胶州湾/大亚湾—典型海湾环境演变人为影响因素甄别获重要突破

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时间:2018-09-03  来源:海洋生态与环境科学重点实验室文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,海洋研究所宋金明研究员团队在利用痕量元素反演人为活动影响下海湾环境演变方面取得重要突破,4篇论文连续发表在海洋环境Top期刊Marine Pollution Bulletin上。 

  研究团队以胶州湾和大亚湾两个受人为活动典型海湾为研究对象,通过对不同区域、不同粒径沉积物(表层、柱状)痕量元素含量、形态的系统研究,结合有历史记录的人为活动资料,提取了对特定人为活动具有指示意义的痕量元素指标,并将沉积物中痕量元素的人为来源进行定量化,为构建海湾环境敏感化学因子与人为活动的定量耦合关系提供了新思路。

 

胶州湾表层沉积物不同形态痕量元素的来源

  该团队聚焦胶州湾甄别特定人为活动具有指示意义的典型痕量元素形态,发现残渣态元素主要为自然来源,而活性态主要受人为来源控制。活性态的CuPbZnCrNiSn主要来源于工业活动和居民生活,活性态Cd可作为农业活动的指示元素,活性态的Sb主要与区域燃煤相关。该研究突破传统研究往往更多关注细颗粒沉积物,分粒级对胶州湾不同粒径沉积物中14种痕量元素(CoNiCuGaMoCdInSnSbVWTlBiU)的地球化学特性进行研究,发现粗粒径组分(> 63 μm)在人为来源痕量元素的富集过程中发挥重要作用,是决定沉积物中痕量元素含量和分布的关键。沉积物中的粗粒径组分(> 63 μm)受人为活动影响较大,该粒径组分中的酸可提取态含量较高,且与海湾流域的经济发展和环境治理关系密切。研究还发现粗粒径组分中痕量元素的沉积通量(AF)和富集因子(EF)在1998-2015年间有显著增加趋势 

胶州湾百年来不同粒径沉积物中痕量元素人为输入通量(AF.

(黑、红和蓝分别代表粒径< 32μm32-63μm> 63μm)

  该研究通过重建柱状沉积物中痕量元素的历史变化,结合人为活动讯息,解析了人为活动影响下温带胶州湾和亚热带典型海湾大亚湾的演化特征,定量刻画了人为来源痕量元素的输入通量以及人为源的贡献率。胶州湾沉积物CrMnNiCuZn以自然来源为主,AsPb以人为来源为主,而Cd则可能是混合来源。自1950年以来,CrMnNiCuZnAsCdPb 的人为输入通量分别为1385866366161350.3144 mg/m2/a,约有40%CuAs都来自于人为活动输入。大亚湾生态环境在过去百年间基本经历了三个变化阶段:(11980年之前,沉积柱中痕量元素含量稳定,基本维持在背景值水平;(21980-2000年间,众多痕量元素的含量水平与富集强度显著升高,表明该时间段大亚湾中痕量元素出现了污染现象;(32000年后,沉积物中痕量元素的含量出现显著下降,其污染水平明显降低。痕量元素来源解析表明,大亚湾近岸海域沉积物中的痕量元素来源一般为人为来源,而大亚湾外部海域的来源则为自然与人为来源的混合。

 

人类活动引起的胶州湾沉积物中重痕量元素元素的累积通量及其贡献

 

大亚湾沉积柱中痕量元素的沉积历史

  以上研究得到了“国家重点基础研究发展计划(973计划)课题(2015CB452901)、青岛海洋科学与技术试点国家实验室“鳌山人才”计划项目(ASTP2015-OS13)以及国家自然科学基金与山东省联合基金(U1606404)的资助支持。   

    

  文章引用: 

  Liang, X., Song, J., Duan, L., Yuan, H., Li, X., Li, N., Qu, B., Wang, Q. 2018. Metals in size-fractionated core sediments of Jiaozhou Bay, China: Records of recent anthropogenic activities and risk assessments. Marine Pollution Bulletin. 127:198–206. 

  Liang, X., Song, J., Duan, L., Yuan, H., Li, X., Li, N., Qu, B., Wang, Q. 2018. Heavy metals in surface sediments of Jiaozhou Bay, China: Sources and risk assessment based on fractionation. Marine Pollution Bulletin. 128: 548–556. 

  Kang, X., Song, J., Yuan, H., Li, X., Li, N., Duan, L. 2018. Historical trends of anthropogenic metals in sediments of Jiaozhou Bay over the last century. Marine Pollution Bulletin. 135: 176–182. 

  Qu, B., Song, J., Yuan, H., Li, X., Li, N., Duan, L. 2018. Intensive anthropogenic activities had affected Daya Bay in South China Sea since the 1980s: Evidence from heavy metal contaminations. Marine Pollution Bulletin. 135: 318-331. 

        

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