重金属污染风险评价资料

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1、题 目海洋重金属污染现状及风险评价手段2016年10月28日目录目录 2摘要 错误！未定义书签。Abstract 31. 引言 42. 重金属来源 43. 海洋重金属污染现状 54. 海洋重金属污染危害 55. 评价方法 65.1 生物监测评价方法 65.2 水质直接评价方法 65.2.1单项指数法 65.2.2模糊数学法 75.3 沉积物评价方法 75.3.1 地累积指数法 75.3.2 潜在生态风险指数法 75.3.3 综合污染指数法 85.3.4 内梅罗综合指数法 85.3.5 污染负荷指数法 85.3.6 沉积物富集系数法 85.3.7 次生相与原生相比值法 95.3.8 沉积物质量基

2、准法 96. 研究进展 97. 研究展望 108. 致谢 11海洋重金属污染现状及风险评价手段摘要：近年来，我国海洋经济发展迅速，海洋环境问题凸显，其中，海洋重金属污染问题已引起各界的 高度关注，本文总结了海洋重金属污染的途径、现状及危害，以及国内外关于海洋重金属的风险评价包括的三个方面。一是生物监测的评价方法，二是水质直接评价方法，三是沉积物评价方法。并提出关于海洋重金属风险评价的展望。关键词：海洋、重金属、风险评价The Status and Risk Assessment Methods of Heavy Metal Pollution inthe SeaAbstract: in rec

3、ent years, Chinas rapid development of marine economy, marine environmental problems highlighted, among them, pay close attention to marine heavy metal pollution problem has attracted from all walks of life, this paper summarizes the approaches of marine heavy metal pollution, current situation and

4、harm, including three aspects at home and abroad on Marine heavy metal risk assessment. One is to evaluate the biological monitoring method the two is the direct evaluation method of water quality, sediment is three evaluati on methods. And put forward the prospects about marine risk assessme nt of

5、heavy metals.Key words: marin e;heavy metal;risk assessme nt.1.引言约占地球表面积 71%的海洋作为地球水圈的主体， 蕴藏着丰富的矿藏和食物资源， 是 人类的巨大宝库。海水中已发现的化学元素有 80 多种。海底矿产资源种类繁多，有滨海 砂矿、大陆架油气、深海锰结核，还有多金属结核和引人注目的金属硫化矿床。海洋中的 能源资源属于可再生性能源，取之不尽，用之不竭。并且有些资源在陆地中存储量极少， 所以海洋对于我们越来越重要。然而，由于人类的频繁活动对海洋造成了严重污染，已经 危及到人类健康。自 20 世纪 50 年代日本出现由镉引起的

6、“骨痛病 ”和由甲基汞形成的 “水俣病 ”以后， 各沿海国家和海岛国家都十分重视重金属对海洋环境的影响。所谓重金属，就是指比重(specific gravity)大于5 g/cm3的金属，对于生物体而言，它包括必须金属和非必须金属。必须金属是指有机体能进行正常生理活动所不可缺少的金属，如铜(Cu)、铁(Fe)、硒(Se)、锌(Zn)、镁(Mg)、钻(Co)、锰(Mn)、钼(Mo)、镍(Ni)等，然而当必须金属浓度在有机体内累 积超过某一阈值水平时就会对机体产生毒害作用。非必须金属(指镉(Cd)、汞(Hg)、银(Ag)、铅(Pb)、金(Au)和一些不常见的高原子量金属)不参与有机体的代谢活动，组

7、织内含有较 低浓度的非必须金属就能对有机体产生较高的毒性 1。最重要的是，重金属是具有潜在危害的重要污染物，与其他污染物类不同，它对环境 危害的持久性、地球化学循环性和生态风险性应引起特别关注。重金属污染已成为水环境 污染评价的重要内容。2 重金属来源由图 1 可见，海洋中重金属的来源可分为天然来源和人为来源两大类 2。天然来源如 海底火山喷发将地壳深处的重金属带上海底，经过海洋水流的作用把重金属及其化合物注 入海洋；地壳岩石风化后通过陆地径流、大气沉降等方式也将重金属注入海洋，构成了海 洋重金属的环境本底值。环境本底值对于判断海洋环境污染程度和评定海洋环境质量的优 劣具有重要的意义。人为来源

8、如矿山与海洋油井的开采、工农业污水、废水的排放(如电镀、冶金、蓄电 池、制革、颜料、涂料以及化工厂的排水、重金属农药厂废水的排放和重金属农药的流失 等)。近半个世纪以来，由于工农业生产的快速发展，特别是沿海地区的轻工业和重工业 的快速发展，导致了世界范围内的海洋环境重金属污染日益严重。由于多数重金属元素通 过河流输入，因此构成了入海的主要途径，所以重金属在河口水域的污染比较严重。大F沉降陆地栓ift輝上箱井洋柞用.扩粧生轲塔蘿浮況報物嘅附于颗粒物廣搭繼将尸体沉降海洋生制生输降解图1.重金属进入海洋途径Fig. 1 heavy metals en teri ng the ocea n route

9、3海洋重金属污染现状国家环保部的一项调查显示我国沿海重金属污染主要指汞、镉、铅污染等3。据统计，我国沿海汞的主要污染源有 60多处，尤以长江、珠江、鸭绿江、五里河等， 为汞的主要污染。汞以排放入东海的量最大，其次南海和黄海，渤海最少。但汞的平均浓 度以东海最高，渤海次之，南海最低。渤海以辽东湾汞的浓度最高，均值为 0.05ppb;渤 海其它海域的汞的浓度为0.01ppb左右。锦州湾、辽河口等是渤海汞浓度较高的地区。北 黄海、南黄海北部和南部汞浓度分别为 0.04、0.02和0.01ppb，大连湾和胶州湾为0.02ppb。 黄海以鸭绿江口汞浓度较高。东海汞浓度为0.010.23ppb,长江口至杭

