舟山蝦峙門口外航道疏浚對海洋生態(tài)環(huán)境的影響及防治措施

水玉躍，丁天明

(1.浙江海洋學(xué)院水產(chǎn)學(xué)院，浙江舟山 316004；2.舟山市海洋與漁業(yè)局，浙江舟山 316000)

航道疏浚是航道開發(fā)與維護(hù)的重要手段。該過程中產(chǎn)生的懸浮泥沙，一部分會沉積在疏浚工作區(qū)附近，其余的將在拋泥區(qū)局部區(qū)域形成高濃度含沙水體，在重力、波浪、潮流、風(fēng)吹流等因素作用下運(yùn)動。疏浚過程中懸浮泥沙擴(kuò)散輸移將對周圍海域的海洋生態(tài)環(huán)境造成一定影響。本文根據(jù)舟山蝦峙門航道疏浚工程項(xiàng)目，對航道疏?？赡墚a(chǎn)生的海洋生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)預(yù)防及保護(hù)措施，以期為舟山市航運(yùn)業(yè)健康有序發(fā)展提供依據(jù)。

1 工程概況

蝦峙門航道位于舟山市普陀區(qū)蝦峙島、桃花島東側(cè)海域，是大型船舶進(jìn)出寧波～舟山港的重要深水航道，由蝦峙門口內(nèi)、口外兩段航道組成，口內(nèi)航道自然水深優(yōu)良，最小水深在30 m以上；而口外航道最小水深只有18 m，僅能滿足(15～20)萬t級船舶乘潮通航。隨著舟山海洋經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，進(jìn)出蝦峙門航道大型船舶越來越多，為了能夠適應(yīng)舟山現(xiàn)有(20～30)萬t碼頭通航及國際船舶的超大型化趨勢的需要，提高寧波～舟山港吞吐能力，對現(xiàn)有的蝦峙門口外航道進(jìn)行擴(kuò)建、浚深以滿足大型船舶的通航要求。

本航道疏浚區(qū)域位于蝦峙門口外航道泥灰礁以西區(qū)段，航道軸線平面走向?yàn)?86.8°～106.8°，全長14.5 km，即挖槽長度為14.5 km，挖槽底寬378 m，設(shè)計深度22.5 m，備淤深度0.4 m，挖槽邊坡1:15。整個航道疏浚工程開挖工程量1 851萬m3，疏浚物傾倒于疏浚航道南北兩側(cè)的2個臨時傾倒區(qū)(圖1)。

圖1 工程地理位置站位圖Fig.1 Geographic of location and station of the construction

2 航道疏浚對生態(tài)環(huán)境的影響

根據(jù)實(shí)地施工情況，本工程采用4 500 m3、9 000 m3、12 000 m3耙吸船各1艘，總施工時間20個月。疏浚施工主要影響是底泥開挖、拋填導(dǎo)致附近海域懸浮泥沙擴(kuò)散、濃度升高影響周邊海洋生態(tài)環(huán)境。根據(jù)泥沙沉降速度大部分懸浮泥沙沉于海底，但有部分粒徑小、比重輕的疏浚物懸浮于水體中，并隨流擴(kuò)散，造成局部海域水質(zhì)的渾濁、溶解氧下降、透光率降低，沒來得及逃離的海洋生物將受到程度不同的影響，甚至導(dǎo)致一些海洋生物窒息死亡。實(shí)驗(yàn)表明，在懸浮顆粒含量為80 000 mg/L的水體中，魚類最多可忍耐1 d；在6 000 mg/L的水體中，最多可忍耐1周；在300 mg/L的水體中，且每天短時攪拌，致使淤泥泛起懸浮顆粒物質(zhì)達(dá)2 300 mg/L的水體中，魚類僅可存活3～4周。一般認(rèn)為，在懸浮顆粒物質(zhì)含量為200 mg/L的水體中魚類不會直接死亡[1]。

本文通過走航觀測法，分別對疏浚、拋填海域懸浮物濃度、擴(kuò)散范圍進(jìn)行調(diào)查[2]，得出疏浚點(diǎn)懸浮物擴(kuò)散結(jié)果(表1)和傾拋點(diǎn)懸浮物擴(kuò)散結(jié)果(表2)。

由表1、表2可知，本次疏浚、拋填工程產(chǎn)生的懸浮物最大增量約50～60 mg/L，最遠(yuǎn)擴(kuò)散距離在4 km左右，但附近海域最大懸浮濃度在200 mg/L之內(nèi)，一般不會造成魚類直接窒息死亡。

