李存煥，李曼玉，羅 濠，提巍坤，丑慶川，史秀華

深圳大學(xué)高爾夫?qū)W院，深圳518060

紅樹林是在熱帶和亞熱帶海岸潮間帶上的主要植被，是人類寶貴的自然生態(tài)資源.深圳紅樹林自然保護(hù)區(qū)位于深圳灣北東岸，是世界上為數(shù)不多位于城市中心區(qū)的國(guó)家紅樹林自然保護(hù)區(qū)濕地［1］，30多年來，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市化進(jìn)程中產(chǎn)生的工業(yè)污染物和生活污水，沿深圳河、鳳塘河、新洲河及地下管道排放，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅［2］.因此，深圳灣紅樹林濕地的環(huán)境保護(hù)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度的關(guān)注與重視.

重金屬具有較強(qiáng)的累積效應(yīng)，是毒性較大的污染物質(zhì)，多數(shù)物種在低濃度重金屬脅迫下會(huì)表現(xiàn)出明顯的受害癥狀.為此，研究分析深圳灣水質(zhì)重金屬含量不但可以判斷其污染程度，同時(shí)可在環(huán)境評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上為保護(hù)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 采樣地點(diǎn)

本研究采樣為2009年11月 ～2011年10月，每月上旬采樣.分別選擇深圳灣紅樹林保護(hù)區(qū)內(nèi)的新洲河口、沙咀魚塘、鳳塘河灘、鳳塘河口和鳳塘魚塘5個(gè)樣點(diǎn)，兩年共采集水樣120個(gè)，各采樣點(diǎn)具體位置如圖1.

圖1 深圳紅樹林自然保護(hù)區(qū)5個(gè)采樣點(diǎn)分布Fig.1 The distrution of 5 sampling sites in mangrove forest of Shenzhen Bay

1.2 樣品測(cè)定

采集的水樣經(jīng)過濾，及硝酸和過氧化氫消解后，用于測(cè)定鉻(Cr)元素;經(jīng)硝酸和高氯酸消解后，用于測(cè)定銅(Cu)、鋅(Zn)、鎘(Cd)和鉛(Pb)元素;鹽酸酸化樣品用于測(cè)定錳(Mn)元素;測(cè)定鎳(Ni)元素只需對(duì)水樣過濾.所有重金屬元素均采用直接吸入火焰原子分光光度法進(jìn)行測(cè)定.

2 結(jié)果與分析

2.1 重金屬元素質(zhì)量濃度的時(shí)間變化規(guī)律

2009年11月～2011年10月，連續(xù)測(cè)定7種重金屬元素，其中，Zn和Ni元素的質(zhì)量濃度為0.圖2為Cr、Cd、Pb、Cu和Mn 5種重金屬元素的質(zhì)量濃度隨時(shí)間變化曲線.由圖2可見，5種重金屬元素在24個(gè)月中最高質(zhì)量濃度分別為0.22、0.10、0.52、0.11 和0.88 mg/L.其中，ρ(Cu)有所起伏，ρ(Cr)、ρ(Cd)、ρ(Pb)和ρ(Mn)的相對(duì)變化幅度較小，整體趨于一致，說明深圳灣的重金屬污染狀況較穩(wěn)定.鳳塘河與新洲河經(jīng)市區(qū)入海，河流兩岸有多家洗車場(chǎng)、電子廠和服裝廠，因此重金屬污染較嚴(yán)重.鳳塘河魚塘和新洲河魚塘有蘆葦，重金屬質(zhì)量濃度相對(duì)較低，其余樣地重金屬質(zhì)量濃度較為接近.

2.2 重金屬元素質(zhì)量濃度變化與氣象因素的關(guān)系

2009年11月～2011年10月深圳氣象臺(tái)發(fā)布的氣溫和降水量如圖3.

圖3 氣溫和降水量分布圖Fig.3 Temperature and precipitation distribution

由圖3可見，兩年內(nèi)氣溫變化相似，2010年降雨比2011年早且雨量大.運(yùn)用SPSS軟件將重金屬元素質(zhì)量濃度與氣溫、降水因素進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表1.由表1可見，5樣地中，Cr、Cd、Pb與氣溫、降水量呈負(fù)相關(guān)(P ＜0.01)，只有Mn不相關(guān).相關(guān)性極為顯著(P＜0.01)的主要原因是:①5種重金屬均來自上游同一污染源;② 深圳地處亞熱帶海濱，夏季雨熱同期，降水對(duì)重金屬的稀釋作用大;③夏季河口浮游生物大量繁殖、懸浮顆粒物中富含有機(jī)質(zhì)使底泥對(duì)重金屬吸附性增強(qiáng).

表1 重金屬元素與氣象因素相關(guān)系數(shù)(n=24)Table1 Correlation coefficient between heavy mentaland meteorological factors(n=24)

2.3 樣地間水質(zhì)比較

將5個(gè)樣地持續(xù)兩年的重金屬質(zhì)量濃度平均值與《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)照，評(píng)價(jià)深圳灣紅樹林的水質(zhì)重金屬污染狀況.運(yùn)用SPSS軟件，對(duì)5樣地重金屬元素質(zhì)量濃度進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表2.

