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环境问题是当今世界面临的一个重大问题,世界60%的人口所聚居的海岸带的环境问题更是重中之重。人类不合理利用资源和过度排污是海岸带环境问题的主要原因,海岸带环境问题自20世纪80年代以来一直是学术界和政府部门比较关注的热点之一。全球变化研究对海岸带陆海相互作用给予高度重视,近岸海洋沉积物包含有丰富的陆海相互作用和污染等环境信息,提取沉积物中环境信息的方法有很多,元素地球化学方法是随现代分析测试技术的发展而发展起来的一种很重要的方法,元素在沉积物中的地球化学特征,可以清晰而又直接的反映环境的变化。
本文选择中国沿海三个典型区域的4海湾(龙口湾、套子湾、小海湾、乐清湾)和1个潮滩(王港潮滩)为研究对象,在野外表层沉积物和柱状沉积物取样,以及室内粒度和元素地球化学实验分析的基础上,研究了表层沉积物元素地球化学特征,探讨其环境意义,并对典型元素在不同海湾的地球化学特点进了对比分析,得出以下主要结论:
(1)近岸海域现代沉积物元素地球化学特征的空间变化显著,差异性明显。
各研究区之间,CaO、SO<,3>、P<,2>O<,5>、SiO<,2>含量最高差异均超过120%,最高甚至达285%。微量Cu、Sr、Pb、Zn元素含量最高相差都比较高,除Rb、Ba的分别为79%、58%外,其他均在90~140%之间。
(2)气候、物源、人类活动和沉积环境是近岸海域现代沉积物元素地球化学特征的重要影响因素。
乐清湾中Fe<.2>O<.3>、MnO、TiO<.2>、Cu、Rb、zn含量较王港潮滩和胶东半岛各海湾的高,Na<.2>P、Sr在北部胶东半岛各海湾中含量较高,表现了气候对元素的含量和分布的影响。胶东半岛各海湾中Ba的高含量与山东半岛广泛分布的花岗岩提供的大量Ba的载体矿物有关,反映了区域地质背景对各海湾中的元素含量有影响。
各研究区底质沉积物中,某些元素的含量变化受人类活动影响较大,特别是微量元素的含量。乐清湾中Cu的含量最高;龙口湾湾底沉积物中SO<.3>、Cu、As、Zn的含量比套子湾的高;Pb、As在各研究区的富集程度均较高;多数元素在靠近岸边港口和河流入海口的沉积物中含量最高或接近最高;王港河道中P<.2>O<.5>和SO<.3>含量的升高;王港地区平均高潮线附近Cu、Zn、As、Pb的含量增加;等等都反映了人类活动往湾中排放污染物而造成某些元素含量较高的现象。
王港互花米草滩沉积物中sr和Na<,2>O的含量都比较低;荣成小海湾沉积物中sr的含量较高;都反映了生物对这些元素含量的影响。
元素在不同环境下的变化也是影响元素地球化学特征的很重要的因素,本次研究中,CaO和Na<,2>O有很明显的表现,王港近岸海域平均高潮线以下沉积物中CaO含量较高,而Na<,2>O的含量则较低,在平均高潮线以上的沉积物中Na<,2>O含量较高,而CaO的含量较低;龙口湾和套子湾沉积物中,CaO均表现为越往海的方向,含量越高,而Na<,2>O却与此相反,越往海的方向,含量越低。表现出受海水影响,Na<,2>O和CaO有不同的化学性质。
海湾或泻湖的形状也是影响湾内沉积物中元素化学特征的很重要的因素,荣成小海湾沉积物中元素含量较高即与此又很大的关系。
(3)沉积物粒度对近岸海域沉积物元素地球化学特征影响显著,而影响沉积物粒度的诸多因素也就是间接影响元素地球化学特征的因素。
龙口湾沉积物中多数元素的含量高于套子湾沉积物中的;龙口湾港口湾内多数元素的含量为全湾最高值;套子湾中,多数元素在近岸水动力较弱的养殖区沉积物中的含量比离岸较远的养殖区内的含量高;王港近岸互花米草滩沉积物中元素的含量较高,平均高潮线附近元素含量有较大差异;王港河道中元素含量较高;等均与细颗粒物质较高有关系,而细颗粒之所以能富集,与水动力较弱有很大的关系。水动力较强的区域,粗颗粒物质含量较高,附存在细颗粒物质中的元素的含量就较低,而使虽粒度降低而含量升高的元素的含量较高,如乐清湾潮水道区沉积物中si、Ti的含量较高,即与此有关。