懸浮物濃度的增加降低了附近海域透明度，導(dǎo)致施工區(qū)初級生產(chǎn)力水平的下降，部分懸浮物粘附在動物體表，干擾動物的感覺功能；呼吸時，懸浮物會阻塞魚類等的鰓組織，造成呼吸困難；某些濾食性浮游動物，只能分辨顆粒大小的能力，只要粒徑合適就可以攝入體內(nèi)，如果攝入的是泥沙，那么動物有可能因饑餓而死亡；水體的渾濁還會降低水中的溶解氧含量，進(jìn)而對游泳生物和浮游動物產(chǎn)生不利影響，甚至引起死亡。

表1 疏浚區(qū)懸浮物擴(kuò)散結(jié)果Tab.1 Diffusion consequences of ebb suspended solids in construction areas

表2 1＃傾倒區(qū)懸浮物擴(kuò)散結(jié)果Tab.2 Suspended solids diffusion in 1＃dumping areas

航道開挖對底棲生物的影響。航道開挖對底棲生物的實(shí)質(zhì)性影響是將徹底改變航道及其鄰近區(qū)底面原有的底棲生態(tài)環(huán)境。蝦峙門航道疏?？傞L度14.5 km、底寬378 m，則施工直接破壞的底質(zhì)面積為5.48 km2，棲息于這一范圍內(nèi)的底內(nèi)動物和底上動物因底泥的挖離將全部喪失，而且破壞了底棲生存環(huán)境，這對底棲生物的影響是比較大的，根據(jù)本工程底棲生物調(diào)查數(shù)據(jù)及有關(guān)參數(shù)，估計該區(qū)底棲生物群落的恢復(fù)至少需2～3年。

底泥拋填對傾廢區(qū)底棲生物影響。由于疏浚泥的覆蓋，使傾倒區(qū)形成一層具有一定厚度的新生沉積層，人為的速率比自然速率高幾十倍，甚至更大，改變傾倒區(qū)及其附近海區(qū)底棲動物的棲息環(huán)境[3]?；顒幽芰?qiáng)的部分底棲動物受到驚擾后會迅速逃離現(xiàn)場，在原來底質(zhì)環(huán)境中生存的部分生物來不及逃離而將被掩埋；由于各種生物的生活習(xí)性和適應(yīng)能力有所差異，覆蓋造成的結(jié)果也不一樣。

同時，疏浚物的理化特性、覆蓋層的厚度等因素也會產(chǎn)生一定影響；蝦類被覆蓋后由于缺氧窒息和機(jī)械壓迫而死亡；沙蠶、甲殼動物和雙殼動物被覆蓋后，絕大多數(shù)仍能生存:活動能力較強(qiáng)的底棲動物會迅速的逃離現(xiàn)場;總之，絕大多數(shù)底棲動物可以穿過覆蓋層垂直遷移上來，其中蟹類和端足動物由于其形態(tài)和生理上的適應(yīng)能力很強(qiáng)，可以穿過數(shù)十厘米的覆蓋物而生存下來。疏浚物覆蓋后造成部分底棲動物死亡的原因主要是缺氧窒息和機(jī)械壓迫，此外，疏浚物堵塞動物的呼吸系統(tǒng)，引起鰓組織、表皮組織等的腐爛、缺少餌料引起的饑餓、機(jī)械損傷等因素也是造成動物死亡的原因。

疏浚泥中含有的有機(jī)物和重金屬由于水體擾動、擴(kuò)散會釋放到水體中，并通過水生生物的新陳代謝，在生物體內(nèi)的積累，從而對生物本身及食物鏈上一級生物產(chǎn)生毒害作用，形成二次污染。疏浚物的傾倒對海洋生物的物理性影響是主要的，但對其在生理和生化方面可能產(chǎn)生的影響也不能忽視。疏浚物在傾倒過程中使原有的有毒有害物質(zhì)重新釋放和分布，因而對海洋生物產(chǎn)生不利影響。許多生物，尤其是軟體動物對重金屬、有機(jī)氯農(nóng)藥、PCB’s等有害物質(zhì)具有吸收、富集作用，這些物質(zhì)在其體內(nèi)積累、轉(zhuǎn)移，并沿食物鏈傳遞，有的甚至?xí)a(chǎn)生放大作用。疏浚物傾倒對局部海域內(nèi)生物的卵子發(fā)育和幼體生長會產(chǎn)生較大的影響[4]。本次調(diào)查底棲生物不同類群體內(nèi)同種污染物質(zhì)的含量有一定的差異，但捕獲生物體內(nèi)污染物質(zhì)的平均含量均屬低水平，超標(biāo)現(xiàn)象較少。

