（水生生物学专业论文）珠海湿地重金属污染监测及评价.pdf

m o n i t o r i n ga n de v a l u a t i o no nh e a v y me t al p ollu t ioninzhuhaiw e t la nd c h e nk a n g s p e c i a l t y ：h y d r o b i o l o g y c o ll e g e ：c o ll e g eo fl i f es c i e n c e s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rf a n gz h a n q i a n g s e n i o re n g i n e e ra nd o n g s u b m i t t e dd a t e ：m a y5 ，2 0 1 0 摘要 摘要 珠海湿地重金属污染监测及评价 专业：水生生物学 姓名：陈康 导师：方展强教授 安东高级工程师 珠海位于珠江河口区，既是海洋大市，又是湿地大市。据调查， 珠江口已成为继渤海湾之后国内第二大河口污染区，珠海的湿地面积 4 0 已面临退化，对珠海湿地的生态保护与污染治理已是刻不容缓。 本文研究了珠海湿地的水体、沉积物和生物( 鱼类) 的重金属污染状 况，初步评价了珠海湿地重金属污染水平及潜在生态风险，为珠海湿 地的保护工作提供科学依据。 分别于2 0 0 9 年1 月( 冬季) 和2 0 0 9 年8 月( 夏季) 在珠海湿地 展开水体和底泥沉积物的取样工作；并于2 0 0 9 年3 月，从唐家湾水产 品交易市场采集了2 0 种鱼类；2 0 0 9 年1 1 月，在淇澳岛红树林湿地进 行了底泥沉积物的取样。采用微波消解和原子吸收分光光度法、双道 原子荧光光谱法分别测量了各种样品中9 种重金属( f e 、m n 、z n 、 c u 、n i 、p b 、c r 、c o 和c d ) 的含量，比较、分析了珠海湿地各采样 位点重金属的积累水平和分布特点，并采用了单项质量指数法、 h a k a n s o n 潜在生态危害指数法和地质积累指数法对样品进行了重金 属污染状况评价。研究结果表明： ( 1 ) 珠海湿地西区沿岸位点水体、底泥沉积物中各种重金属的平 均含量高低顺序为：f e m n z n c u n i p b c r c o c d ，且各 位点已受到不同程度的重金属c d 、c u 、p b 和z n 的污染。水体的重金 属污染潜在生态风险程度要低于底泥沉积物，个别位点的底泥沉积物 重金属污染程度已经很严重，如珠海机场区域已受到严重的c u 污染。 摘要 珠海湿地不同季节水体中的重金属含量有明显差异，底泥沉积物中的 重金属含量差异较小。 ( 2 ) 大万山岛、东澳岛、桂山岛和外伶仃岛的各种重金属含量均 低于珠海湿地西区沿岸位点，污染程度较轻，潜在生态污染风险低。 水体和底泥沉积物中所测重金属元素的污染生态风险程度为：c d c u p b c r z n 。 ( 3 ) 淇澳岛红树林湿地已严重受到c d 、c u 和p b 等重金属污染。 沉积物中重金属含量次序为：f e m n c u z n n i p b c r c o c d ，与我国红树林表层沉积物的重金属含量大小顺序基本相符。潜在 生态风险评价结果表明，整个红树林湿地处于重度潜在污染生态风险。 ( 4 ) 珠海近海海域部分鱼类已受到了不同程度的重金属污染，有 的甚至达到重污染水平，并且大部分鱼体内的某些重金属的含量出现 超出食用标准的现象，如c d 和p b 在所测鱼体内全部超标。不同鱼类 富集重金属的能力不同。 ( 5 ) 以h a k a n s o n 潜在生态危害指数法进行评价的结果表明，无 论在水体还是在底泥沉积物中，珠海湿地受到的c d 污染潜在生态风 险程度最为严重，鱼类体内c d 的污染也最严重。 本研究结果表明，珠海湿地生态环境重金属污染情况严重，并且 近海海域生物体内有害、有毒重金属元素出现食用超标现象，当地有 关部门应当高度重视，采取适当措施，尽量减少各种污染源的存在， 使湿地长久保持健康、稳定的状态。 