环境科学  2016, Vol. 37 Issue (4): 1295-1305   PDF    
引用本文
张卫坤, 甘华阳, 闭向阳, 王家生. 海南东北部滨海湿地沉积物微量元素分布特征、来源及污染评价[J]. 环境科学, 2016, 37(4): 1295-1305.
ZHANG Wei-kun, GAN Hua-yang, BI Xiang-yang, WANG Jia-sheng. Distribution Characteristics, Sources and Pollution Assessment of Trace Elements in Surficial Sediments of the Coastal Wetlands, Northeastern Hainan Island[J]. Environmental Science, 2016, 37(4): 1295-1305.
海南东北部滨海湿地沉积物微量元素分布特征、来源及污染评价
张卫坤1,3, 甘华阳2, 闭向阳3, 王家生1,3     
1. 中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室, 武汉 430074;
2. 广州海洋地质调查局, 广州 510760;
3. 中国地质大学(武汉)地球科学学院, 武汉 430074
收稿日期: 2015-08-26; 修订日期: 2015-11-18.
基金项目: 中国地质调查局项目(1212010914020); 国家自然科学基金项目(41472085)
作者简介: 张卫坤(1990~),男,硕士研究生,主要研究方向为海洋环境地质调查,E-mail:zh_weikun@126.com
通讯联系人,王家生,E-mail:js-wang@cug.edu.cn
摘要: 对海南岛东北部滨海湿地128个站位表层沉积物中14种元素(Al2O3、Fe2O3、MnO、Cu、Ni、Sr、Zn、V、Pb、Cr、Zr、As、Cd和Hg)、总有机碳(TOC)含量和粒度进行测试分析. 结果表明,研究区微量元素V、Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb、Cd和Hg平均含量分别为(40.13±32.65)、(35.92±26.90)、(13.03±11.46)、(11.56±10.27)、(48.75±27.00)、(5.48±1.60)、(18.70±8.66)、(0.054±0.045)和(0.050±0.050)μg ·g-1,相比于珠江口、长江口、渤海湾沉积物和其他地质单元含量普遍偏低,而Sr和Zr的平均含量异常分别高达(1253.60±1649.58) μg ·g-1和(372.40±516.49)μg ·g-1. 研究区微量元素分布特征(除As、Sr和Zr)主要富集在海口湾、南渡江河口、演丰镇东寨港、清澜港文昌/文教河口、万宁小海等海湾和潟湖沉积环境中. 通过研究区元素的相关性分析和因子分析(FA),结果显示海南岛东北部底质沉积物中Al2O3、Fe2O3、MnO、Cu、Ni、Zn、V、Pb、Cr CPAHsΣ分Hg主要来自于自然源; Cd和部分Hg来自于生物源,其分布受控于TOC; 而As和部分MnO显然受到了人类活动的干扰,其来源可能是沿岸水产养殖废水排放. 依据沉积物质量基准Effect Range-Low(ERL)、Effect Range-Median (ERM)和Enrichment Factor(EF)值,计算表明研究区生态环境整体良好,沉积物微量元素污染程度较低,处于无污染-弱污染的程度. 但是,22%的站位中Ni可能对海洋底栖生物产生负面影响. 文昌市沿岸的冯家湾和龙马乡沿岸的人类活动已经造成区域局部微量元素整体的富集,应该引起重视.
关键词: 微量元素     沉积物     因子分析     富集因子     ERM     ERL     滨海湿地    
Distribution Characteristics, Sources and Pollution Assessment of Trace Elements in Surficial Sediments of the Coastal Wetlands, Northeastern Hainan Island
ZHANG Wei-kun1,3, GAN Hua-yang2, BI Xiang-yang3, WANG Jia-sheng1,3     
1. State Key laboratory of Biogeology and Environmental Geology, China University of Geosciences Wuhan, Wuhan 430074, China;
2. Guangzhou Marine Geological Survey, Guangzhou 510760, China;
3. School of Earth Sciences, China University of Geosciences Wuhan, Wuhan 430074, China
Abstract: Totally 128 surficial sediments samples were collected from the coastal wetlands, northeastern Hainan Island and analyzed for their concentrations of 14 elements including Al2O3, Fe2O3, MnO, Cu, Ni, Sr, Zn, V, Pb, Cr, Zr, As, Cd and Hg, TOC and grain sizes. The mean concentrations of trace metals V, Cr, Ni, Cu, Zn, As, Pb, Cd and Hg were (40.13±32.65), (35.92±26.90), (13.03±11.46), (11.56±10.27), (48.75±27.00), (5.48±1.60), (18.70±8.66), (0.054±0.045), (0.050±0.050)μg ·g-1, respectively, which were much lower than those in Pearl River Estuary, Yangzi River Estuary, Bohai Bay, upper crust and average shale. The average concentrations of Sr and Zr were much higher, reaching up to (1253.60±1649.58) μg ·g-1 and (372.40±516.49)μg ·g-1, respectively. The spatial distribution patterns of Al2O3, Fe2O3, MnO, Cu, Ni, Zn, V, Pb, Cr, Cd and Hg concentrations were the same as each other except for those of As, Sr and Zr. Generally, relatively high concentrations of these elements only appeared in the Haikou Bay, Nandu estuary, Dongzhai Harbor, Qinglan Harbor and Xiaohai in study area. The factor analysis revealed that the trace elements Al2O3, Fe2O3, MnO, Cu, Ni, Zn, V, Pb, Cr and part of Hg were mainly originated from the rock material by natural weathering processes, while the Cd and a part of Hg were from the biological source controlled by TOC. As and part of MnO were influenced by anthropogenic source, especially by aquacultures. Zr and some MnO were derived from heavy minerals dominated by the coarse grain of sediments. In contrast to the ERL, ERM and the results of enrichment factors (EF), the environment of study area was good in general and the degree of contamination by trace elements was low on the whole. However, there are still some places where anthropogenic input have caused serious enrichments of trace elements and the occasional adverse effect on benthic organism induced by Ni could probably occur in 22% areas of all the sampling stations.
Key words: trace element     sediment     factor analysis     enrichment factor     ERM     ERL     coastal wetlands    


