三亚河沉积物中重金属生态风险评价与污染历史

甘华阳，何海军，张卫坤，林进清

1. 广州海洋地质调查局（国土资源部海底矿产资源重点实验室），广东 广州 510760；2. 中国地质大学（武汉）地球科学学院，湖北 武汉 430074

三亚河沉积物中重金属生态风险评价与污染历史

甘华阳1*，何海军1，张卫坤2，林进清1

1. 广州海洋地质调查局（国土资源部海底矿产资源重点实验室），广东 广州 510760；2. 中国地质大学（武汉）地球科学学院，湖北 武汉 430074

主要研究了三亚河沉积物中重金属的分布、富集程度、生态风险以及污染历史，可为三亚河的污染治理和海洋环境保护提供参考信息。结果表明，三亚河表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cd、Hg、Ni等8种重金属元素的质量分数分别为(3.9±1.7)、(100.4±38.9)、(32.0±8.3)、(28.8±11.5)、(10.27±4.61)、(0.181±0.110)、(0.204±0.091)、(22.7±8.0) μg·g-1，Al2O3、TOC的质量分数分别为10.34%±5.49%、1.29%±1.23%。210Pbex放射性比活度被用于确定研究区的平均沉积速率并建立沉积年代框架。应用210Pbex稳定初始浓度模型得出三亚河沉积物的平均沉积速率约为 0.89 cm·a-1，所获取柱状样的沉积年代为1918─2014年。基于柱状样底部未受人类活动影响的子样得到的研究区8种重金属的背景值分别为7.5、38.7、14.3、31.9、4.95、0.027、0.015和6.4 μg·g-1。三亚河表层沉积物中Pb、Zn、Cu、Cd、Hg和TOC经Al元素标准化后的富集因子的算术平均值都大于1.5，说明这些重金属和有机质大部分来源于人类活动的输入。柱状沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd和Hg的质量分数和富集因子在45 cm深度以上（即上世纪60年代以后）也存在明显的由人类活动的输入引起的上升和富集趋势。研究区沉积物中TOC与富集重金属Pb、Cr、Cd、Zn和Cu之间的Pearson相关系数r值为0.56～0.85，表明有机质降解所产生的腐殖酸吸附是导致沉积物中重金属质量分数变大的主要原因。对照美国NOAA沉积物生物效应数据标准，三亚河沉积物中Hg含量在多数站位介于 ERL和 ERM 阈值之间，已对底栖生物产生负面影响。三亚河目前重金属的沉积通量约为 2.26 g·m-2·a-1，所沉积的重金属主要为Zn，约占总通量的50.6%，其次为Pb、Cr和Cu，它们的比例分别为16.1%，14.5%和11.5%，毒性较强的Hg和Cd分别仅占总通量的0.10%和0.09%。

重金属；沉积物；风险评价；污染历史；三亚河

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重金属元素由于其高毒性、环境持久性和生物累积性被认为是自然界中最主要的污染物种类（Manahan，2000）。沉积物是河口和近岸环境中重金属最终的汇，因为水体中大部分吸附于悬浮物的重金属最终将通过沉积作用在沉积物中累积（Huang et al.，2014）。然而当环境条件如pH、Eh或盐度等发生变化时，这些已经沉积的重金属能被再次移动并释放到上覆水体中成为新的污染源（Li et al.，2011；Chen et al.，2012）。因此弄清河口和近岸沉积物中重金属的含量、污染历史及其潜在的生态风险对于生态环境的保护与人类健康的保障具有重要意义。