关键词：湿地重金属沉积物污染评价生态风险评价 a b s t r a c t m o nlt o rin ga n de v a l u a t 10 n0 nh e a v ym e t a l a b s t r a c t p o l l u t10 n inz h u h aiw e t l a n d m a jo r ：h y d r o b i o l o g y n a m e ：c h e nk a n g s u p e r v i s o r ：f a n gz h a n q i a n ga n da nd o n g z h u h a ii sac i t yw i t hl o n gc o a s t l i n e ，m u c ho c e a na r e aa n dw e t l a n d a r e a ，w h i c hs i t u a t e di nt h ep e a r lr i v e re s t u a r y f r o mi n v e s t i g a t e s ，t h e p e a r lr i v e re s t u a r yh a sb e e nt h es e c o n dp o l l u t e de s t u a r y ，a n dt h ef i r s ti s b o h a ib a y ，t h e r ei s4 0 a r e ao fz h u h a iw e t l a n dh a db e e nf a c e dw i t h d e g e n e r a t i o n ，i ti sn ot i m et od e l a yp r o t e c t i n gt h ee n v i r o n m e n to fz h u h a i w e t l a n dw i t he c o l o g i c a lm e t h o da n dc o n t r o l l i n gp o l l u t i o ni nz h u h a i w e t l a n d t h i sa r t i c l es t u d i e dt h eh e a v ym e t a l sp o l l u t i o nc o n d i t i o ni nt h e w a t e r ，s e d i m e n t s a n d o r g a n i s m s ( f i s h e s ) o fz h u h a i w e t l a n d ，a n d p r e l i m i n a r ya s s e s s i n g t h e h e a v y m e t a lp o l l u t i o nc o n d i t i o na n dt h e p o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s k ，t h er e s u l tc o u l dp r o v i d et h es c i e n t i f i cg i s tf o r p r o t e c t i o no fz h u h a iw e t l a n d t h ew a t e ra n ds e d i m e n ts a m p l e sw e r ec o l l e c t e dr e s p e c t i v e l yi n j a n u a r y2 0 0 9 ( t h ew i n t e r ) a n da u g u s t2 0 0 9 ( t h es u m m e r ) ；a n di nm a r c h 2 0 0 9 ，2 0k i n d so ff i s hw e r ec o l l e c t e df r o mt h ea q u a t i cp r o d u c t sm a r k e to f t a n 蓟i a w a n ，z h u h a i ；d u r i n gn o v e m b e r2 0 0 9 ，w ec o l l e c t e dt h es e d i m e n t s a m p l e so ft h em a n g r o v ei nt h eq i a on a t u r er e s e r v e c o n c e n t r a t i o n sa n d d i s t r i b u t i o n so f n i n ek i n d so fh e a v ym e t a li nw a t e r ，s e d i m e n t sa n d o r g a n i s m s ( f i s h e s ) w e r ea n a l y z e db y m i c r o w a v e d i g e s t i n g ，a t o m i c a b s o r p t i o ns p e c t r o p h o t o m e t e r a n d d o u b l e p a t ha t o m i c f l u o r e s c e n c e s p e c t r o p h o t o m e t e r t h ea r t i c l ec o m p a r e da n da n