王军广等 红树林湿地沉积物有效态Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的分布特征及相关性分析 红树林湿地沉积物有效态 Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的分布 特征及相关性分析＊ 王军广 王 鹏 赵志忠 季一诺 吴 丹 邱彭华 （１．海南师范大学地理与环境科学学院，海南 海Ｉ＝１ ５７１１５８；２．海南省地质调查院，海南海口５７０２０６） 摘要 通过对海南北部红树林湿地沉积物样品进行采集和室内测试分析，得到研究区沉积物有效态ｚｎ、Ａｓ、ｃｄ、Ｐｂ的含量及 分布特征。研究结果表明，研究区有效态Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ平均质量浓度分别为９．１８、１．６３、０．１９、２．４８ ｍｇ／ｋｇ，生物有效性系数分别达 ｌ９．４９ 、１８．６５ 、２１．１１ 、１７．２９ ，表明研究区沉积物中Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的生物有效性均较强，易于被红树植物吸收，同时也反映出 研究区沉积物受Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的污染风险较大；有效态Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ含量随沉积物剖面深度增加呈逐渐减少趋势，不同沉积物剖面 沉积物重金属生物有效性系数变化存有差异；沉积物理化性质对有效态Ａｓ、Ｃｄ、Ｚｎ含量有不同程度的影响，对有效态Ｐｂ无明显影 响；有效态Ｃｄ、Ｐｂ含量与ＣＡ、Ｐｂ总量显著相关，说明Ｃｄ、Ｐｂ的有效态含量与总量在空间分布上具有一定的相似性，Ｃｄ、Ｐｂ总量是 有效态Ｃｄ、Ｐｂ的主控因子。 关键词 红树林湿地沉积物 有效态 生物有效性 相关性分析 分布特征 ＤＯＩ：１０．１５９８５／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１—３８６５．２０１７．１２．００２ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｅｈａｒａｅｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｚｎ，Ａｓ，Ｃｄ，Ｐｂ ｉｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｍａｎｇｒｏｖｅ ｗｅｔｌａｎｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｗ．ＡＮＧ Ｊｕｎｇｕａｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｐｅｎｇ ，ＺＨＡＯ Ｚｈｉｚｈｏｎｇ ，ＪＩ Ｙｉｎｕｏ ，ＷＵ Ｄａｎ ，ＱＩＵ Ｐｅｎｇｈｕａ ．（１ＩＳｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｈａｉｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｉｋｏｕ Ｈａｉｎａｎ ５７１１５８；２．Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈａｉｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈａｉｋｏｕ Ｈａｉｎａｎ ５７０２０６） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｉｎ ｍａｎｇｒｏｖｅ ｗｅｔｌａｎｄ ｉｎ ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｈａｉｎａｎ ｉｓｌａｎｄ ｗｅｒｅ ｓａｍｐｌｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｃｄ，Ｚｎ，Ａｓ，Ｐｂ ｉｎ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｚｎ，Ａｓ，Ｃｄ，Ｐｂ ｗｅｒｅ ９．