滨海湿地具有极高的生态价值和有利的生态功能，不仅是一些特殊耐盐植物和鸟类的主要生长、 栖息场所，同时还能够维持河口和潮坪系统的生产力，是营养物质最重要的汇. 滨海湿地沉积物是研究海岸带环境变迁的良好载体，可以很好地被用来揭示自然环境的演变过程，同时还可以反映人类活动对这些地区影响的程度[1, 2]. 在河口和海岸带系统中沉积物的搬运和埋藏过程伴随一些普遍而重要的生物化学过程，微量元素的污染路径、 循环过程和最终命运会有很大差异[3]. 微量元素中的部分重金属元素具有来源广、 毒性明显、 可累积性和不能被生物所降解等特性，容易被底栖生物吸收进入食物链中，是人类健康的长期隐患[4, 5, 6, 7]. 所以，研究河口和海岸带系统沉积物中的微量元素的来源和分布特征有利于了解微量元素的地球化学行为、 迁移沉积机制和污染程度，为环境规划、 保护和治理提供科学根据，具有理论和现实的双重意义.

前人对华南西部(包括海南全省)的海岸带微量元素污染的研究较少，多数研究结果表明海南等滨海区沉积物中的微量元素污染程度很低[8]. Vane等[9]的研究发现，海口与文昌沉积物中Cr和Ni的含量相对较高，但其来源仍为自然来源. Qiu等[10]对海南东寨港红树林国家自然保护区沉积物研究结果显示此区域的重金属元素含量较低，人为干扰所带来的环境压力很小. 随着海南“国际旅游岛”的规划实施，海南吸引游客数量逐年攀升，大批旅游设施的兴建和海产品需求量的增加造成了水产养殖规模不断扩大，使得海南面临着前所未有的发展机遇与生态环境压力. 本文综合了海南岛东北部滨海湿地沉积物中微量元素含量、 分布特征和多元统计结果等信息，探讨了沉积物中微量元素来源、 累积程度和地球化学行为，以期为今后海南省的滨海湿地污染防治与保护提供帮助.