a l y z e dt h ea c c u m u l a t i o n ， 1 1 1 d i s t r i b u t i o no fh e a v em e t a l s ，a n da s s e s s e dt h eh e a v ym e t a lp o l l u t i o n c o n d i t i o no fz h u h a iw e t l a n db ys i n g l eq u a l i t yi n d e xm e t h o d ，h a k a n s o n s p o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ki n d e xm e t h o da n dt h ei n d e xo fg e o a c c u m u l a t i o n m e t h o d t h es t u d yr e s u l t ss h o w e d ： ( 1 ) a tt h ew e s ts e a c o a s ts i t e so fz h u h a i ，t h eo r d e ro fe a c hh e a v y m e t a lm e a nc o n c e n t r a t i o ni nw a t e ra n ds e d i m e n tw a sa sf o l l o w ：f e ： m n z n c u n i p b c r c o c d ，a n de v e r ys i t eh a sb e e np o l l u t e db y h e a v ym e t a l ，s u c ha sc d ，c u ，p ba n dz n t h eh e a v ym e t a lp o l l u t i o na n d t h ep o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ki nw a t e rw e r el o w e rt h a nw h i c hi ns e d i m e n t ， s e v e r a ls i t e sh e a v ym e t a lp o l l u t i o nw e r et e r r i f i cs e r i o u s ，f o re x a m p l e ， t h ez h u h a ia i r p o r ta r e ah a sb e e np o l l u t e df e a r f u lb yc u t h e r ew a s o b v i o u sd i f f e r e n c ea b o u tt h eh e a v ym e t a lc o n c e n t r a t i o n si nw i n t e ra n d s u m m e r ，b u ti ns e d i m e n t ，t h ed i f f e r e n c ew a ss m a l l e r ( 2 ) c o n c e n t r a t i o no fe a c hh e a v ym e t a li nw a t e ra n ds e d i m e n t sf r o m d a w a n s h a ni s l a n d ，d o n g a oi s l a n d ，g u i s h a ni s l a n da n dw a i l i n g d i n g i s l a n dw e r el o w e rt h a nt h a ti nt h ew e s ts e a c o a s ts i t e so fz h u h a i h e a v y m e t a lp o l l u t i o ni nt h e s ei s l a n d sw a ss l i g h t ，a n dt h ep o t e n t i a le c o l o g i c a l r i s ko ft h ei s l a n d sw a sl o w t h eo r d e ro ft h eh e a v ym e t a lp o l l u t i o na n d t h ep o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ki nt h e s ei s l a n d sw a sc d c u p b c r z n ( 3 ) m a n g r o v ew e t l a n di nq i a oi s l a n dh a sb e