１８，１．６３，Ｏ．１９，２．４８ ｍｇ／ｋｇ，ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｗｅｒｅ １９．４９ ，１８．６５ ，２１．１１ ，１７．２９ ，ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｉｏ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｚｎ，Ａｓ，Ｃｄ ａｎｄ Ｐｂ ｉｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｗａｓ ｒｅｌａ— ｔｉｖｅｌｙ ｓｔｒｏｎｇ，ｔｈｅｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｅａｓｉｌｙ ａｂｓｏｒｂｅｄ ｂｙ ｍａｎｇｒｏｖｅ ｐｌａｎｔｓ，ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｒｉｓｋ ｏｆ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｂｙ Ｚｎ， Ａｓ，Ｃｄ ａｎｄ Ｐｂ．Ｔｈｅ ｄｅｅｐｅｒ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｌｅｓｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ａｓ，Ｃｄ ａｎｄ Ｐｂ．Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒ— ｅｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｖａ１ｉｄｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｈａｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ａｓ，Ｃｄ，Ｚｎ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅｙ ｈａｄ ｎｏ ｏｂｖｉｏｕｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｐｂ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｃｄ ａｎｄ Ｐｂ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅｉｒ ｔｏｔａｌ ａｍｏｕｎｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｖａｉｌａ－ ｂｌｅ Ｃｄ ａｎｄ Ｐｂ ｈａｄ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅｉｒ ｔｏｔａｌ ａｍｏｕｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａ１ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ Ｃｄ ａｎｄ Ｐｂ ｗａｓ ｔｈｅ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｃｄ ａｎｄ Ｐｂ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｍａｎｇｒｏｖｅ ｗｅｔｌａｎｄ；ａｖａｉｌａｂｌｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ；ｂｉｏ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ；ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｄｉｓｔｒｉｂｕ－ ｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｊｓｔｉｃｓ 红树林湿地处于海陆交汇的潮间带生态脆弱带 吸收利用［５ ］，而现有的关红树林沉积物重金属污染 或生态敏感区，其生态环境受控于陆地和海洋的双 的研究大多集中在污染总量水平上，不能准确评价 重影响［１ ］。