1 区域地质地理概况

研究区位于海南岛东北部110°09′-111°20′E和18°47′-20°10′N之间的区域(图 1)，北部地形为宽广的火山熔岩台地和死火山群，沿海一带主要为滨海沙堤、 阶地和河口三角洲. 湿地的水深范围-0.3-12.7 m，水系发达. 区域地层主要以第四系为主，向内变为新生代火山岩和中生代火山岩，北部基性火山岩为主，南部为中酸性火山岩. 在研究区北部、 东部局部地区、 东南部和南部，火山岩临海直接出露. 海南岛气候属于海洋性热带季风气候，平均温度在22-26℃之间，年降水量1 600 mm以上. 波浪对研究区海岸影响较大，夏季常有热带气旋侵袭.

图 1 研究区地理位置及采样站位 Fig. 1 Location of the study area and sampling stations
2 取样与测试手段

沉积物样品于2013年利用抓斗取样器采集完成，共采集沉积物表层样品(0-10 cm)128个(表 1和图 1)，所采样品测试前均冷藏保存. Al2O3、 Fe2O3、 MnO、 Cr和Zr的含量测试采用X荧光光谱仪Axios XRF和X荧光光谱仪ZSXmini，方法依据文献[11]； Cu、 Ni、 Sr、 Zn、 V、 Pb检测采用仪器Perkin Elmer Optima 4300DV电感耦合等离子体原子发生光谱仪(ICP-OES)，方法采用文献[12]； As和Hg采用AFS-9780型原子荧光光谱仪，测试方法依据文献[13]； Cd应用石墨炉原子吸收分光光度法，测试标准依据文献[14]. TOC检测方法同文献[15]一致. 沉积物粒度测试先用筛析法筛选出大于2 000 μm的组分，再将小于2 000 μm的组分应用Mastersizer 2000型激光粒度分析仪进行分析测试，仪器可分析沉积物粒径0.2-2 000 μm，测试依据文献[16]. 实验过程对每批实验样品均加入标准样、 设置重复样以及空白样，来进行严格的质量监控. 实验所得结果相对偏差均小于10%，符合质量要求.

表 1 海南岛东北部滨海湿地沉积物各站位元素含量及主要特征 Table 1 Concentrations of major,trace elements and general charateristics of sediments from northeastern Hainan Island

数据的分析处理应用SPSS 20软件，元素等值线图运用Golden Software公司的Surfer软件进行绘制.

3 结果与讨论 3.1 微量元素含量与污染程度

研究区表层沉积物中主量元素Al2O3、 Fe2O3、 MnO的平均含量(质量分数)分别为(7.15±4.70)%、 (2.51±2.21)%和(0.04±0.02)%(表 2). 微量元素中Sr、 Zr的含量最高，平均含量均超过100μg ·g-1，分别为(1 253.60±1 649.58)μg ·g-1和(372.40±516.49)μg ·g-1. Cd和Hg的含量最低，平均含量仅为(0.054±0.045) μg ·g-1和(0.050±0.050)μg ·g-1，而二者在样品中的最大浓度也不超过0.3μg ·g-1. V、 Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Pb的平均含量分别为(40.13±32.65)、 (35.92±26.90)、 (13.03±11.46)、 (11.56±10.27)、 (48.75±27.00)、 (5.48±1.60)和(18.70±8.66)μg ·g-1. 微量元素平均含量由大到小的顺序为Sr>Zr>Zn>V>Cr>Pb>Ni>Cu>As>Cd=Hg.

表 2 研究区128个表层沉积物元素含量统计 Table 2 Statistics of the element concentrations in 128 surface sediment samples from the study area