10、州湾一带0.07ppb， 浙南至闽东一带为0.04ppb,南海汞浓度为0.02ppb。我国沿海镉的主要污染源也有 60多处。镉也以河流携带入为主，珠江、长江、滦河 和漠阳江所携带入的镉占总量的80%,镉以排放入南海的量为最大。整个中国沿海，镉的 浓度范围为0.020.45ppb,平均浓度为0.10ppb,以南海最高，东海最低。渤海中以辽东 湾和渤海湾浓度较高，黄海以大连湾较高。我国沿海铅的主要污染源有80多处。以流入南海的排污量最大，约占总量的60%;东海和渤海次之；黄海最少。铅的入海途径也主要靠河流携带。中国近海表层水中铅的深 度为0.0551.44ppb,平均值为1.60ppbo其中：渤海

11、铅浓度平均值为 2.95ppb,黄海为 1.34ppb,东海平均浓度低于分析方法的最低检出限，但浙江南部曾达1030ppb,南海铅浓度平均为7.68ppb,珠江口高达150ppb,为中国近海铅浓度最高区，粤西沿海为4.85ppb。4海洋重金属污染危害铅：人体内正常的铅含量应该在 0.1毫克/升，如果含量超标，容易引起贫血，损害神 经系统。而幼儿大脑受铅的损害要比成人敏感得多。砷：俗称 “砒霜”，如果 24 小时内尿液中的砷含量大于 100微克/升就使中枢神经系统 发生紊乱，并有致癌的可能。而且如果孕妇体内砷超标还会诱发畸胎。镉：正常人血液中的镉浓度小于 5 微克/升，尿中小于 1 微克/升。如

12、果长期摄入微量 镉容易引起骨痛病。汞：正常人血液中的汞小于 5-10 微克 /升，尿液中的汞浓度小于 20 微克/升。如果急性 汞中毒，会诱发肝炎和血尿。铬：铬中毒后可致腹部不适及腹泻等中毒症状，引起过敏性皮炎或湿疹，呼吸进入， 对呼吸道有刺激和腐蚀作用，引起咽炎、支气管炎等。汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑、神经、视力破坏极大。天然水每升水中含 0.01 毫 克，就会导致人中毒。钴：能对皮肤有放射性损伤。钒：伤人的心、肺，导致胆固醇代谢异常。 锑：与砷能使银手饰变成砖红色，对皮肤有放射性损伤。 铊：会使人多发性神经炎。锰：超量时会使人甲状腺机能亢进。也能伤害重要器官。5 评价方法对于水环境中重

13、金属污染的评价方法主要包括三方面 :一是生物监测的评价方法 ,二是 水质直接评价方法 ,三是沉积物评价方法 5 。5.1 生物监测评价方法所有的海洋生物都在某种程度上积累重金属 ,积累量视金属类型和生物种类而异。 双壳 类积累重金属的量随水体中重金属浓度的增加而增加。 在自然海区 ,菲律宾蛤仔对锌、 铅的 富集系数可达 1000 以上。重金属在水生动物内可通过鳃、摄食、体表与水体的渗透交换 作用等方式累积 ,其中沿食物链的富集最主要。生物的食性不同 ,重金属在不同水生动物中 残留量也各异。海洋双壳类 （牡蛎、蛤仔、贻贝 ）具有重金属污染监测生物应具备的基本属 性:分布广泛,种群密度大 ,寿命较

14、长 ,固着不动,底栖生活 ,对水环境中重金属的累积是净累积 型 ,从体内排出有一定长时间的生物学半衰期。因此 ,利用双壳类监测海洋重金属污染已成 为海洋重金属污染监测的重要手段。5.2 水质直接评价方法海洋水质评价方法主要有 :单项指数法、综合指标评价法、尼梅罗评价方法、几何均值 模式、向量模式、模糊数学法、半集均方差模式、灰色聚类法和层次分析法等。5.2.1单项指数法单项指数法是根据评价标准对单项指标进行分析评价 ,取其中最大类别为该断面或水 体的总体水质类别。公式 :Ii= Ci/ Si式中 ,Ii 为 i 种污染物单项指数 ;Ci 为 i 种污染物实测值 ,mg/L;Si 为 i 种污染

15、物评价标 准,mg/L。单项指数法简单明了，容易使用，可以清楚地判断出主要污染因子、污染时段和主 要污染区域 ,是其他模式的基础。但是 ,这是一种最为悲观的评价方法 ,只要有 1项因子污染 严重,不论其他因子的污染程度如何 ,总体水质类别都很差 ,而且不能给出一个概括性的结 论。5.2.2模糊数学法用模糊数学理论进行水质评价是用隶属函数来描述水质分级。此评价方法大体可分为 以下4个过程:用隶属度刻划环境质量的分级界限；列出各单项参数对各环境质量等级 的隶属度,即通过隶属函数求出m个单项参数对各级环境质量的隶属度，得到1个mx n的矩 阵 M； 计算权重并赋予各参数 ,根据各参数超标情况进行加权 ,超标越多 ,加权越大,权重 值Wi= Ci/ Si;对各单项权重进行归一化运算，然后对m项参数给予权重，组成1个1Xm的 矩阵N;模糊矩阵复合运算得到综合评价矩阵P= N M,其中的运算遵循 相乘取小, 相加取大”的原则，依据P进行综合评价。5.