e np o l l u t e db yc d ，c u ， p b t h eo r d e ro ft h ec o n c e n t r a t i o no fh e a v ym e t a l si ns e d i m e n tw a s ：f e m n c u z n n i p b c r c o c d ，a n dt h er e s u l tw a sc o r r e s p o n d w i t ht h eo r d e ro ft h ec o n c e n t r a t i o no fh e a v ym e t a li nc h i n e s em a n g r o v e s e d i m e n t t h er e s u l t so ft h ep o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ks h o w e dt h a t ，t h e p o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ko ft h ea l lm a n g r o v eo fq i a oi s l a n dw a se x t r e t e r r i f i cs e r i o u s ( 4 ) f i s h e sc o l l e c t e df r o m z h u h a iw e t e r sr e c e i v e dh e a v ym e t a l c o n t a m i n a ti nd i f f e r e n td e g r e e ，e v e nr e a c h e ds e r i o u s l yp o l l u t e d t r a c e m e t a l si nf i s h e sg r e a t l ye x c e e d e dt h ee d i b l es t a n d a r d f o re x a m p l e ，t h e c o n c e n t r a t i o n so fc da n dp bw e r eg r e a t l ye x c e e d e dt h ee d i b l es t a n d a r d t h er i c ha b i l i t yo fh e a v ym e t a l sw a sd i f f e r e n ti nd i f f e r e n tf i s h e s i v ( 5 ) t h er e s u l t so fv a l u a t i o nb yh a k a n s o n7 sp o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s k i n d e xm e t h o ds h o w e dt h a t ，w h e t h e ri nw a t e ro ri ns e d i m e n t t h ep o t e n t i a l e c o l o g i c a lr i s ko fc di nz h u h a iw e t l a n dw a sm o s ts e r i o u si n9k i n d so f h e a v ym e t a l ，i na d d i t i o n ，t h ep o l l u t i o no fc di nf i s h e si sm o s ts e r i o u s t h er e s u l ts h o w e d ，h e a v ym e t a l sp o l l u t i o ni nz h u h a iw e t l a n dw a s s e r i o u sa n da g g r a v a t i n g ，o r g a n i s m si nz h u h a iw a t e r sa l l r e c e i v e dh e a v y m e t a lc o n t a m i n a t i o ni nd i f f e r e n td e g r e e ，e v e nr e a c h e d s e r i o u s l yp o l l u t e d k e yw o r d s ：w e t l a n d h e a v ym e t a l s e d i m e n t p o l l u t i o na s s e s s m e n t p o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ka