表2 各樣地的重金屬元素平均質(zhì)量濃度與差異性(n=24，x±s)Table2 The mass concentration(mg/L)and differences of heavy mentals in sample sites(n=24，x±s)

由表2可見:① Cu的質(zhì)量濃度，4個(gè)樣地達(dá)到了Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)(ρ(Cu)≤0.005 mg/L)只有鳳塘河灘一個(gè)樣地達(dá)到Ⅱ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(ρ(Cu)≤0.01 mg/L).因Zn和Ni質(zhì)量濃度均為0 mg/L，所以5樣地為Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn).②5樣地中Cd和Pb的平均質(zhì)量濃度均超出Ⅳ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(0.01 mg/L和0.05 mg/L)，Cr都達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)(ρ(Cr)≤0.2 mg/L).因此，5個(gè)樣地Cd、Pb和Cr重金屬污染嚴(yán)重，為劣Ⅳ類海水水質(zhì).③5個(gè)樣地Cu和Mn的平均質(zhì)量濃度較為接近，差異不顯著;Cr、Cd和Pb的平均質(zhì)量濃度差異極顯著，表現(xiàn)為河口平均質(zhì)量濃度高，魚塘、河灘平均質(zhì)量濃度較低.究其原因是所測(cè)魚塘內(nèi)有茂密的蘆葦生長(zhǎng)，河灘樣地生長(zhǎng)有紅樹，而高等植物對(duì)重金屬有去除作用［3］，紅樹植物能夠通過各種方式沉積大量金屬污染物，從而對(duì)重金屬污染有凈化功能［4］.

文獻(xiàn)［5］顯示，在深圳市籌辦第26屆世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)期間，共新建和擴(kuò)建21個(gè)污水處理廠，新增930 km污水管網(wǎng)，城市污水處理能力比2005年提升了1.2倍，污水再生利用率從不足1%提升到30%.在2011年的四五月份，開展污染物處理設(shè)施規(guī)范化達(dá)標(biāo)檢查工作，對(duì)于未建設(shè)符合規(guī)范要求的廢水、廢氣和廢物污染治理設(shè)施的企業(yè)一律責(zé)令其限期整改.由檢測(cè)數(shù)據(jù)可見，2011年3～4月，深圳灣紅樹林重金屬質(zhì)量濃度均明顯下降，5～10月各重金屬元素的質(zhì)量濃度均保持在較低水平，其中5個(gè)樣地的Cr、Pb、Mn和Mg的平均質(zhì)量濃度均為兩年來最低.

3 結(jié)果與討論

綜上研究認(rèn)為:①2009年11月～2011年10月，在深圳紅樹林自然保護(hù)區(qū)5樣地中均未測(cè)出Zn和Ni元素的存在，重金屬元素Cr、Cu、Cd和Pb的質(zhì)量濃度隨降水量增加和氣溫上升而下降，這與降水的稀釋作用，及溫度上升導(dǎo)致的固體化合物溶解度下降有關(guān).各元素間的質(zhì)量濃度變化也有一定相關(guān)性;②與《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)比發(fā)現(xiàn)，5個(gè)樣地中Pb和Cd元素的質(zhì)量濃度都超出Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);Cu、Zn和Ni元素檢測(cè)符合國(guó)家Ⅰ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);5個(gè)樣地中新洲河口的重金屬污染較為嚴(yán)重，兩魚塘的重金屬污染程度較輕;③水體中重金屬元素質(zhì)量濃度的年際變化平穩(wěn)，魚塘和河灘有一定的凈化能力，其對(duì)應(yīng)重金屬含量顯著下降.

可見，深圳灣紅樹林自然保護(hù)區(qū)長(zhǎng)期受到不同程度的重金屬污染，特別是新洲河和鳳塘河流經(jīng)市區(qū)，是深圳灣的主要污染通道.紅樹林生態(tài)環(huán)境的破壞會(huì)引起鳥類物種和數(shù)量的減少，隨之帶來的紅樹林病蟲害非常容易導(dǎo)致成片的紅樹林枯死.瀕危紅樹林受到生存威脅，勢(shì)必導(dǎo)致濕地平衡失調(diào)等［6］.因此，減少污染物排放量和增加河口兩岸凈化能力是改善河口水質(zhì)狀況的主要途徑.

/References:

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［6］Li Xiaoju，Jing Yuanxiao，Chen Guizhu，et al.Advances on pollution ecology and purification effect of mangrove wetland system ［J］.Wetland Science，2005，3(4):315-320.(in Chinese)李曉菊，靖元孝，陳桂珠，等.紅樹林濕地系統(tǒng)污染生態(tài)及其凈化效果的研究概況 ［J］.濕地科學(xué)，2005，3(4):315-320.