李存煥，李曼玉，羅 濠，提巍坤，丑慶川，史秀華

深圳大學高爾夫學院，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區(qū)位于深圳灣北東岸，是世界上為數不多位于城市中心區(qū)的國家紅樹林自然保護區(qū)濕地［1］，30多年來，隨著經濟的迅速發(fā)展，城市化進程中產生的工業(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，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重威脅［2］.因此，深圳灣紅樹林濕地的環(huán)境保護受到國內外學者的高度的關注與重視.

重金屬具有較強的累積效應，是毒性較大的污染物質，多數物種在低濃度重金屬脅迫下會表現出明顯的受害癥狀.為此，研究分析深圳灣水質重金屬含量不但可以判斷其污染程度，同時可在環(huán)境評價基礎上為保護紅樹林生態(tài)系統(tǒng)提供科學依據.

1 材料與方法

1.1 采樣地點

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區(qū)內的新洲河口、沙咀魚塘、鳳塘河灘、鳳塘河口和鳳塘魚塘5個樣點，兩年共采集水樣120個，各采樣點具體位置如圖1.

圖1 深圳紅樹林自然保護區(qū)5個采樣點分布Fig.1 The distrution of 5 sampling sites in mangrove forest of Shenzhen Bay

1.2 樣品測定

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

2 結果與分析

2.1 重金屬元素質量濃度的時間變化規(guī)律

2009年11月～2011年10月，連續(xù)測定7種重金屬元素，其中，Zn和Ni元素的質量濃度為0.圖2為Cr、Cd、Pb、Cu和Mn 5種重金屬元素的質量濃度隨時間變化曲線.由圖2可見，5種重金屬元素在24個月中最高質量濃度分別為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.鳳塘河與新洲河經市區(qū)入海，河流兩岸有多家洗車場、電子廠和服裝廠，因此重金屬污染較嚴重.鳳塘河魚塘和新洲河魚塘有蘆葦，重金屬質量濃度相對較低，其余樣地重金屬質量濃度較為接近.

2.2 重金屬元素質量濃度變化與氣象因素的關系

2009年11月～2011年10月深圳氣象臺發(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，兩年內氣溫變化相似，2010年降雨比2011年早且雨量大.運用SPSS軟件將重金屬元素質量濃度與氣溫、降水因素進行相關性分析，結果見表1.由表1可見，5樣地中，Cr、Cd、Pb與氣溫、降水量呈負相關(P ＜0.01)，只有Mn不相關.相關性極為顯著(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質使底泥對重金屬吸附性增強.

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

2.3 樣地間水質比較

將5個樣地持續(xù)兩年的重金屬質量濃度平均值與《海水水質標準》對照，評價深圳灣紅樹林的水質重金屬污染狀況.運用SPSS軟件，對5樣地重金屬元素質量濃度進行方差分析，結果見表2.

表2 各樣地的重金屬元素平均質量濃度與差異性(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的質量濃度，4個樣地達到了Ⅰ類水標準(ρ(Cu)≤0.005 mg/L)只有鳳塘河灘一個樣地達到Ⅱ類海水水質標準(ρ(Cu)≤0.01 mg/L).因Zn和Ni質量濃度均為0 mg/L，所以5樣地為Ⅰ類水標準.②5樣地中Cd和Pb的平均質量濃度均超出Ⅳ類海水水質標準(0.01 mg/L和0.05 mg/L)，Cr都達到Ⅲ類水標準(ρ(Cr)≤0.2 mg/L).因此，5個樣地Cd、Pb和Cr重金屬污染嚴重，為劣Ⅳ類海水水質.③5個樣地Cu和Mn的平均質量濃度較為接近，差異不顯著;Cr、Cd和Pb的平均質量濃度差異極顯著，表現為河口平均質量濃度高，魚塘、河灘平均質量濃度較低.究其原因是所測魚塘內有茂密的蘆葦生長，河灘樣地生長有紅樹，而高等植物對重金屬有去除作用［3］，紅樹植物能夠通過各種方式沉積大量金屬污染物，從而對重金屬污染有凈化功能［4］.