s s e s s m e n t v ffjjlfjliifjlifjjlijjffjiiijillijiijliiijlji 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第一章前言1 1 1 湿地的研究概况1 1 1 1 湿地的定义1 1 1 2 湿地的功能l 1 1 3 湿地的研究进展2 1 2 重金属研究概况6 1 2 1 重金属的定义7 1 2 2 重金属的污染特点7 1 2 3 重金属的来源和危害8 1 2 4 重金属毒性发生机制9 1 2 5 重金属污染的评价10 1 3 湿地重金属的国内外研究进展1 1 1 4 研究主要内容、目的、意义及技术路线1 4 1 4 1 研究区域概况1 4 1 4 2 研究的基本内容1 5 1 4 3 本研究的理论和实际应用意义16 1 4 4 研究技术路线l7 第二章珠海湿地环境重金属含量与评价19 2 1 试剂与仪器1 9 2 1 1 试剂1 9 2 1 2 仪器与工具19 2 2 材料与方法2 0 2 2 1 采样站位设置2 0 2 2 2 样品采集2 2 2 2 3 样品前处理2 2 v l 目录 2 2 4 样品分析测定2 3 2 2 5 数据统计及质量控制2 3 2 2 6 评价方法及评价标准2 4 2 3 结果2 6 2 3 1 珠海湿地水体重金属的含量及评价2 6 2 3 2 表层沉积物中各位点重金属的含量及评价3 4 2 3 3 珠海湿地水体中重金属污染评价4 2 2 3 4 珠海湿地底泥沉积物中重金属污染评价4 4 2 4 讨论4 8 2 4 1 珠海湿地水体中的重金属4 8 2 4 2 珠海湿地沉积物中的重金属一5 2 第三章淇澳岛红树林湿地沉积物重金属含量与评价5 9 3 1 试剂与仪器5 9 3 1 1 试剂5 9 3 1 2 仪器与工具5 9 3 2 材料与方法5 9 3 2 1 采样站位设置5 9 3 2 2 样品采集6 1 3 2 3 样品前处理6 1 3 2 4 样品分析测定6 2 3 2 5 数据统计及质量控制6 2 3 2 6 评价方法及评价标准6 2 3 3 结果6 2 3 3 1 红树林湿地重金属含量6 2 3 3 2 淇澳红树林湿地沉积物重金属污染评价6 8 3 4 讨论7 0 第四章珠海近海海域鱼类体内重金属含量与评价7 7 4 1 试剂与仪器7 7 4 1 1 试剂7 7 4 1 2 仪器与工具7 7 v 目录 4 2 材料与方法7 7 4 2 1 样品的采集与保存7 7 4 2 2 样品前处理7 8 4 2 3 样品分析测定7 9 4 2 4 数据统计及质量控制7 9 4 2 5 污染评价方法及生物评价标准7 9 4 3 结果8 0 4 3 1 样品干湿重比率8 0 4 3 2 珠海湿地鱼体内重金属含量81 4 3 3 污染评价8 8 4 4 讨论9 2 参考文献9 5 致谢10 3 一 附录10 4 v i i i 第一章前言 1 1 湿地的研究概况 第一章前言 1 1 1 湿地的定义 湿地( w e t l a n d ) 是分布于陆地系统和水体系统之间的、由陆地系 统和水体系统相互作用形成的自然综合体。 全球湿地分布广泛，由于它的成因和生态类型繁多，相互之间差 别很大，所以很难给湿地下一个明确的定义。目前世界上有多种定义 ( d u g a n ，1 9 9 3 ：m i t s c ha n dg o s s e l i n k ，2 0 0 0 ) ，由于研究者对湿地有 不同的理解，已统计到的定义近6 0 种( 杨永兴，2 0 0 2 ) 。现常用的是 l9 7 1 年2 月3 日各缔约国在伊朗拉姆萨尔签订的关于特别是作为水 禽栖息地的国际重要湿地公约( 又称拉姆萨尔公约) 中的定义， “湿地是指天然或人工的、长久或暂时性的沼泽地、水域地带，静止 或流动的淡水、半咸水、咸水，包括低潮时水深不超过6 m 的浅海水 域( 陈宜瑜，l9 9 5 ) 。据此定义，湿地包括湖泊、河流、滩地、盐湖、 盐沼以及海岸带区域的珊瑚滩、海草区、红树林和河口等类型。该定 义边界清楚，范围广，在湿地管理中具有较好的操作性，也是目前加 入湿地公约国所接受的定义。 l9 9 4 年中国湿地生态环境保护规划会议上对湿地的解释是， “湿地处于陆地和水域的交汇处，水位接近或处于地表面，或有浅层 积水，一般以低水位时水深2 米处为界限，并具有以下特征：至少周 期性的以水生、湿地植物为植物的优势种；底层土主要是湿土；在每 年的生长季节底层土被水淹没4 个月以上 ( r a l p ha n dt i n e r ，19 8 4 ； 杨士军，l9 9 8 ) 。 1 1 2 湿地的功能 湿地是处于水域与陆地过渡地段的特殊的独立生态系统具有多种 生态功能和经济与社会价值。