三亚河是流经我国著名热带滨海旅游城市三亚市的河流，被誉为三亚的母亲河。近年来随着海南国际旅游岛的建设，三亚市旅游业迅猛发展，然而，随之而来的是城市污染的日趋严重。由于三亚市污水管网及处理设施建设相对滞后，三亚河一度为三亚市污水排放入海的主要途径。近期调查发现三亚河周边仍有污水未经处理直排入河（央视网，2015）。由于三亚湾是三亚河的受纳水体，而前者又是三亚最重要的海滨风景区以及三亚珊瑚礁国家级自然保护区的主要坐落区域，因此对三亚河污染的控制和修复对三亚市旅游业的可持续发展和海洋生态保护尤为重要。目前三亚市已着手解决污水排河污染和河底沉积物污染的问题，然而令人遗憾的是，对三亚地区沉积物重金属的调查主要集中在三亚湾（张宇峰等，2003；刘建波等，2012），有关三亚河的报道极为有限（董志成，2008）。本文的主要目的是研究三亚河沉积物中重金属的含量分布、生态风险以及污染历史，为三亚河的污染治理和环境保护提供有价值的信息。

1 材料与方法

1.1研究区概况

三亚河位于三亚湾的东侧，是注入三亚湾的最大河流。它发源于三亚市和保亭黎族苗族自治县交界的中间岭右侧高山南麓，上游由六罗水、水蛟溪和半岭水3条河流组成，流程28.8 km，集雨面积337.02 km2。流经三亚市区时三亚河分成东河和西河，最后汇合成一个入海口经三亚港流入三亚湾。三亚河属潮汐河流，现实际日纳潮量为253 m3，年径流量为9×108m3。河口所处的三亚湾多年平均潮差为0.79 m，属弱潮海区（车志伟等，2007）。据前人研究，三亚河年平均悬移质输沙量为2417 t，丰水期（5─10月）的输沙量占全年输沙量的90%～98%（Li et al.，2013）。三亚河所流经区域的地层岩性多为第四系砂、砂砾、亚砂土和粉砂质粘土等（董志成，2008）。

1.2取样与分析测试

2014年5─6月采用抓斗取样器和柱状取样器（Eijkelkamp，荷兰）在研究区共5个站位获取了沉积物样品（图1）。其中D480站位为柱状样（样长87 cm），其余4个站位为表层样（0～10 cm）。所有沉积物样品在获取后均保存于4 ℃的冷柜中。柱状沉积物样品在实验室首先进行开样描述和照相，随后以3 cm的间隔分割获得实验分析的子样。

图1 三亚河沉积物取样站位分布Fig. 1 The distribution of sediment sampling stations in Sanya River

沉积物样品的实验室分析包括粒度、地球化学、放射性比活度和密度。其中粒度分析采用综合法，即大于2000 μm的粗粒部分采用筛分法，而其余的细粒部分则采用激光粒度法，所使用的仪器为 Mastersizer 2000激光粒度分析仪（Malvern Instruments Ltd.，英国），最终结果由两种测量结果联合获得。地球化学分析包括 Al2O3、有机碳（TOC）、Cu、Pb、Cr、Zn、As、Cd和Hg等元素。其中Al2O3和Cr含量采用X荧光光谱法测定（Axios XRF，PANalytical B.V.，荷兰、ZSXmini Rigaku Corp.，日本）；Cu、Zn和Pb含量测试采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES，Optima 4300DV，Perkin Elmer Inc.，美国）；TOC含量测试采用重铬酸钾氧化-还原容量法；As和Hg含量测定采用原子荧光法（AFS-820，北京吉天仪器有限公司，中国）；Cd含量测定采用石墨炉原子吸收分光光度法（Jena Zeenit60，Analytik Jena AG，德国）。化学测试过程中采用插入标准样（GBW 07406、GBW 07408和GBW 07430）、空白样和重复样（测试样品数量的15%）等手段对测试质量进行了全程监控。各元素在标准样品中重复测试的回收率为 94%～103%。重复样品测试的相对偏差在1%～7%之间。

用于柱状沉积物定年子样的210Pb和137Cs放射性比活度测量由中科院地理与湖泊研究所湖泊沉积与环境重点实验室完成。所使用仪器为美国EG & G Ortec公司生产的γ谱分析系统，具体方法详见相关文献（夏威岚等，2004）。柱状沉积物密度测试采用环刀法（Hu et al.，2006）。

