红树林湿地环境钯(Pd)的累积及其影响因素

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红树林湿地是海陆交汇带内的一个特殊生态系统,由于固有的特性,使其较一般潮滩更易富集污染物,能够大量接受来自河水、潮汐、地表径流所携带的污染物,成为很多污染物理想的吸收和储存场所。铂族元素(Platinum Group Elements,PGEs)中的钯(palladium,Pd)作为催化剂被广泛应用于汽车尾气催化转换器(VECs),随着近年机动车辆猛增,Pd需求大幅上升,其向环境中的排放量也显著增加,带来的环境问题在世界各国相继出现并呈日渐严重的趋势。论文选取海南岛东寨港红树林湿地为研究区,以Pd为研究对象,采集沉积物、植物、水体样品,利用ICP-MS测定Pd的含量,分析和探讨了沉积物、植物、水体颗粒物中Pd的累积特征及其影响因素。结果表明:(1)沉积物Pd的平均含量为4.81(1.51~8.15)ng/g,植物中Pd的平均含量为0.94(未检出~4.34)ng/g,水环境颗粒态Pd的平均含量为111.44(25.93~352.83)ng/g,均高于地壳丰度值0.4ng/g,其中水环境颗粒态Pd的含量水平高出地壳丰度值两到三个数量级。红树林湿地中水环境颗粒态Pd的含量最高,其次是沉积物,植物中Pd的含量最低。(2)沉积物、植物、水环境颗粒态Pd的含量从河口到外海方向呈递减趋势,说明了红树林湿地环境中Pd的陆源性输入;沉积物、植物、水环境颗粒态Pd含量表现出明显的季节变化,其中,干季的含量明显高于湿季;降雨量对沉积物、植物、水环境颗粒态Pd的季节变化起了重要的影响作用。(3)在水平维度上,沉积物Pd含量从光滩向林内方向的分布模式为“V”字型,即在光滩和林内较高,而在林缘最低。在垂直维度上,沉积物Pd含量以10-20cm的表层处最高,且随深度增加而减小。沉积物Pd浓度与pH呈显著正相关,与Eh呈显著负相关,表明pH和Eh均深刻影响着沉积物中Pd的累积。(4)在水平维度上,红树植物叶Pd含量从光滩向林内方向呈现出林内>光滩>林缘的特点。在垂直维度上,叶Pd的含量呈根部向上递减。相对于茎,叶Pd的含量明显偏低。红树植物Pd的累积存在年龄段差异,其中,茎Pd的含量表现为成熟>幼龄>老龄,叶Pd的含量表现为老龄>成熟>幼龄。相对于国内外其他对植物Pd的研究,东寨港红树植物Pd的含量属较低水平。(5)水环境颗粒态Pd含量受潮汐、降雨特征等诸因素的影响。其中,大潮期颗粒态Pd高于小潮期,落潮时颗粒态Pd含量高于涨潮时。中、小雨后颗粒态Pd有升高趋势,大雨后水环境颗粒态Pd有降低趋势。水环境颗粒态Pd含量与pH、Eh和Cl-呈较弱相关性,说明水质参数(pH、Eh、Cl-)对水环境颗粒态Pd的含量影响不大。
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