近年来，随着人口增长和流域工农业的 红树林沉积物重金属的污染风险 ．１０］。污染物的环 快速发展，大量污染物（重金属）汇入河口区，由于红 境风险是以生物有效形态为基础，沉积物重金属生 树林湿地的一些固有特性，重金属元素在沉积物中 物有效性及其风险主要取决于有效态的含量［１ ，并 不断累积Ｌ４］，红树林沉积物中的重金属污染风险也 且重金属有效态更能准确反映重金属毒性、迁移性 备受关注。由于重金属一沉积物一生物间存在复杂的 与生物有效性信息，也是进行沉积物重金属污染风 动态相互作用，沉积物中有部分重金属能够被生物 险评估的重要依据口引。重金属生物有效性的大小 第一作者：王军广，男，１９８２年生，硕士，讲师，研究方向为重金属污染及评价。 通讯作者。 ＊国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．４１２６１０６２、Ｎｏ．４１３６１０９０）；海南省自然科学基金创新团队项目（Ｎｏ．２０１７ＣＸＴＤ００６）；海南省重点科技计 划项目（Ｎｏ．ＺＤＸＭ２０１３００２１）；海南师范大学青年教师启动项目（Ｎｏ．ＱＮ１４３８）。 ・１２８９・ 环境污染与防治第３９卷第ｌ２期２０１７年ｌ２月 除与本身性质和含量有关外，还受到沉积物理化性 积物，在点位选择时主要依据点位尽量分布均匀，同 质、环境以及人类活动的影响［１ ¨］。 时考虑优势红树植物群落的代表性，按梅花采样法 目前，已有许多学者开展有关土壤或沉积物重 采集表层沉积物样品（０～１０ ｃｍ），采用内径１０ ｃｍ 金属有效态分布特征等方面的研究，主要以土壤重 的聚甲基乙撑碳酸酯（ＰＰＣ）管采集柱状沉积物样 金属有效态的含量为依据评估土壤重金属污染，并 品，采集深度分别为０～１Ｏ、１０～２０、２０～３Ｏ、３０～４０ 对各有效态重金属的相关性进行分析。周文鳞 ｃｍ，在各河口海湾湿地分别选择确定４８个采样点， 等Ｌ１ 、窦智勇等口。］认为研究区土壤重金属总量和有 其中每个采样点均在红树林高潮位边缘、红树林内 机质是影响有效态Ｃｄ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ含量的主要因素。 （距林缘１Ｏ～１５ ｍ）以及红树林低潮位光滩，由于受 季一诺等［１ 发现沉积物中７种典型重金属元素 时间和地形等方面，部分林缘和光滩沉积物未 （Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ）的有效态含量和总量在 能采集到，最终采集沉积物样品１８２个；样品采集 空间分布上具有明显正相关性。前人的研究多集中 后，去除沉积物样品中的树枝、落叶等杂物放置于洁 在土壤或沉积物重金属有效态的含量、空间分布、影 净密封袋内密封，带回实验室风干、研磨、过筛，密封 响因素及污染评估方面，而对具有特殊生境的红树 备用；柱状沉积物样品进行分层，按表层沉积物样品 林湿地沉积物重金属有效态分布特征研究鲜有报 的方法进行处理。 道，因此本研究对海南岛北部红树林湿地沉积物重 ２．２样品的分析方法 金属元素有效态的分布特征进行分析，对揭示红树 沉积物理化性质：粒度分布和ｐＨ分别采用 林湿地沉积物重金属迁移规律和生物毒性及其污染 Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００型激光粒度仪（英国，马尔文）和 防治等方面具有重要意义。 ＨＱ３Ｏｄ ｐＨ计（美国，奥立龙）测定；有机碳含量采用 １研究区域概况 重铬酸钾氧化外加热法测定。 重金属含量测定：称取１．０００ ｇ干燥样品置于 研究区域位于海南岛北部潮间带，包括东寨港 ＥＴＨＯＳ ＯＮＥ微波消解化学系统进行微波消解，采 红树林湿地自然保护区、清澜港红树林湿地保护区 用７７００Ｘ型电感耦合等离子体质谱（ＩＣＰ—ＭＳ）仪（美 和新盈港红树林保护区，属热带海洋性季风气候，年 国，Ａｇｉｌｅｎｔ）测定重金属含量，为重金属总量；取上 平均气温２３℃左右，干湿季明显，降雨主要集中在 述消解液１ ｍＬ加入１０ ｍＬ提取液，提取液组成为 夏季（５—１Ｏ月），年均降水量在１ ５００ ｍｍ左右。