其他影響：施工船舶挖泥、裝船、運(yùn)輸及拋泥過程中必將會有部分泥沙入海，導(dǎo)致附近海域懸浮物含量增加；疏浚使附近海域海底地形和流場有部分改變，影響生態(tài)環(huán)境；施工船舶產(chǎn)生的含油污水、生活垃圾如果處置不當(dāng)會造成附近海域、石油類、懸浮物含量增加，營養(yǎng)鹽過盛，危害附近海域海洋生態(tài)環(huán)境。

3 生態(tài)環(huán)境影響預(yù)防措施分析

本項(xiàng)目主要環(huán)境影響是底泥開挖、拋填對底棲生境的破壞及懸浮泥沙擴(kuò)散對海域生態(tài)環(huán)境影響。因此減輕對底棲生物損害，控制懸浮泥沙的產(chǎn)生量及懸浮泥沙擴(kuò)散是減少海域環(huán)境污染的關(guān)鍵。

選擇先進(jìn)的疏浚設(shè)備。根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕すr，本次航道疏浚選擇4 500 m3、9 000 m3、12 000 m3耙吸船各一艘，各種型號船舶沿線交替作業(yè)，縮短施工時間，減少對周邊海域環(huán)境影響。

采取先進(jìn)的施工工藝。實(shí)施GPS全球定位系統(tǒng)，準(zhǔn)確定位需開挖的航道位置，減少疏浚作業(yè)中不必要的超深、超寬疏浚，減少底泥開挖量及泥沙擴(kuò)散方量；2個拋泥區(qū)交替使用，安排專門人員并配置監(jiān)測儀器進(jìn)行監(jiān)控，拋泥作業(yè)定時、定位，保證泥沙在傾倒范圍內(nèi)均勻?yàn)⒙?，緩減拋泥區(qū)生態(tài)壓力。

加強(qiáng)對施工人員及船員防污法規(guī)的宣傳教育，提高他們對環(huán)境污染危害的認(rèn)識。同時，定污染應(yīng)急計劃，建立一支專門的防污作業(yè)隊(duì)伍，以便發(fā)生溢油事故時以最快的速度制定出最佳的溢油處理方案。施工船舶產(chǎn)生的含油污水實(shí)施鉛封管理規(guī)定，定期收集上岸，交由資質(zhì)單位處理；施工人員產(chǎn)生的生活垃圾、生活污水及時清運(yùn)，減少附近海域富營養(yǎng)化。所有施工船舶和水上施工機(jī)械均進(jìn)行定期檢查，一旦發(fā)生機(jī)械漏油或生活污水、生活垃圾泄露情況立即維修。

控制裝倉溢流對水體的影響，集中溢流時間，加快溢流速度，采取挖泥船滿倉后再溢流0.5 h，增加裝倉的容量，同時縮短試噴時間，減少泥沙懸浮。

合理安排施工時間。舟山漁場魚卵仔魚產(chǎn)卵季節(jié)一般在夏季4～7月份，航道疏浚、拋泥施工時間盡量避開這個季節(jié)，將影響減少到最低程度。

本項(xiàng)目根據(jù)環(huán)境管理規(guī)定建立健全環(huán)保機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)督管理機(jī)制，防止施工過程中跑、冒、滴、漏情況發(fā)生，減少泥沙入海；同時，做好施工船舶的碰撞、溢油等風(fēng)險防范工作，減少不必要的污染。

4 海洋環(huán)境跟蹤監(jiān)測分析

在航道疏浚施工過程中,對蝦峙門口及傾廢區(qū)附近水質(zhì)環(huán)境、海洋生態(tài)和漁業(yè)資源進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測[2]，其結(jié)果如下：

(1)對海洋水質(zhì)環(huán)境影響。本次水質(zhì)調(diào)查監(jiān)測站位數(shù)量多，分布均勻具有較強(qiáng)的代表性(具體站位如圖1)，內(nèi)容包括 pH、DO、COD、石油類、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、汞(Hg)、鎘(Cd)、砷(As)、磷酸鹽、無機(jī)氮、BOD5、硫化物、濁度等16個要素，統(tǒng)計結(jié)果見表3。