湿地是人类重要的生存环境和自然界最 华南师范大学硕士学位论文 富生物多样性的生态环境之一，湿地在蓄洪抗旱、岸堤保护、抗台防 啸、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、降解环境污染、美化环境 和维护区域生态平衡等方面有其他系统所不能代替的作用，是人类宝 贵的自然资源，被科学家们誉为“地球之肾 ( 赵魁义，2 0 0 2 ) 。湿地 的生态结构独特，拥有丰富的野生动植物资源，是众多野生动物，特 别是珍惜水禽的重要栖息地，因此，又被称作物种的基因库和水禽的 乐园。湿地具有极高的初级和次级生产力，可为人类提供大量的粮食、 肉类、能源以及多种工业原料和旅游资源。由于湿地具有巨大的生态、 环境功能，湿地研究越来越受到国际社会的的普遍重视，在世界自然 资源保护联盟( i u c n ) 、联合国环境规划署( u n e p ) 和世界自然基金 会( w w f ) 编制的世界自然保护大纲中，湿地与森林、海洋一起并列 为全球三大生态系统。 1 1 3 湿地的研究进展 湿地具有多种生态功能和经济与社会价值，长期以来一直为人类 开发利用的对象，湿地资源受到严重破坏，湿地类型和面积不断减少， 生物多样性逐渐丧失，湿地功能日趋下降，因此，湿地日益受到世界 各国的科学家与政府管理部门的极大关注。湿地已成为目前国际众多 科学研究者关注的前沿研究领域，近年来发展得非常迅速，并在不同 的方面对其进行了研究，包括湿地分类的研究，湿地模型的研究，湿 地与全球气候变化的研究，湿地评价的研究和湿地生态修复的研究等。 由于自然和人为的原因，全球湿地的污染和退化问题比较突出， 尤其是发展中国家更为严重，因此，湿地的评价和生态修复研究是国 际学术界的研究热点。湿地的评价就是评价者对湿地生态系统的属性 与人类需要之间价值关系的反应的活动。不同的人类需要或不同的评 价者，甚至同一评价者满足同一需要，但站在不同的学科角度、利益 角度，都会给出不同的湿地评价结果。湿地的生态修复是针对退化的 湿地生态系统而进行的，因而取决于湿地生态特征的变化。湿地生态 修复的总体目标是采用适当的生物、生态及工程技术，逐步恢复退化 湿地生态系统的结构和功能，最终达到湿地生态系统的自我持续状态。 湿地生态系统的恢复要求生态、经济和社会因素相平衡。 2 第一章前言 湿地的评价主要包括湿地功能评价和湿地环境影响评价，湿地功 能评价着重对湿地内部过程的分析比较，常用湿地机理模型作为研究； 而湿地环境影响评价又包括湿地现状评价和预测评价，主要依据是实 测数据和评价模型的预测结果( 崔丽娟和张明祥，2 0 0 2 ) 。生态环境质 量是指生态环境的优劣程度。它是以生态学理论为基础，在特定的时 间和空间范围内，从生态系统层次上反映生态环境对人类生存及社会 经济持续发展的适宜程度( 陈克林等，19 9 8 ) 。生态环境的质量评价则 是人们基于环境对我们自身的价值而对生活的周围环境的优劣程度的 判断和评定，包括对生态环境的性质及变化状态的结果进行判断和评 定( 王宪礼，19 9 7 ) 。 湿地的评价涉及地理、生物、水文、气候、地质等许多学科，因 而多种多样。目前，在国内外的研究现状如下。 ( 1 ) 北美湿地的评价研究 2 0 世纪初，美国为了建立野生动物保护区特别是迁徙鸟类、珍稀 植物保护区而开展了少量的湿地评价工作。5 0 年代，进行了以湿地物 种为主要对象的湿地编目和评价。到了7 0 年代，美国麻省马塞诸塞大 学的l a r s o n 和m a z z a r s e 提出了首个帮助政府颁发湿地开发补偿许可证 的湿地快速评价模型( l z r s o n ，1 9 9 4 ) 。例如，他们用土壤类型来评 价湿地发展农业和林业的潜力、限制性和风险。n o v i t z k i ( 19 8 8 ) 策 岩一。 划了一项由环保局实施的湿地环境监测项目，其目的是利用地景级别 的标志评价全国湿地的健康状态和长期发展趋势。其所要做的工作是 研究如何确定评价湿地的指示物，建立比较湿地种群特点的工作框架， 最后建立起全国性的区域湿地样点监测网。另一个比较具有影响的湿 地评价方法是，东卡罗莱纳大学的b r i n s o n 等人( 19 9 4 ) 提出的“五步 湿地生态系统功能评价方法。首先是根据湿地的地貌结构、水补给类 型以及内部水文动力学特点划分湿地组；然后确定每组湿地的水文地 貌性质与其生态功能之间的联系，再选择典型湿地；最后设计具体评 价方法。康斯坦查和法贝尔等人( 19 9 0 ) 对占美国海岸湿地资源4 0 的路易斯安那海岸沼泽地进行了评价，他们对该湿地的商业捕鱼、捕 毛皮兽、游乐和防风暴等使用“价值 进行了可贵的测算。 加拿大的y o u n g ( 19 9 4 ) 选择了位于加拿大西部省s a s k a t c h e w a n 3 华南师范大学硕士学位论文 的l o s tr i v e r 湿地和k i n gg e o r g e 湿地作为评价研究对象，评价结果认 为这两块湿地的娱乐效益价值( 猎鸭、参观野生动物、远足以及湿地 存在效益) 为l4 0 万加元年。