文獻［5］顯示，在深圳市籌辦第26屆世界大學生運動會期間，共新建和擴建21個污水處理廠，新增930 km污水管網，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，開展污染物處理設施規(guī)范化達標檢查工作，對于未建設符合規(guī)范要求的廢水、廢氣和廢物污染治理設施的企業(yè)一律責令其限期整改.由檢測數據可見，2011年3～4月，深圳灣紅樹林重金屬質量濃度均明顯下降，5～10月各重金屬元素的質量濃度均保持在較低水平，其中5個樣地的Cr、Pb、Mn和Mg的平均質量濃度均為兩年來最低.

3 結果與討論

綜上研究認為:①2009年11月～2011年10月，在深圳紅樹林自然保護區(qū)5樣地中均未測出Zn和Ni元素的存在，重金屬元素Cr、Cu、Cd和Pb的質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，及溫度上升導致的固體化合物溶解度下降有關.各元素間的質量濃度變化也有一定相關性;②與《海水水質標準》對比發(fā)現，5個樣地中Pb和Cd元素的質量濃度都超出Ⅳ類水質標準;Cu、Zn和Ni元素檢測符合國家Ⅰ類海水水質標準;5個樣地中新洲河口的重金屬污染較為嚴重，兩魚塘的重金屬污染程度較輕;③水體中重金屬元素質量濃度的年際變化平穩(wěn)，魚塘和河灘有一定的凈化能力，其對應重金屬含量顯著下降.

可見，深圳灣紅樹林自然保護區(qū)長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)境的破壞會引起鳥類物種和數量的減少，隨之帶來的紅樹林病蟲害非常容易導致成片的紅樹林枯死.瀕危紅樹林受到生存威脅，勢必導致濕地平衡失調等［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狀況的主要途徑.

/References:

［1］He Fenlin.Study on ecological restoration of mangrove ecosystem ［J］.Environmental Science and Technology，2004，27(4):81-83.(in Chinese)何奮琳.深圳福田紅樹林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)恢復對策研究［J］.環(huán)境科學與技術，2004，27(4):81-83.

［2］Zhou Fufang，Shi Xiuhua，Qiu Guoyun，et al.A comparison study on the secondary production of macrobenthos in different wetland habitats in Shenzhen Bay［J］.Acta Ecologica Sinica，2012，32(20):6511-6519.(in Chinese)周福芳，史秀華，邱國玉，等.深圳灣不同生境濕地大型底棲動物次級生產力的比較研究 ［J］.生態(tài)學報，2012，32(20):6511-6519.

［3］Wang Haidong，Fang Fengman，Xie Hongfang.Research situation and outlook on heavy metal pollution in water environment of China［J］.Guangdong Trace Elements Science，2010，17(1):14-18.(in Chinese)王海東，方鳳滿，謝宏芳.中國水體重金屬污染研究現狀與展望 ［J］.廣東微量元素科學，2010，17(1):14-18.

［4］Sun Yi，Wang Tieliang，Shan Yuyang.Effect of wetland on removel of Cd，Cr and As［J］.Guizhou Agricultural Sciences，2011，39(8):209-211.(in Chinese)孫 毅，王鐵良，單魚洋.濕地對重金屬鎘、鉻、砷的去除效果 ［J］.貴州農業(yè)科學，2011，39(8):209-211

［5］＜Environmental emergency plan of the 26th Shenzhen Summer Universiade＞ ［Z］，Shenzhen Environmental Protection Shenzhen water authority，2011.4.(in Chinese)《第26屆深圳世界大學生夏季運動會突發(fā)環(huán)境事件應急預案》［Z］.深圳市環(huán)境保護 深圳市水務局，2011.4.

［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，2005，3(4):315-320.