本研究所得到的微量元素含量与前人在此区域所做的研究结果具有一定相似性，与中国其他沿海区域、 地质单元相比显示明显的亏损现象. 文献[17, 18, 19]分别对海口湾东部、 海南北部红树林地区和万宁小海的表层沉积物进行了微量元素的研究. 对比此次研究后发现(表 3)，本研究表层沉积物中的微量元素含量与前人研究结果相差不大，大部分元素平均值介于三者之间，说明本研究所得结果具有一定的可信性，但林钟扬等[19]在小海的研究中Zn和Pb的含量略微偏高，其认为小海沉积物中Zn、 Pb已经受到了周围人类活动因素的干扰. 珠江口[20]、 长江口[21]以及渤海湾[22]地区是中国人口密集、 工业最发达、 城市化程度高的区域，受人类活动影响较为明显，是重金属环境污染研究的重点、 热点区域. 通过对比海南岛东北部滨海湿地表层沉积物中微量元素的含量与上述区域前人研究，结果显示研究区底质沉积物中Cr、 Ni和Zn的含量不及珠江口、 长江口和渤海湾沉积物中含量的1/2，Cu和As的含量约为1/3，Pb的含量与长江口底质沉积物含量最接近，而与珠江口和渤海湾相比也仅为二者的1/2. 研究区Cd和Hg的含量与珠江口、 长江口和渤海湾含量差距巨大，Cd含量仅为珠江口的1/7、 长江口的1/71、 渤海湾的1/4； Hg的含量也只是珠江口的1/4和长江口的1/13. 海南岛东北部底质沉积物微量元素的含量明显低于上述地区说明人类活动给海南岛东北部海岸带所带来的生态环境压力还相当有限. 此外，研究区微量元素相比于各自在上地壳中的含量[23]，全球页岩均值[24]和中国浅海沉积物[25]均呈现出亏损的现象. 赵一阳等[26]研究认为南海沉积物中微量元素的亏损现象与这一地区的气候条件有关,由于南海湿热多雨，化学风化强度大，微量元素在风化过程中淋失较多造成南海底质沉积物中微量元素的亏损现象.

表 3 海南岛东北部滨海湿地表层沉积物微量元素含量与其他研究比较 /μg ·g-1 Table 3 Comparison of results from other researches and this study/μg ·g-1

沉积物粒度与矿物组成对微量元素的含量具有重要的影响，为了消除这两种因素带来的影响，富集因子(enrichment factor，EF)是一个较为行之有效CPAHsΣ法，能够很好地反映沉积物中微量元素富集程度[27]. 计算方式为：

式中，EF为沉积物中元素的富集因子； Sm为沉积物中元素含量； Sref为沉积物中参比元素的含量； Bm为研究区元素的背景值； Bref为参比元素的背景值. 因为研究区沉积物中Al与绝大部分元素都呈强的相关性，所以本次研究采用Al作为参比元素. 研究区背景值采用赵一阳等[25]发表的中国浅海沉积物中元素的含量.

箱型图能提供有关数据位置和分散情况的关键信息. 图 2显示，研究区微量元素Cu、 Ni、 Zn、 V、 Pb、 Cr、 As、 Cd和Hg绝大多数站位EF值在2(图 2中虚线)之下，按照Southerland[28]的研究划分标准：① EF＜2为无～弱污染； ② 2＜EF＜5为中污染； ③ 5＜EF＜20为显著污染； ④ 20＜EF＜40为高度污染； ⑤EF＞40为极度污染，研究区总体底质沉积物中Cu、 Ni、 Zn、 V、 Pb、 Cr、 As、 Cd和Hg属于无-弱污染，表明海南岛东北部沿海生态环境状况良好. 然而图 2中仍有许多EF值异常点(“+”符号)，通过对这些元素富集因子异常的样品站位进行统计发现样品Z343中Cu、 Ni、 Zn、 As的EF值都介于2-5，呈中污染； Pb、 Cd的EF值大于5小于20，达到显著污染的程度； Z376站位中Ni、 Zn、 Cr的EF值大于2小于5，属中污染； Cu、 Pb、 As、 Cd的EF值均大于5小于20，呈显著污染. Z343和Z376站位沉积物样品几乎所有微量元素相对于中国浅海沉积物表现富集. Z343毗邻文昌市会文镇，是享誉全国的“虾谷”，水产养殖业发达. 水产养殖业对海岸带底质沉积物中重金属含量有很大影响[29]. 尤其在养殖过程中含有重金属的消毒剂广泛使用，能够使区域底质沉积物中的重金属含量明显增加. Z376文昌市龙马乡是海南有名的锆钛矿产区，采矿活动中污水排放可能是沿岸沉积物中重金属富集的重要因素. 除此之外，南渡江河口三角洲的Z261中Pb，东寨港演丰镇D302和Z314的Cd，EF值大于2，同样呈中污染，这些站位也应值得关注. 海南岛东北部滨海湿地沉积物中Sr、 Zr呈现出异常富集，可能是因为底质中存在相对较多的生物钙质介壳和重矿物锆石的缘故.