l o s tr i v e r 湿地的年平均价值为6 8 加元 公顷，k i n gg e o r g e 湿地为13 6 加元公顷，如果把美国的获益也考虑进 去，这两项平均值将分别增加到l5 6 加元和2 4 9 加元。b o n d 等人( 19 9 1 ) 提出了湿地开发评价指南，将整个评价过程划分为：基本分析、详细 分析和专门分析3 个阶段，对湿地的价值和拟议的项目价值进行了对比 分析。将湿地开发项目的功能增益与损耗分析包括在湿地效益的评价 过程中，这一步满足了各级政府在整体环境管理框架基础上指导跨部 门规划活动的技术要求。无论美国还是加拿大，其湿地评价工作都是 从实际出发，可操作性强。 ( 2 ) 欧洲湿地的评价研究 英国的m a l t b y 与h o g a n 等人( 19 9 4 ) 研究了湿地生态系统的功 能和评价方法，认为由于湿地中的种群、环境效益是受国界限制的， 应制定一个泛欧洲湿地政策。因而他们在法国、爱尔兰、西班牙以及 英国进行了多国间河岸湿地的对比研究，包括建立所有河岸湿地系统 共有的关键过程以及功能间的联系，测定湿地系统对外界干扰的恢复 能力以及对这些干扰的反应。与此同时，英国的m u r p h y 、德国的 c a s t e l l a 、法国的c l e m e n t 以及爱尔兰的s p e i g h t 等人联合进行了利用 生物学标志评价河岸湿地生态系统功能的研究。他们选取了植被和食 蚜蝇( s y r p h i d a e ) 作为指示生物，发现这些生物的遗传物质影响其在 河岸湿地中生存时对环境压力的耐受性。据此，对这些生物进行了分 类，并把分类结果与反映栖息地地点的种群分布资料做了对比研究， 结果表明这些生物可以作为河岸湿地独立水文地貌单元与环境条件指 示物，来反映湿地栖息地的环境特点。欧洲的研究人员能着眼全欧洲 进行多国间的湿地评价合作研究，把湿地研究推向了一个新的高度。 ( 3 ) 亚洲湿地评价研究 印度尼西亚的r o s e m a r yfj m a e s ( 19 91 ) 在b a r b i e r 和c l a r i d g e 等人提出在湿地效益划分为功能、用途和属性基础上，详细列出了其 下的诸项湿地效益，并给出了每种效益的评价方法。然后介绍了诸如 市场价格法、影子价格法和旅游价值法等每项方法的使用背景和技术， 4 第一章前言 在理论上完善了湿地评价方法的研究。马来西亚的b j a p a rs i d i k 等 ( 19 9 9 ) 做了城市社区对湿地植物多样性依赖程度的评价。他认为湿 地有2 种形式的价值，即内在固有价值和经济价值，他评价了t a s e k b e r a 生态系统中植物资源对当地居民家庭生活的贡献，并给出了各评 价对象相应的货币价值。 ( 4 ) 中国湿地评价研究 我国湿地研究始于上个世纪5 0 年代。19 5 8 年，中国科学院长春地 理研究所成立，其主攻方向为沼泽地研究；同年，东北师范大学地理 系沼泽研究室成立，两者成为中国最早的沼泽专门研究机构。随后， 国内一批高校与研究机构相继开展了湿地研究。7 0 年代末，吉林省泥 炭研究所成立，主攻泥炭湿地。19 8 6 年，长春地理研究所三江平原沼 泽生态实验站建立。19 9 2 年中国加入湿地公约后，湿地国际中国 办事处成立，原林业部组建成立了湿地环境监测中心。19 9 5 年中国科血 学院湿地研究中心成立，成为国内外有重要影响的湿地研究机构。教 育部和国家环保总局也先后筹建成立相应的湿地研究机构。湿地研究 机构的建立，培养了大批湿地专业人才，大大推动了湿地研究的发展 ( 唐小平和黄桂林，2 0 0 3 ) 。为满足湿地保护、恢复和管理方面的需 求，2 0 世纪7 0 年代后湿地评价成为湿地研究热点，科研工作者们在国 内不同区域的湿地做了大量的研究工作，如：张正龙等( 2 0 0 8 ) 对长融啼 江口生态监控区边滩湿地；蔡学军等( 2 0 0 6 ) 对黄河三角洲湿地；楚 蓓等( 2 0 0 8 ) 对珠江口湿地；佟守正等( 2 0 0 8 ) 对扎龙湿地；马妍妍 等( 2 0 0 8 ) 对胶州湾湿地；周怀东等( 2 0 0 8 ) 对白洋淀湿地：蒋卫国。 等( 2 0 0 5 ) 对辽河三角洲湿地；邵学新等( 2 0 0 7 ) ，吴明等( 2 0 0 8 ) 对西溪湿地分别作了研究。 国内的湿地研究总体上还很薄弱，定性研究较多，定量研究少。 对湿地资源的动态监测较少，湿地与边界环境的相互作用研究少，湿 地的生态恢复与重建技术研究亟待加强。