表3 水質(zhì)調(diào)查結(jié)果Tab.3 Water quality of the whole region

從各項(xiàng)監(jiān)測結(jié)果來看，施工期間疏浚泥中的部分重金屬污染物隨著洋流擴(kuò)散，含量有所升高，施工結(jié)束后逐步恢復(fù)到原先水平；濁度、DO、COD等較施工前有所上升，但幅度不是很大，符合海域水質(zhì)要求；而其他較為敏感的指標(biāo)如石油類等含量沒有因?yàn)槭┕ざ仙绊懖皇呛艽蟆?/p>

(2)對海洋生態(tài)環(huán)境的影響。分別在疏浚區(qū)、拋填區(qū)各取4個監(jiān)測站位對浮游植物、浮游動物和底棲生物進(jìn)行取樣分析，結(jié)果見表4～6。

表4 浮游植物指標(biāo)數(shù)據(jù)Tab.4 Phytoplankton index data

表5 浮游動物指標(biāo)數(shù)據(jù)Tab.5 Zooplankton index data

表6 底棲生物指標(biāo)數(shù)據(jù)Tab.6 Benthon index data

從調(diào)查結(jié)果來看，施工前浮游植物各項(xiàng)指數(shù)都高于施工期，但施工結(jié)束后基本能恢復(fù)到施工前水平，因此項(xiàng)目實(shí)施對附近海域浮游植物產(chǎn)生了一定的影響，但影響不是很大；浮游動物的各項(xiàng)指標(biāo)施工前都高于施工中和施工后，施工結(jié)束后有一定恢復(fù)，多樣性指數(shù)、種類數(shù)都有一定程度的降低，因此項(xiàng)目實(shí)施對附近海域浮游動物產(chǎn)生一定影響，浮游動物群落結(jié)構(gòu)群落趨于單一化。疏浚區(qū)、拋泥區(qū)施工前底棲生物自工程實(shí)施以來都有明顯的降低，8、12號站位泥樣經(jīng)沖洗后無生物樣，2號站位施工中只采到一種底棲生物；傾倒前底棲生物的密度為110 ind/m2，傾倒后為26.8 ind/m2；生物量從13.95 mg/m2，降低到傾倒后的1.06 mg/m2，21號站位多樣性指數(shù)為零，而且出現(xiàn)了耐埋種類(如多毛類的不倒翁)增多的趨勢，不倒翁從第二優(yōu)勢種演變?yōu)榈谝粌?yōu)勢種。因此疏浚、拋填對底棲生物的生長、繁殖、種類數(shù)、生物量和底棲生態(tài)結(jié)構(gòu)群落產(chǎn)生較大的影響，底棲生物的損失較為明顯，且由于底棲生物固著生長的特性，海水的交換對底棲生物的恢復(fù)作用有限，所以底棲生物的恢復(fù)需要較長的時間，影響較大。

漁業(yè)資源調(diào)查結(jié)果表明，疏浚區(qū)與對照區(qū)底拖網(wǎng)漁獲物重量和尾數(shù)組成、現(xiàn)存相對重量和尾數(shù)資源密度差異不大。附近海域小型魚船作業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)值、產(chǎn)量稍低于往年評價水平，不過在1～2個標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)，受到影響較小。航道整治疏浚區(qū)沒有采集到魚卵，僅采集到仔魚。對照區(qū)僅采集到魚卵，未采集到仔魚，由于站位較少較難分析工程對魚卵仔魚的影響。由于近年來受多種因素影響，受到SS的直接影響也并不明顯，因此產(chǎn)量損失表現(xiàn)不甚明顯。

5 結(jié)語

通過對航道疏浚航道疏浚施工前、施工中、施工后環(huán)境影響分析及跟蹤監(jiān)測,可以看出,施工對航道附近海洋生態(tài)環(huán)境基本沒有產(chǎn)生大的影響，但是由于航道挖掘、底泥拋填改變了原有底棲生態(tài)環(huán)境，對底棲生物群落產(chǎn)生了較大的影響，其恢復(fù)需要一定的時間；但總體而言，這些影響是短期的，隨著疏浚工程和傾倒活動的結(jié)束而逐漸消失，所以蝦峙門航道疏浚工程所采取海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施在目前情況下還是積極有效的。

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