区 Ｏ．５ ｍｏｌ／Ｌ ＮＨ４ Ａｃ＋０．５ ｍｏｌ／Ｌ ＨＡｃ＋０．０２ ｍｏｌ／Ｌ 内沉积物表层呈酸性，ｐＨ在５～６；主要由淤泥、细 乙二胺四乙酸二钠，振荡１ ｈ，以３ ５００ ｒ／ｍｉｎ的转速离 砂和沙粒组成，普遍含贝壳、螺壳。研究区域位于高 心２５ ｒａｉｎ，过滤，取滤液３ ｍＬ，超纯水定容至１０ ｍＬ， 低潮线之间，沿海岸呈带状或不规则状，阶面平坦， ＩＣＰ－ＭＳ｛３（测定重金属含量，为重金属有效态含量。 前缘陡缓不一，局部可能会出现陡坎，向海倾斜 ， ２．３数据处理方法 主要有三门江、演丰河、文教河和文昌河等若干短小 沉积物样品数据的描述性统计和相关性分析等 河流流经保护区人海，沿岸淤泥丰富，主要为港湾或 采用ＳＰＳＳ １６．０软件。 河口冲击淤泥，平时风浪较小，有机质含量丰富，非 常适合红树林的繁衍生长，区内红树植物种类繁多， ３结果与分析 分布面积大，有角果木、尖瓣海莲、瓶花木、木果楝、 ３．１ 沉积物Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ总量和有效态含量分析 桐花树、木榄、莲叶桐、红海榄和秋茄等红树植物，是 研究区沉积物Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ总量的统计结果 我国生物多样性关键地区之一。 见表１。由表１可见，研究区红树林湿地沉积物中 ２材料与方法 Ｚｎ、Ｐｂ总量服从正态分布，Ａｓ、Ｃｄ总量服从对数正 态分布，其中Ａｓ、Ｃｄ总量平均值分别为８．７４、０．９０ ２．１ 沉积物样品采集扣制备 ｍｇ／ｋｇ，明显高于海南东北土壤环境背景值 船］，超 采样工作于２０１５年７—８月期间潮水退至较低 背景值采样点比例分别达到９２．８２ ９，５、１００．Ｏ０ ９／６，说 水位时进行，在３个主要研究区域进行实地野外考 明人类活动使研究区沉积物Ａｓ、Ｃｄ出现明显累积； 察和沉积物样品采集，每个采样点选择无人为干扰 除个别采样点Ｚｎ、Ｐｂ总量略高于背景值外，大部分 的林下空隙地，同时也考虑到周边植物类型的典型 采样点Ｚｎ、Ｐｂ总量低于土壤环境背景值；各重金属 性，采样区域基本代表研究区域的典型植物群落沉 总量的变异系数呈Ｃｄ＞Ｚｎ＞Ｐｂ＞Ａｓ，说明各样品 ・ 】２９０ ・ 王军广等 红树林湿地沉积物有效态ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的分布特征及相关性分析 Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ总量存在一定差异。 研究区沉积物有效态Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的统计结 果见表２。由表２可见，有效态Ｃｄ服从对数正态分 布，有效态Ｚｎ、Ａｓ、Ｐｂ服从正态分布。各重金属有 效态含量变异系数呈Ｐｂ＞Ｃｄ＞Ｚｎ＞Ａｓ，有效态含 属元素进入沉积物后主要以交换态形式存在有关。 ３．２不同剖面重金属有效态含量和生物有效性系数 对研究区不同沉积物剖面的重金属有效态含量 和生物有效性系数进行统计，结果见表３。由表３ 可见，总体看来有效态Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ含量随沉积物剖 面深度增加而逐渐减少，有效态Ｚｎ在０～３０ ｃｍ的 剖面中变化不大，在３Ｏ～４０ ｃｍ深度略有增加。不 同沉积物剖面重金属生物有效性系数变化存有差 异，其中Ｚｎ在０～１０ ｃｍ的生物有效性系数最高， 量最大值和最小值之间相差７～３０倍，说明沉积物 有效态含量受到外界较明显的影响，空间离散性和 分异性大，这主要是由于该区域水产养殖、农业耕 作、旅游开发等人类活动的影响。有效态Ｚｎ、Ａｓ、 Ｐｂ平均值分别为９．１８、１．６３、２．４８ ｍｇ／ｋｇ，均明显低 Ａｓ、Ｃｄ的生物有效性系数随着沉积物剖面深度的增 于海南土壤环境背景值；有效态Ｃｄ含量较高，平均 值高达０．１９ ｍｇ／ｋｇ，为当地环境背景值近４倍，其 加而增加，Ｐｂ的生物有效性系数在０～３０ ｃｒｆｌ变化 不大，在３Ｏ～４Ｏ ｃｍ略有增加。 ３．３相关性分析 中最大值０．６１ ｍｇ／ｋｇ为当地土壤环境背景值的１２ 倍左右；有效态Ｃｄ、Ｐｂ的变异系数明显高于总量 ３．３．１ 沉积物理化性质与重金属有效态含量的关系 土壤或沉积物中重金属有效态含量与沉积物理 化性质密切相关，沉积物的总有机碳（ＴＯＣ）含量、 ｐＨ、机械组成等对沉积物重金属元素有效态含量有 不同程度的影响Ｌ２引。 对研究区沉积物进行了理化性质分析，测定沉 Ｃｄ、Ｐｂ，说明影响有效态Ｃｄ、Ｐｂ含量的因素更加复 杂，从而导致样品间差异更加明显。 生物有效性系数与重金属总量和有效态含量相 比，更能准确指示出环境污染对沉积物的冲击。经 计算，Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的生物有效性系数平均值分别 为１９．４９ 、１８．６５ ９／６、２１．１１ 、１７．２９ ，说明研究区 沉积物中Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的生物活性均较强，易于被 积物ｐＨ、ＴＯＣ含量、土壤粒径（分黏粒、粉粒、砂 粒），研究各因素与有效态Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ含量的相 关性，结果见表４。由表４可见，有效态Ｐｂ与各因 素相关性均不明显，说明沉积物理化性质对有效态 红树植物吸收，同时也反映出研究区沉积物受Ｚｎ、 Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ污染的风险较大，这也可能与外源重金 表１ 研究区沉积物中Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ总量的统计结果 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ Ｚｎ，Ａｓ，Ｃｄ，Ｐｂ ｉｎ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ 注；ｌ 指重金属有效态含量占重金属总量的质量分数。 表３研究区红树林沉积物不同剖面重金属有效态和生物有效性系数分析 Ｔａｂｌｅ ３ Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｉｏａｖａｉｌａｂｌｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｆｉｌｅｓ １．５０ １．４８ １．４６ ０．０９ ２５．Ｏ３ ２２．６６ ２１．８３ １５－８Ｏ １７．２３ １７．６２ ０．０８ ０．０７ １．４６ ０．０６ ２２．９７ １８．１Ｏ ・ １２９１ ・ 环境污染与防治第３９卷第ｌ２期２０１７年１２月 表４研究区沉积物理化性质与重金属有效态含量之间的相关性” Ｔａｂｌｅ ４ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｍｏｎｇ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｃｏ－ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ Ｏ Ｏ Ｏ ０ Ｏ Ｏ Ｏ ３ ４ １ ９ — １ ２ １ ２ Ｏ ０ １ ８ ４ ３ １ ４ Ｏ ９ Ｏ ４ ３ ＊ ＊ 注：”＊表示显著相关，显著性水平ｐ＜０．０５；＊＊表示极显著相关，显著性水平ｐ＜ｏ．Ｏｌ，表５同。 ＊ ＊ 表５研究区重金属总量与有效态含量相关系数 Ｔａｂｌｅ ５ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｎｄ ａｖａｉｌｉａｂｌｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ 数量 Ａｓ总量 Ｃｄ总量 Ｚｎ总量 Ａｓ总量 ０．３３０＊ Ｃｄ总量Ｐｂ总量 有效态ｚｎ 有效态Ａｓ 有效态Ｃｄ Ｐｂ总量 有效态Ｚｎ 有效态Ａｓ 有效态Ｃｄ 有效态Ｐｂ ——０．０９４ ０．０７０ ０．０８５ Ｏ．１５８＊ ０．０８３ ～０．