1.3 数据处理与生态风险评价方法

数据统计及 Pearson相关分析处理采用 SPSS Statistics v22.0（IBM Corp.，美国）软件。有序样本聚类法（CONISS）被用于柱状沉积物中重金属含量和垂向富集变化阶段的划分，所使用的软件为PAST v3.02（Hammer et al.，2001）。该方法在聚类分析过程中还考虑了观察到的样本的时间顺序，并非随便打乱顺序地将任意两个距离最近的样品聚为一类，因此又称最优分段法。

本研究采用美国 NOAA确定的适合于河口与海洋沉积物的生物效应数据标准（Long et al.，1995；Buchman，2008），即“效应范围低（Effects range low，ERL）”和“效应范围中等（Effects range median，ERM）”两种阈值浓度评价三亚河沉积物中重金属的生态风险。沉积物中污染物浓度小于ERL说明其对底栖生物的负面效应基本不发生，位于 ERL和ERM 之间说明该污染物对底栖生物的负面效应偶尔发生，而大于 ERM说明它对底栖生物的负面效应经常发生。各重金属的ERL和ERM阈值见表1。

表1 三亚河表层沉积物中重金属、Al2O3和TOC的质量分数以及中值粒径Md等参数Table 1 The concentrations of heavy metals, Al2O3, TOC and median grain size (Md) in the surface sediment of Sanya River

2 结果

2.1表层沉积物中重金属的分布

表1列出了研究区5个站位表层沉积物中8种重金属、Al2O3和 TOC的质量分数以及中值粒径Md等参数。按照Shepard（1954）沉积物分类方案，5个站位的表层沉积物除了D476和D480站位为粉砂质砂之外，其余 3个站位的沉积物类型均不相同。重金属中 Zn的平均质量分数最高，为(100.4±38.9) μg·g-1，其次为Pb、Cr、Cu、Ni和As，分别为(32.0±8.3)、(28.8±11.5)、(22.7±8.0)、(3.9±1.7)和(10.27±4.61) μg·g-1，Hg和 Cd最低，分别仅为(0.204±0.091)和(0.181±0.110) μg·g-1。5个站位中沉积物粒度较细的 D475和 D477站位各重金属和TOC的质量分数都相对较高。

2.2柱状沉积物组成与沉积年代

D480柱状样沉积物主要由砂组成，粉砂和粘土含量约在15%～20%之间，因此粒度偏粗，并且总体呈现出由下而上沉积物粒度逐渐增大的趋势。沉积物的干密度为 0.88～1.73 kg·dm-3，总体也呈现为自下而上减小的变化，但在中段由于沉积物中砾石含量的变化导致其干密度出现了较大的波动。

沉积物210Pbex比活度在51 cm以上深度可检测到，范围在16.5～67.0 Bq·kg-1，但137Cs在所有深度均未检测到。由于在0～51 cm沉积物中210Pbex比活度基本呈现为由下而上递减的趋势，而且沉积物的组成无剧烈的变化，因此这里采用210Pbex稳定初始浓度（CIC）模型（Appleby，2008）来计算D480柱状样的平均沉积速率。图2同时显示了CIC模型应用的结果，所得曲线拟合优度（r2=0.64）虽仅为中等，但仍在可接受的范围之内。近表层10 cm左右深度以上的沉积物中由于经常受到水流扰动，210Pbex比活度波动较大，这可能是导致CIC模型拟合优度不高的主要原因。

图2 三亚河D480柱状样沉积物垂向组成，干密度及210Pbex放射性比活度Fig. 2 The vertical sediment compositions, dry bulk densities and210Pbexradio specific activities of core D480 in Sanya River

210PbexCIC模型拟合（λ=0.0311a）得到的三亚河沉积物的平均沉积速率约为0.89 cm·a-1，据此计算出 D480柱状样沉积物的沉积年代约为 1918─2014年。

