment:Transfers,CyclesandManagement[C].Wi2ley&SonsLtd.,Chichester,1995
15 林荣根,吴景阳.黄河口沉积物中无机磷酸盐的存在形态[J].海洋
与湖沼,1992,23(4):387～395
StudyoftheHeavyMetals,NitrogenandPhosphorusContaminantsintheSedimentsoftheYellowRiverDelta
LIRen2wei1 LIHe1 LIYuan1 ZHANGShu2kun2
QIANZheng3 MAZai2ping3 JIANGZai2xing3
1(InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing 100029)2(InstituteofGeomechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing 100081)3(DepartmentofGeology,UniversityofPetroleum,Dongying,Shandong 257062)
Abstract
ThesedimentsoftheYellowRiverDelta,mainly,aresilty.ContentsofCd,Pb,Zn,Hg,Cu,Ni,CrandMninsedimentsareinarangeof0.07～0.30μg/g,9.7～36.3μg/g,37.4～110μg/g,0.01～0.25μg/g,18.4
～58.0μg/g,17.9～43.7μg/g,38.7～80.7μg/gand423～980μg/g,respectively.Duetothelowconcentra2
tionsofPb,Zn,CdandHgandthesimilarconcentrationsofCu,Ni,CrandMntothebackgroundvalues,thesedimentsoftheYellowRiverDeltawouldnotbeseriouslysufferedfromcontamination.Theheavymetalsarecon2centratedinthesiltysedimentsrichinclayparticles.Ifthesedimentsrichinclayparticlesareexcludedinconsider2ation,contentsofPb,Zn,CdandHgstillshowtheincreasedtrendsupwardsintheprofilelocatedintherivermouth,whichimplicatestheimpactofrapideconomicgrowthoftheYellowRiverareasince1980’sonthedeltaenvironments.Generally,totalNinsedimentsislowfrom110μg/gto670μg/g,andtheratiosofNexistingintheformofNH3tototalNareonly0.01～0.06.ThecontentsoftotalPinsedimentsrangefrom430μg/gto760
μg/g.Itoccursmainlyascalciumphosphates,andtheratiosofPexistingintheformsofFePO4andAlPO4tototalPareonly0.00～0.08and0.00～0.03,respectively.Therefore,NandPinsedimentscannotproduceseriousimpactontheenvironments.
Keywords YellowRiverDelta,sediments,heavymetals,nitrogen,phosphorus
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