虚线表示EF=2图 2 海南岛东北部滨海湿地沉积物元素富集因子(EF)箱线图 Fig. 2 Boxplot of trace elements enrichment factor (EF) in the study area

为了评价东北部滨海湿地沉积物中微量元素可能对底栖生物带来的负面影响本次研究采用Long 等[30]建立的沉积物质量基准ERL(effects range-low)和ERM(effects range-median). 当沉积物中微量元素含量小于ERL基准值时，沉积物几乎不会对底栖生物带来负面影响； 当含量超过ERM时对底栖生物的负面影响则会经常发生； 微量元素含量介于两者之间生物危害则偶有发生[22, 30]. 研究区沉积物微量元素的统计结果显示各采样点元素含量均小于ERM基准值，且全部站位的Cd含量低于ERL基准值. 其他金属中Cu、 Pb、 Zn、 Cr、 As、 Hg分别有98%、 99%、 99%、 91%、 93%、 95%的站位相应元素含量在ERL基准值之下，表明绝大部分站位Cu、 Pb、 Zn、 Cr、 As、 Hg含量几乎不会对底栖生物造成潜在的负面影响. 然而存在22%的沉积物样品中Ni含量介于ERL和ERM之间，说明22%的站位所在的区域底质沉积物中Ni的含量会对底栖生物带来偶然的负面影响，应该引起相关部门的重视.

3.2 元素的分布特征与沉积环境

研究区14种元素、 TOC、 沉积物粉砂+黏土(silt+clay)的Pearson相关系数计算结果(双尾检验、 显著性水平见表 4)表明，大部分元素之间存在显著的相关关系且水平分布特征也具有很大程度上的相似性. Al2O3与Fe2O3、 MnO、 Ni、 Zn、 V、 Pb、 Cr、 Cu、 Cd、 Hg相互间相关关系显著(P>0.01)，相关系数都大于0.6，呈现出强-极强的相关性，表明它们可能存在着相同的来源. 水平分布趋势(本研究仅列出Al加以解释说明，图 3)，主要以南渡江，海口湾，文昌/文教河，万泉河等河口区和东寨港，万宁小海等海湾、 潟湖区含量较高，而在文昌市与琼海市沿岸元素含量较低. 南渡江、 万泉河和文昌／文教河径流丰富，年均输沙量分别为：37.305×104、 392×104和10×104 t ·a-1[31, 32]. 陆地风化作用所产生的物质随地表径流搬运，其中小部分沉积于河床，大部分随搬运介质运移至入海口. 当河流接近或到达入海口时，河道加宽，流速减弱，加之潮流顶托会使部分以碎屑态搬运的物质由于搬运动力条件不足等物理条件的改变而沉淀下来. 由于河口区咸淡水混合作用，离子强度的增加，一些以离子状态被搬运的元素同时因河口地区化学条件(pH、 Eh)改变以凝絮或共沉淀的方式沉积下来. 东寨港为铺前湾的内湾，处于陆域环抱的隐蔽环境，波浪对湾内的影响很小，主要受潮流控制，长期受陆域泥沙输入和涨潮流挟带悬浮泥沙的淤积. 万宁小海是海南岛最大的潟湖湾，周围水系发达，沿岸漂沙作用使口门束窄，使其内仅受潮流作用影响[33]. 海口湾则由于南渡江外泄泥沙，加之河口三角洲由东向西的沿岸输沙和河口支流弱的喷射流受涨潮作用使该区域成为泥沙的主要沉积环境[34]. 综上，有利的沉积环境、 稳定的物质来源保障使得元素在南渡江、 海口湾、 文昌/文教河、 万泉河等河口区和东寨港、 万宁小海等潟湖环境区含量较高. 文昌市和琼海市沿岸直面南海，水动力条件强，经常受热带气旋侵扰，沉积物类型主要以残留沉积物为主，是微量元素含量低的重要原因.