2.3柱状沉积物中重金属的分布

D480柱状样沉积物中各重金属、Al2O3和TOC的质量分数随深度（沉积年代）的变化趋势如图3所示。8种重金属中除了Cr，As和Ni元素在柱状样中随深度的减小呈现降低或基本不变的趋势之外，Cu、Zn、Pb和Cd元素均在45 cm深度以上（约1962年以后）出现了明显增加的趋势。Hg元素的质量分数在中上部层位的增加趋势则不太显著，仅在24～30 cm层段（约1980─1987年）出现了一个明显的峰值。

图3 三亚河D480柱状样沉积物中重金属质量分数及富集因子分布Fig. 3 The distributions of heavy metal concentrations and enrichment factors in the sediment of core D480 in Sanya River

沉积物中TOC质量分数在57 cm（约1950年以下深度基本保持在低于0.01%的水平，但在该深度以上也开始持续增加，尽管在约20～40 cm深度（约1990─1960年）存在大幅波动。Al2O3的质量分数在57 cm（约1950年）约为6%左右，20～57 cm段含量由下而上逐渐减小至 3.3%，最后又逐渐上升至表层约6.5%左右。

2.4生态风险评价

研究区D475站位表层沉积物中Cu、Zn和Hg的质量分数以及D477和D479站位的Hg的质量分数均位于各自ERL和ERM之间；D480站位柱状沉积物中仅Hg在15～30 cm和近表层的3～6 cm层段，Pb在36～39 cm和15～18 cm层段的质量分数位于各自ERL和ERM之间，说明这些站位（层位）的重金属已对底栖生物产生负面影响。

3 讨论

3.1表层沉积物中重金属质量分数与其它区域的比较

三亚河表层沉积物中重金属质量分数与其受纳海域三亚湾（刘建波等，2012）相比较（表2），除了Pb接近之外，Hg要高出后者约1个数量级，其它元素则都高出1～3倍。与海南岛西部的昌化江口（Hu et al.，2013）相比，三亚河表层沉积物中Zn、Cd和Hg的质量分数较高，而后者Cr、As和Ni的质量分数则较高。研究区表层沉积物中绝大部分重金属的质量分数除了As之外都普遍高于海南岛近岸（夏南等，2011），如Pb和Cr约高出1倍，Zn、Cu和Cr约高出4倍，而Hg则约高出16倍。如果将比较区域扩展到更大的北部湾东部（Dou et al.，2013），则是另一番情形。后者表层沉积物中大部分重金属元素如Cu、Cr、As都要高出研究区2～3倍，Pb和Cd相当，但Hg和Zn的质量分数却在研究区较高，特别是Hg，仍是后者的3.4倍。

表2 三亚河表层沉积物中重金属质量分数与其它区域的比较Table 2 The concentrations of heavy metals in the surface sediment of Sanya River and the comparisons with other areas

与同样流经市区并处在河口位置的珠江（Niu et al.，2009）相比较，后者表层沉积物中的重金属除了Cd的质量分数与研究区数据接近之外，其它元素都高出三倍以上，特别是Cu，其质量分数是研究区的128倍。珠江三角洲是我国经济最活跃的区域之一，珠江每年携带大量的源自工农业生产、交通运输以及生活排污等的重金属元素沉积于河口及其邻近海域（Chen et al.，2012；Feng et al.，2012；Duan et al.，2014），这是珠江沉积物中重金属质量分数比研究区明显高出许多的主要原因。

通过横向比较发现，三亚河口表层沉积物中Hg的质量分数相对于受纳水体及邻近海域是严重偏高的，这意味着人为污染导致的额外输入较多。

3.2重金属之间的相互关系

三亚河沉积物中重金属、Al2O3、TOC含量以及中值粒径Md之间的Pearson相关系数矩阵见表3。Cu、Zn、Pb、Cd、Hg和Ni两两之间都存在着不同程度的正相关关系，其中Cu与Zn之间的相关系数 r高达 0.94（P=0.000），为强正相关；As和Cr与其它大多数重金属元素呈负相关，而两者本身却存在中等程度的正相关（r=0.67，P=0.000）。重金属之间的中等至强正相关意味着它们可能有着相同的来源或曾以相同的方式进入到沉积物中，例如本研究中的Cu、Zn、Pb、Cd和Hg等元素。