湿地研究中概念不清，如“湿 地 定义仍没有形成共识；家底不清，如对湿地的生物组成、系统结 构与过程了解不够；理论不新，缺乏与国内情况相适应的理论体系( 孙 广友，2 0 0 0 ；p o t ta n dp o t t ，2 0 0 4 ) 。当前，对湿地生态环境的综合评 价所见不多。综合评价指标体系的复杂性，决定了评价方法必须用复 5 华南师范大学硕士学位论文 杂大系统的理论和综合集成的方法去进行，即通过分解协调原则，在 定性分析下结合定量分析，将自然科学与社会科学、软科学与硬技术、 现代方法与传统方法结合起来。当前常见的生态环境综合评价方法有 指数法和模糊评判法。综合评价指数法即加权综合评分法，评价指标 权重的确定是评价的最关键因素，一般采用的有简单易行的特尔非法 ( 专家打分法) 、层次分析法( a h p 法) 和灰色关联度分析法。模糊 综合评判法则是用隶属度描述变量属于某一模糊子集的程度，根据最 大隶属度原则，判断生态环境的等级状况。尽管国内外的专家学者们 已经对湿地生态环境质量评价作了很多的研究工作，但是还存在着一 些不够完善的地方，还有待进一步加强研究。例如：有些指标的原始 数据获取存在不少困难，无法进行评价；在定量化的过程中，由于尚 不存在公认的评价标准，又导致了等级划分标准的差异；在评价的时 候，由于资料所限或者是研究的立足点不同，许多学者都倾向于选择 某一个侧重点进行单因子如脆弱性或稳定性等的评价，不适合作为生 态环境的综合评价；有的方法专业性太强，指标体系过于繁琐、需要 的周期过长或者费用过于高昂，都不利于在实际工作中推广应用。 1 2 重金属研究概况 近半个多世纪以来，随着工业化程度的飞速发展和经济水平的提 高，不同形式的化学物质生产和使用日益增多，不可避免地给社会带 来了一定程度的负面影响。工业“三废 、农业杀虫剂以及城市废弃物 等，使生态环境受到各种有机污染物、重金属离子和放射性物质等的 污染，许多国家和地区的沿江、河、湖泊和海的大中城市都采用直接 排污入江、河、湖泊、海的方式处理工农业废水和生活污水，致使江、 河、湖泊、河口区及近岸海域汇集了不同形式的化学物质，包括富营 养物和有毒物质( 许世远，19 9 7 ) 。 分解和生物降解作用，通过大气、 一些化学物能够抵抗光分解、化学 淡水和海洋的流动发生远距离乃至 全球范围的扩散转移，表现为持久而广泛地分布于自然界中。实验表 明，大多数此类物质具有高疏水性特征并且能够在生物体内形成生物 富集，干扰机体内分泌系统的功能，影响体内激素的合成、释放、转 6 第一章前言 运、代谢及结合等过程，干扰血浆中正常激素水平的维持，对机体的 生殖发育障碍、肿瘤发生、神经系统、免疫系统等多方面产生影响： 而且，此类物质可通过食物链产生生物放大效应。由于其有持久性、 毒性等特征而被称之为持久性有毒物质( p e r s i s t e n tt o x i cs u b s t a n c e s ， p t s ) 。这些污染物在全球普遍存在，可远距离传输，它们所具引起的 环境与健康问题已经引起国际环境保护组织、各国政府和民众的高度 关注( k a i s e r ，2 0 0 0 ；s c h a f e ra n dk e g l e y ，2 0 0 2 ；c a l a m a r i ，2 0 0 2 ；朱 才众，2 0 0 5 ) 。p t s 主要包括有生物累积能力的重金属( h e a v ym e t a l ) 及其化合物和持久性有机污染物( p e r s i s t e no r g a n i cp o l l u t a n t s ，p o p s ) 两大类( 籍国东等，2 0 0 4 ) 。持久性有毒物质使整个地球生态环境日益 受到破坏，严重影响着人类及其它生物的健康与生存。其中重金属污 染物因具有较为复杂的化学性质和极强致毒性，自2 0 世纪7 0 年代以 来，重金属污染与防治的研究工作备受关注( 陈静生等，l9 9 2 ) 。 舡 1 2 1 重金属的定义 重金属元素一般是指比重等于或大于5 0g c m 3 的金属元素，在自。 然界中大约存在f e 、m n 、c u 、z n 、c d 、h g 、n i 、c o 等4 5 种元素。 这种说法是不严格的，因为轻金属中的锂( l i ) 和镀( b e ) 等也是有 毒的，而重金属中某些元素并没有毒性。a s 是一种类金属，但由于其餐。 很多性质和环境行为都与重金属元素类似，通常也归属于重金属的范 畴进行讨论。由于不同的重金属的毒性差别很大，所以在环境污染方 面所说的重金属实际主要是指镉( c d ) 、铅( p b ) 、铬( c r ) 以及类金 属砷( a s ) 等生物毒性显著的重元素，也指具有一定毒性的一般重金 属，如锌( z n ) 、铜( c u ) 、钴( c o ) 、镍( n i ) 、锡( s n ) 等，目前最 引人注目的是汞( h g ) 、镉( c d ) 、铬( c r