表 4 海南岛东北部滨海湿地表层沉积物元素间相关系数矩阵 1) Table 4 Correlation matrix of trace elements in surfacial sediments of the coastal wetlands of northeastern Hainan Island

图 3 海南岛东北部滨海湿地表层沉积物粒度Φ50、 微量元素和TOC含量等值线图 Fig. 3 Contour maps of trace element concentrations,percentage of TOC and Φ50 of surficial sediments from the coastal wetlands,northeastern Hainan Island

Sr与大部分元素都有显著的负相关关系，相关程度弱到中等，水平分布特征与上述元素大致“互补”即:Sr主要在文昌市和琼海市沿岸呈现高值，在海湾和河口区呈现较低的含量. 其分布特征主要CPAHsΣ物源影响. Sr主要来源于海洋生物碎屑沉积[35]，Sr与Ca元素化学性质相似，在生物成因的碳酸盐中Sr常常会取代其中Ca离子在晶体中的位置，能够以类质同象的形式出现在碳酸盐中[20]. 海南岛地理位置和气候环境得天独厚，为珊瑚的生长发育及珊瑚礁的形成提供了优越的条件. 东岸的万泉河口以北的琼海、 文昌两市沿岸珊瑚礁连续分布，形成长达30 km，平均宽度达4 km的礁区[35]. 这恰与研究区Sr元素的富集区域吻合，大量的珊瑚以及其他钙质生物碎屑沉积造成Sr的异常. As的分布特征相比其他元素分布比较均匀，从As的变异系数(0.29)也可看出各采样点间As的含量差异相对其他元素较小. 产生这种分布特征的原因有两方面：一是由研究区底质沉积物中As的含量可能受其他来源影响. 种植业与水产养殖在研究区沿岸分布广泛，尤以文昌市沿岸为甚. 农业生产中杀虫剂，除草剂等农药的使用是As的重要来源. As与其他元素的相关系数均小于0.6，呈现中等到弱的相关关系，也说明As的来源有别于其他微量元素，很可能受人为来源影响. 二是因为文昌市、 琼海市沿岸生物钙质碎屑沉积对As的沉积影响. 生物钙质碎屑能吸引As与其他元素(Al、 Fe、 Mn等)凝絮和共沉淀反应产生的胶体物质，使其“被覆”在钙质矿物的表面. 沉积物颗粒越粗，颗粒间的碰撞频率越高，胶体的聚合更快速，进而促进As的凝絮和共沉淀的过程，将As保留在沉积物中[36]. Zr与大部分微量元素呈不相关关系，仅与MnO呈弱相关，主要在海南岛东部海岸龙滚镇附近富集. 龙滚镇附近区域酸性火山岩发育为Zr提供了良好的物源，海岸基岩受海水冲击破裂风化，较重的锆石水迁移系数较小，搬运距离不远而以残留沉积物沉积下来. Zr与MnO呈弱相关可能是因为锆石主要集中在颗粒较粗的沉积物中，沉积物孔隙度高，水体含氧量大，海水pH偏碱性，形成自生的MnO2 ·nH2O沉积.

3.3 元素的来源与影响因素

因子分析方法已经被许多研究证实能够在分析沉积物中元素的来源和影响元素富集的主要因素方面提供明确的信息[27, 37]. 根据本研究因子分析前的KMO(Kaiser-Meyer-Olkin检验)=0.898，Bartlett球度检验结果显示(df=120，Sig.＜0.001)，样品数据适合用于因子分析. 分析过程采用主成分提取方法，共提取出初始特征值大于0.8的4个公因子，这4个公因子可以解释16个变量中85.486%的方差信息； 其中公因子1(F1)所解释的比重最大，达到方差的65.989%； 公因子2、 3和4(F2-F4)分别解释了方差的8.509%、 5.373%和5.214%，说明在沉积物中公因子1对各研究变量的影响占据主导地位. 经过最大方差法旋转后的因子载荷结果如表 5.