表3 三亚河沉积物中重金属、Al2O3、TOC含量以及中值粒径之间的Pearson相关系数矩阵Table 3 The Pearson correlation matrix among concentrations of heavy metals, Al2O3, TOC and median grain size in the sediment of Sanya River

由于Al元素在沉积物中主要存在于蕴含细粒的粘土矿物中，因此本研究中 Al2O3与中值粒径Md之间也不出预料地呈强正相关（r=0.85，P=0.000）。尽管有大量研究表明沉积物中的绝大部分微量元素包括重金属含量存在明显的“粒度效应”，即沉积物颗粒越细，其元素含量越高（赵一阳等，1994，Chen et al.，2012，Huang et al.，2014）。这主要是由于细粒沉积物除了本身富含一定元素之外，其表面吸附作用较强，可吸附许多微量元素形成共沉淀（Gan et al.，2013）。然而，在本研究中这种现象似乎并不显著， Al2O3或中值粒径 Md仅仅与Cu、Zn、Cr、As和Ni等元素之间存在中等程度的正相关。相对而言，沉积物中有机质的含量对重金属含量的影响更为明显。TOC的含量与Cu（r=0.85，P=0.000）、Zn（r=0.84，P=0.000）、Cd（r=0.76，P=0.000）、Cr（r=0.60，P=0.000）和Pb（r=0.56，P=0.001）存在显著的强至中等正相关关系。这是因为有机质降解所产生腐殖酸能吸附微量元素（Jayaprakash et al.，2014），从而导致沉积物中重金属元素含量增加。

3.3重金属富集因子与来源

元素富集因子（EF）主要以Al作为参比值，将某一元素的丰度与背景中该元素的丰度（Taylor et al.，1985；Wedepohl，1995；Gan et al.，2015）进行标准化，用以消除由于粒度变化所产生的影响，从而达到评价沉积物元素污染程度和判断物源的目的。沉积物中某一元素相对于地壳元素丰度的富集因子定义为：EF=(E/Al)沉积物/(E/Al)背景值，其中E为沉积物中被研究的元素含量。通常情况下，如果EF值在 0.5～1.5，认为该元素为地壳来源；如果EF>1.5，则认为该元素大部分为非地壳来源，除了生物作用之外，极大可能受到了人类活动的输入（即污染）；而EF<1则表示该元素相对于背景值亏损（Huang et al.，2014）。

本研究中各元素的背景值采用D480柱状样底部 3个子样品中元素含量的算术平均值（表 1），因为根据测年结果可判断这 3个样品的沉积年代为20世纪初，基本未受到人类活动的影响，而且沉积物的组成稳定。

表 4列出了三亚河表层沉积物中重金属的富集因子及其统计特征。根据上述标准，Cr、As和Ni3种元素的EF平均值都在0.5～1.5之间，说明它们主要来源于本地岩石的风化产物。Pb、Zn、Cu、Cd和Hg的EF平均值都超过了1.5，说明这些元素大部分来源于人类活动的输入，特别是 Hg和Cd。值得注意的是，TOC的EF值高达26.08，意味着沉积物中几乎全部的有机碳均来自外部输入。从空间分布上来看，位于河口入海位置的D479站位表层沉积物重金属的富集比较突出，如Hg的EF值高达15.48；其次为TOC富集最多的D480站位，其Cd的EF值也高达12.84。

表4 三亚河表层沉积物中重金属和TOC的富集因子Table 4 The enrichment factors of heavy metals and TOC in the surface sediment of Sanya River