２２０＊＊０．２３６＊＊ ０．Ｏ６９ ０．０７９ ０．０４０ ０．０７０ ０．２１８＊＊ ０．１５７＊一０．４２４＊＊０．３０４＊＊０．１６４＊０．１２３ ０．４２１＊＊ ０．０３１ Ｐｂ含量影响不明显。有效态Ｃｄ与ｐＨ、ＴＯＣ含量、 有效态Ｃｄ含量，需综合考虑影响有效态Ｃｄ含量变 粉粒粒径相关性不明显，与黏粒粒径相关系数高达 一化的因素，结合表４、表５可知，Ｃｄ总量与沉积物机 械组成对有效态Ｃｄ具有直接作用，减少沉积物中 Ｃｄ总量和增加沉积物黏度是减少环境中有效态Ｃｄ 含量的有效措施。有效态Ｐｂ含量与总量Ｐｂ的相 Ｏ．２６５，呈极显著负相关，与砂粒粒径相关系数为 ０．１６５，呈显著正相关，表明沉积物的机械组成对有 效态Ｃｄ的富集影响明显，沉积物粒级越大，有效态 Ｃｄ含量越高。有效态Ａｓ与ｐＨ、ＴＯＣ含量无明显 相关性，与沉积物机械组成有一定相关性，有效态 Ａｓ与黏粒粒径、粉粒粒径、砂粒粒径的相关系数高 关系数高达０．３０４，可见在研究区沉积物中总量Ｐｂ 对有效态Ｐｂ的影响比较大，因此在进行沉积物Ｐｂ 污染治理时，主要应减少沉积物中的Ｐｂ总量。 由表５还可看出，研究区沉积物中各重金属含 达一０．１４９、一０．２３４、０．２３４，与黏粒粒径呈显著负相 关，与粉粒粒径呈极显著负相关，与砂粒粒径呈极显 量之间也存在一定相关关系。有效态Ａｓ与Ｃｄ总 著正相关。黏粒粒径、粉粒粒径、砂粒粒径对有效态 Ｃｄ、Ａｓ的影响存在一定差异，这主要与黏粒、粉粒、 砂粒对Ｃｄ离子和Ａｓ离子的吸附能力不同有关。 有效态Ｚｎ与ｐＨ呈极显著负相关，相关系数为 一量显著相关，与Ｐｂ总量极显著负相关，与有效态Ｚｎ 显著正相关；有效态Ｃｄ与Ｐｂ总量极显著负相关， 与有效态Ｚｎ显著正相关，与有效态Ａｓ极显著正相 关；有效态Ｐｂ与Ｃｄ总量显著负相关，说明研究区 ０．１９１，其原因可能是随着沉积物ｐＨ的降低，水 有效态Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ含量除与沉积环境理化性质 溶态Ｚｎ含量增加，且有利于沉积物胶体中吸附的 Ｚｎ解析出来。 和总量相关外，还与其他重金属有效态、总量有一定 的相关性，即沉积物中重金属有效态含量与分布还 收其他重金属含量与形态影响。 ４ 结 论 ３．３．２ 重金属总量与有效态含量间的相关性分析 沉积物中许多元素的地球化学行为具有相似 性，元素间也具有一定相关关系。应用ＳＰＳＳ １６．０ 软件对沉积物样品中各重金属总量与有效态含量进 行相关性分析，结果见表５。 由表５可见，研究区沉积物中有效态Ｚｎ、Ａｓ与 Ｚｎ、Ａｓ总量的相关关系不显著，有效态Ｃｄ、Ｐｂ与 （１）有效态Ｚｎ、Ａｓ、Ｐｂ平均值均明显低于海南 土壤环境背景值；有效态Ｃｄ含量较高，超出环境背 景值近４倍。有效态Ｃｄ、Ｐｂ的变异系数比Ｃｄ、Ｐｂ 总量大，说明影响有效态Ｃｄ、Ｐｂ含量的因素比总量 Ｃｄ、Ｐｂ总量显著相关，说明有效态Ｃｄ、Ｐｂ和Ｃｄ、Ｐｂ 总量在空间分布上具有一定相似性，ｃｄ、Ｐｂ总量累 积值越高，其有效态含量也会相应提高。从红树林 湿地重金属污染的防治来看，要有效减少沉积物中 ・ 的要复杂，从而导致样品间差异比总量明显。 （２）重金属有效态含量的最大值和最小值之间 相差７～３０倍，说明沉积物有效态含量受到较明显 的外界影响，空间离散性和分异性大，这主要是由于 】２９２ ・ 王军广等 红树林湿地沉积物有效态Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的分布特征及相关性分析 该区域水产养殖、农业耕作、旅游开发等人类活动的 影响。 （３）Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ生物有效性系数分别为 ａｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒｅａｇｅｎｔＩ Ｊ】．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ，２０００，３１（９／１０）：１２９９－１３９６． ［１７１ 周文鳞，李仁英，岳海燕，等．南京江北地区菜地土壤有效态重 金属的含量及空间分异特征［Ｊ］．农业环境科学学报，２０１０，２９ （３）：４５１－４５７． １９．