表 5 因子分析结果 Table 5 Results of factor analysis

Zn、 V、 Fe2O3、 Al2O3、 Pb、 Ni、 Cr、 Cu、 Silt+Clay在公因子1中具有很高的因子载荷，全部在0.7以上，说明这一公因子对这些元素含量的影响非常显著. Al在风化作用中的地球化学行为比较保守，风化的岩石及碎屑中Al主要包含在晶格内，所以这一因子主要代表了研究区侵蚀搬运作用对微量元素的影响，同时反映了微量元素的来源主要是自然风化产物. 通过表 4各元素的相关性可以看出，Al与MnO、 As、 Cd和Hg具有显著相关关系，可以说明因子1控制着这些元素的部分来源. 而Sr在这一公因子的因子载荷为-0.795，可能是因为富Sr的海洋生物钙质介壳以及珊瑚碎屑常作为沉积物中微量元素的“稀释剂”，“稀释”了微量元素在沉积物中的浓度.

TOC在第二个公因子中有最强的因子载荷0.915. 这一公因子还包括Cd和Hg，且TOC与Cd、 Hg的相关系数最高(0.57、 0.6，P＜0.01)，说明Cd、 Hg和TOC有相同的来源，可能为生物来源. 研究区东寨港是TOC主要富集区域(图 3)，是我国唯一一个红树林国家级保护区. 前人研究表明红树植物对Cd和Hg具有明显的富集能力，不仅能够从根系吸收这两种微量元素，Hg还能通过红树叶子进入其植物体内[38, 39, 40]. 随着红树植物的死亡、 降解，参与生物内循环的Cd和Hg能够以有机结合态保存在沉积物中. 有机质对Cd、 Hg通过表面吸附、 阳离子交换和螯合等作用形成金属络合物并与悬浮沉积物共沉淀于表层沉积物之中，能够有效控制Cd、 Hg的分布.

公因子3包括了MnO和As，其中As具有较高的因子载荷0.758. 将这一因子解释为人为来源的一对元素组. As是农业生产中杀虫剂和除草剂的重要成分，而Mn在水产养殖中是重要的消毒剂. 在研究区表层沉积物中，Mn与As具有显著的相关关系(0.49，P＜0.01)表明As和Mn可能来自人类生产活动的排放. As在水体中通常以阴离子的砷酸和亚砷酸的形式出现，而Mn的氢氧化物容易吸引此类阴离子并通过凝絮或共沉淀的方式形成难容物质，“被覆”在粗颗粒的沉积物表面[36, 41, 42]. 海南岛东北部Mn和As的相关性Hu等[27, 43]在海南西部昌化江口以及辽东湾也有报道.

因子4主要以Zr为主，研究区残留沉积物中富含重矿物锆石，以Zr为主要载荷的因子4代表的是粗粒沉积物对元素的富集作用，而这个因子也对部分Mn起着微弱的控制作用.

4 结论

(1)海南岛东北部滨海湿地底质沉积物中微量元素的含量(除Sr、 Zr)较低，污染程度处于无-弱的程度，且大部分元素对于区域底栖生物不会带来负面的影响，生态环境整体良好. 但是在文昌市冯家湾和龙马乡沿岸站位微量元素均呈现中度-显著污染，应该引起监管部门重视.

(2)由于物源以及沉积环境的影响微量元素Ni、 Zn、 V、 Pb、 Cr、 Cu、 Cd、 Hg分布主要集中于南渡江、 海口湾、 文教河/文昌河、 万泉河等河口区和东寨港、 万宁小海等海湾、 潟湖区. As的含量分布比较均匀可能受到了沿岸人类活动的干扰.

(3) 通过因子分析以及相关性分析表明，微量元素Zn、 V、 Pb、 Ni、 Cr、 Cu和部分Hg的主要来源为自然风化作用的产物； Cd和部分Hg来自于生物源. 虽然研究区微量元素的含量较低，但是As和Mn依然受到了人类活动的干扰，主要来源于人类排放.

致谢 ：感谢海南省地质调查院在野外工作中提供的帮助和广州海洋地质调查局对本研究的资助.

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