图3中同时显示了D480柱状样中各重金属元素和TOC的EF值垂向随沉积年代的变化趋势。除Ni之外，其它元素的EF趋势与其各自的含量趋势基本一致。Cu、Zn和Pb元素的EF值均在45 cm深度以上（约1962年以后）开始增加（EF≈1.0），并在约20 cm（约1990年代）升至各自的最大值3.9、3.0和6.9，20 cm后至表层都降至2.0左右。Cd的EF值在60 cm处（约1945年）从1.5开始上升至45 cm（约1962年）处的4.5左右，随后再次上升至11.5。45 cm（约1962年）以上部分Cd的EF值在8.4至14.5波动。Hg的EF从58.5 cm（约1948年）的0.9持续上升至22.5 cm的55.1，随后逐渐下降至表层的6.7。TOC的EF值从61.5 cm（约1945年）处的1.3开始上升，至31.5 cm（约1945年）处达到最大值 67.1，随后至表层基本都在40左右波动。D480柱状样中Cu、Zn、Pb、Cd和Hg的EF变化趋势说明，这些元素在中上层（即上世纪60年代以后）出现的含量的上升现象是由人类活动的输入引起的。张婉珈等（2010）的研究也表明，上世纪60年代开始三亚湾沉积物中有机氯农药含量随着三亚地区的发展建设出现上升趋势。这与三亚河沉积物中重金属富集出现的时间相吻合。

三亚市含重金属元素的生产生活污水排放是三亚河沉积物中重金属含量增加并富集的最主要原因。据最近的报道，三亚市 1天产生的污水是2.3×105t，目前建设的10个污水处理厂每天只能负荷1.5×105t，还有8×104t污水得不到处理而通过三亚河直接排放。其次的来源是城市非点源污染，例如城市路面雨水径流中就含有大量的重金属元素。三亚市大部分地区目前尚未建成雨污分流排水管网系统，无法对雨水径流污染进行有效拦截与处理。此外，三亚河口停泊的大量渔船的排污、发动机废气排放及船体受腐蚀引起的油漆剥落也是三亚河重金属的一个重要来源。由于三亚河为潮汐河流，水环境受海水影响较重。当水体受到潮水顶托，流速下降并且盐度和pH值发生变化时，那些主要吸附于悬浮物和有机质的重金属元素将通过物理和化学沉积作用被纳入到沉积物中。

3.4重金属沉积通量

目前三亚河重金属的沉积通量（FSed，g·cm-2·a-1）通过公式FSed=Cdγ估算（Zhang et al.，2012；Zhang et al.，2013），其中C为沉积物中各重金属的质量分数（g·g-1，干重），d为沉积物的干密度（g·cm-3），γ为平均沉积速率（cm·a-1）。三亚河沉积物中8种重金属的含量采用5个站位表层沉积物中各重金属质量分数的算术平均值 199.55 μg·g-1，沉积物干密度采用整根柱状样沉积物子样干密度的算术平均值1.28 kg·dm-3，平均沉积速率采用210PbexCIC模型拟合所得的值0.89 cm·a-1，由此最终估算出三亚河目前重金属的沉积通量约为2.26 g·m-2·a-1。由于Zn元素在8种重金属平均质量分数中所占的比例最大，因此三亚河所沉积的重金属主要为Zn，约占总通量的50.6%，其次为Pb、Cr和 Cu，它们的比例分别为 16.1%，14.5%和11.5%，毒性较强的 Cd和 Hg分别仅占总通量的0.09%和0.10%。

4 结论

三亚河表层沉积物中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cd、Hg和 Ni的质量分数分别为(3.9±1.7)、(100.4±38.9)、(32.0±8.3)、(28.8±11.5)、(10.27±4.61)、(0.181±0.110)、(0.204±0.091)和(22.7±8.0) μg·g-1。三亚河沉积物的平均沉积速率约为0.89 cm·a-1。沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd和Hg含量在45 cm深度以上（即上世纪60年代以后）出现由人类活动输入引起的明显上升。Hg和Cd在三亚河沉积物的富集非常明显，有机质对重金属富集有控制作用。对照美国NOAA确定的适用于河口与海洋沉积物的生物效应数据标准，三亚河沉积物中Hg的质量分数在多数站位介于ERL和ERM之间，已对底栖生物产生负面影响。三亚河目前重金属的沉积通量约为 2.26 g·m-2·a-1，所沉积的重金属主要为Zn，约占总通量的50.6%，其次为Pb、Cr和Cu。