４９％、１８．６５ 、２１．１１ 、１７．２９ ，表明研究区沉 积物中Ｚｎ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的生物活性均较强，易于被 红树植物吸收，同时也反映出研究区沉积物受Ｚｎ、 ［１８］ 窦智勇，程建华，周平，等．基于总量及有效态的铜陵矿区农田 土壤重金属生态风险评价［Ｊ］．环境污染与防治，２０１５，３７ （１１）：６－１０． Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ的污染风险较大，这也可能与外源重金 ［１９］ 季一诺，赵志忠，吴丹，等．海南东寨港红树林沉积物中重金属 的分布及其生物有效性［Ｊ］．应用生态学报，２０１６，２７（２）：５９３— ６００． 属进入沉积物后主要以交换态形式存在有关。 （４）有效态Ａｓ、Ｃｄ、Ｐｂ含量随沉积物剖面深度 ［２ｏ１ 丁式江，廖香俊，冯亚生．海南岛东北部生态环境地质［Ｍ］．北 京：地质出版社，２００７． ［ｚ１］ 铁梅，宋琳琳，惠秀娟，等．施污土壤重金属有效态分布及生物 增加呈逐渐减少趋势，不同沉积物剖面沉积物重金 属生物有效性系数变化存有差异。 （５）沉积物理化性质对有效态Ａｓ、Ｃｄ、Ｚｎ含量 有不同程度的影响，有效态Ｃｄ、Ｐｂ含量与Ｃｄ、Ｐｂ 总量显著相关，说明有效态Ｃｄ、Ｐｂ与Ｃｄ、Ｐｂ总量 在空间分布上具有一定的相似性，Ｃｄ、Ｐｂ元素总量 是有效态含量的主控因子，总量累积值越高，其有效 态含量也会越高。 参考文献： ［１］ 徐颂军，许观嫦，廖宝文．珠江口红树林湿地海水重金属污染评 价及分析口］．华南师范大学学报（自然科学版），２０１６，４８（５）： ４４—５１． ［２］蹇丽，刘洁，李慧君，等．红树林沉积物汞、砷形态分布研究—— 以东寨港为例［Ｊ］．环境污染与防治，２０１６，３８（７）：１５－２４． ［３］王鹏，赵志忠，马荣林，等．海南岛北部潮间带红树林对重金属 的累积特征［Ｊ］．生态环境学报，２０１４，２３（５）：８４２－８４６． ［４］王军广．海南岛北部红树林地区沉积物元素地球化学特征研究 ［Ｄ］．海口：海南师范大学，２０１１． ［５］周锡振．南沙红树林湿地沉积物重金属和多环芳烃污染研究 ［Ｄ］．广州：广州大学，２０１１． ［６］李柳强．中国红树林湿地重金属污染研究［Ｄ］．厦门：厦门大学， ２００８． ［７］李翠，胡杰龙，符秋苗，等．５种红树植物对Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ积累特征 研究［Ｊ１．海洋湖泽通报，２０１３（１）：１０５一ｌｌ２． ［８］钟晓兰，周生路，李江涛，等．土壤有效态Ｃｄ、Ｃｕ、Ｐｂ的分布特 征及影响因素研究［Ｊ］．地理科学，２０１０，２０（２）：２５４—２６０． ［９］袁波，傅瓦利，蓝家程，等．菜地土壤铅、镉有效态与生物有效性 研究口］．水土保持学报，２０１１，２５（５）：１３Ｏ一１３４． ［ｉ０］豆长明，徐德聪，周晓铁，等．铜陵矿区周边土壤一蔬菜系统中 重金属的转移特征口］．农业环境科学学报，２０１４，３３（５）：９２０— ９２７． ［１１］陈怀满．土壤中化学物质的行为与环境质量［Ｍ］．北京：科学 出版社，２００２． ［１２］丁琮，陈志良，李核，等．长株潭地区农业土壤熏金属全量与有 效态含量的相关分析口］．生态环境学报，２０１２，２１（１２）：２００２— ２００６． ［１３］吴彩霞，傅华，裴世芳，等．不同草地类型土壤有效态微量元素 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ｃｈａｒａｃｔｅｒ— ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｉｎ ａ ｍｅｒｏｍｉｃｔｉｃ ｌａｋｅ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ Ｒｅ— ｓｅａｃｈ，１９７４，８（４）：２３９—２５ｌ＿ ［１７］陈茂霞，王欢，周后珍，等．异养硝化一好氧反硝化菌ＨＮ一０２的 筛选及其特性［Ｊ］．应用与环境生物学报，２０１３，１９（４）：６８８— ６９３． 编辑：丁怀（收稿日期：２０１７—０３—０３） ・ ｌ２９３ ・