致谢：本研究在野外调查取样和实验室分析过程中分别得到了海南省地质调查院杨永鹏工程师和珠江水利科学研究院测试中心朱小平工程师等人的大力协助，作者谨致谢忱！

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Eco-risk Assessment and Contamination History of Heavy Metals in the Sediments of Sanya River

GAN Huayang1, HE Haijun1, ZHANG Weikun2, LIN Jinqing1
1. Guangzhou Marine Geological Survey (Key Laboratory of Marine Mineral Resources, Ministry of Land and Resources), Guangzhou 510760, China; 2. Faculty of Earth Science, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074, China

The distribution, enrichment, eco-risk and contamination history of heavy metals in sediments of Sanya River were investigated in this study. It can provide helpful information on the pollution control and marine environmental protections of Sanya River. The results indicate that the concentrations of Cu, Zn, Pb, Cd, As, Cd, Hg, Ni, Al2O3and TOC in the surface sediments are (3.9±1.7), (100.4±38.9), (32.0±8.3), (28.8±11.5), (10.27±4.61), (0.181±0.110), (0.204±0.091), (22.7±8.0) μg·g-1, 10.34%±5.49% and 1.29%±1.23%, respectively.210Pbexwas utilized to determine the mean sedimentation rate and establish the deposition chronology. The mean sedimentation rate is about 0.89cm·a-1in study area employing the constant concentration model of210Pbexand the deposition period of the retrieved sediment core is 1918─2014. The backgrounds of the eight heavy metals obtained from the core bottom unaffected by human activities are 7.5, 38.7, 14.3, 31.9, 4.95, 0.027, 0.015 and 6.4 μg·g-1, respectively. The arithmetic mean values of Pb, Zn, Cu, Cd, Hg and TOC enrichment factors normalized by Al element all exceed 1.5 in surface sediment, implying most of these metals and organic matters are originated from human activities. The concentrations of Cu, Zn, Pb and Hg in the sediment core also demonstrate evident increasing and enrichment tendencies above 45 cm depth (after the year of ca. 1960), which are induced by the excessive input of anthropogenic pollution. The Pearson correlation coefficients between TOC and Pb, Cr, Cd, Zn and Cu are 0.56～0.85, suggesting the adsorption of humic acid produced by organic matter degradation is the principle factor dominating the enrichments of heavy metals in sediments. According to the sediment quality guidelines of US NOAA screening quick reference, adverse biological effects have been induced by Hg in the sediments of study area since its concentrations at most stations fall between the ERL and ERM threshold. The annual sedimentation flux of heavy metals-2·a-1, in which Zn is dominated and accounts for a proportion of 50.6%. The proportions of Pb, Cr and Cu are 16.1%, 14.5% and 11.5%. The more toxic metals of Hg and Cd only occupy 0.10% and 0.09% in the flux.

by Sanya River in recent years is estimated at about 2.26 g·m

heavy metals; sediment; Eco-risk assessment; contamination history; Sanya River

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.11.019

P736.4+1；X503.225

A

1674-5906（2015）11-1878-08

中国地质调查局项目（1212010914020）“华南西部滨海湿地地质调查与生态环境评价”

甘华阳（1979年生），男，高级工程师，博士，从事海洋环境地质的调查和研究。E-mail: ghuayang@126.com *通信作者。

2015-08-26

引用格式：甘华阳, 何海军, 张卫坤, 林进清. 三亚河沉积物中重金属生态风险评价与污染历史[J]. 生态环境学报, 2015, 24(11): 1878-1885.