廣東雷州珍稀海洋生物國家級自然保護區(qū)水體和沉積物中石油類含量與分布特征

劉芳 柯盛 周立喜 陳成瓊 陳耀

摘要：為了探討廣東雷州珍稀海洋生物國家級自然保護區(qū)海域水體和沉積物中石油類的含量及其分布特征，文章于2017年和2018年分別對保護區(qū)海域的石油類進行了調查。結果表明，保護區(qū)表層水體石油類含量為0.003～0.066 mg/L，平均含量為0.015 mg/L，平均污染指數為0.30，保護區(qū)水體中的石油類基本符合一類海水水質標準。保護區(qū)表層沉積物中石油類含量為3.0～54.8 mg/kg，平均值為11.109 mg/kg，符合海洋沉積物第一類質量標準。保護區(qū)水體和沉積物中石油類含量的變化規(guī)律基本相似，但是沉積物中石油類含量的變化更大。根據調查數據分析，保護區(qū)水體中石油類的主要來源是保護區(qū)社區(qū)小型漁船航行排放的石油類，以及保護區(qū)周邊漁船在航行過程排放的石油類擴散到保護區(qū)海域。

關鍵詞：石油類;污染指數;海洋自然保護區(qū);海水;沉積物;分布特征

中圖分類號：X55;P76 文獻標志碼：A 文章編號：1005-9857（2020）01-0069-06

Abstract：In order to research the petroleum content and distribution characteristics in the seawater and sediment of Guangdong Leizhou Rare Marine Life National Nature Reserve，this paper investigated the petroleum content of the Reserve in 2017 and 2018 respectively.The results showed that the petroleum content in the seawater of the Reserve was 0.003～0.066 mg/L，the average content was 0.015 mg/L，and the average pollution index was 0.30.The petroleum content in the seawater of the Reserve basically accorded with the first class seawater quality standard.The content of petroleum in the surface sediment of the Reserve was 3.0～54.8 mg/kg and the average content was 11.109 mg/kg，which accorded with the first quality standard of marine sediment.The change rule of petroleum content in the seawater and sediment of the Reserve was basically similar，but the change of petroleum content in sediment was greater.According to the analysis of survey data，the main sources of petroleum in the seawater of the Reserve originated from the petroleum discharged by small fishing boats of the Reserve Community during navigation，and other source came from the fishing boats around the Reserve spreading petroleum to the sea area of the Reserve during navigation.

Key words：Petroleum，Pollution index，Marine Nature Reserve，Seawater，Sediment，Distribution characteristics

特征

0 引言

近年來，隨著經濟的迅速發(fā)展，人類活動日益頻繁，石油污染已經是我國近海最主要的污染問題之一。石油進入海洋后，會在海面形成一層厚度不均勻的薄膜，阻礙海-氣界面間的氣體、能量和水分交換，影響浮游植物的光合作用，毒害海洋生物[1]。廣東雷州珍稀海洋生物國家級自然保護區(qū)（以下簡稱保護區(qū)）位于雷州半島西部海域，主要保護對象為珍稀海洋生物及其棲息地，包括儒艮、中華白海豚、大珠母貝（白蝶貝）、文昌魚、綠海龜、棱皮龜、玳瑁、江豚、寬吻海豚等國家Ⅰ、Ⅱ級重點保護動物，以及珊瑚礁、海藻場和紅樹林等典型海洋生態(tài)系統(tǒng)[2]。調查保護區(qū)海域水體和沉積物中石油類的含量和分布特征，以掌握保護區(qū)海洋環(huán)境狀況，為保護珍稀海洋生物提供數據支持和決策依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和分析方法

本研究在保護區(qū)內設置7個調查站位（圖1），海水樣品采集時間分別為：2017年3月、10月、12月;2018年1月、3月、7月、10月、12月，表層沉積物樣品采集時間為2017年12月和2018年1月。樣品的采集參照GB12763.0—2007進行，海水石油類采用GB17378.7—2007/13.2紫外可見分光光度法進行測定，沉積物中的石油類則采用《海洋監(jiān)測規(guī)范》GB17378.5—2007/13.2 紫外可見分光光度法進行測定。

1.2 評價方法

本研究分別以GB3097—1997海水水質標準[3]一類標準和GB18668—2002[4]海洋沉積物質量標準一類標準作為評價標準，采用單因子污染指數評價法對保護區(qū)的水體和沉積物中石油類質量進行評價。評價公式[5]為：Pi=Ci/Cs;式中Pi為評價因子的污染指數;Ci為各評價因子的實測濃度值;Cs為評價因子的評價標準值。其中，采用一類海水水質標準石油類含量的評價標準值為0.05 mg/L，一類海洋沉積物石油類含量的評價標準值為500.0 mg/kg。海水中石油類污染因子的分級見表1。

2 結果

2.1 表層海水石油類含量及污染狀況評價

保護區(qū)表層海水各站位石油類含量的分析結果見表2。

由表2可知，保護區(qū)表層海水的石油類含量濃度范圍為0.003～0.066 mg/L，平均含量為0.015 mg/L。最大值出現(xiàn)在2017年3月的6號站位，含量為0.066 mg/L，含量小于0.003 mg/L的站位有：2018年7月的全部站位，2018年3月的1號、2號、3號、4號和7號站位，以及2018年10月的2號、3號、5號和6號站位。

從調查結果來看，2017年保護區(qū)表層海水的石油類平均含量為0.025 mg/L，2018年的平均含量為0.009 mg/L，2017年的平均含量明顯大于2018年。5號站位表層海水石油含量的平均值0.022 mg/L，是平均含量最高的站位，2號站位表層海水石油含量的平均值0.010 mg/L，是平均含量最低的站位。

表3中，質量評價為自然本底的站位有38個，清潔的站位有13個，較清潔的站位有2個，輕度污染的站位有1個，污染的站位有2個。

保護區(qū)表層海水石油類平均污染指數為0.30，處于自然本底水平。其中，自然本底、清潔、較清潔的站位占94.64%，輕度污染和污染的站位占5.36%。整體而言，保護區(qū)表層海水的石油類含量符合一類海水水質標準。

2.2 表層沉積物中石油類含量及污染狀況評價

保護區(qū)表層沉積物中石油類含量及污物狀況評價見表4。其中，站位2和站位3的底質為玄武巖底質，沒有采集到沉積物樣品。2018年1月，站位1采集的樣品主要是沙，沒有進行石油類含量的測定。

由表4可知，2017年12月保護區(qū)表層沉積物中石油類平均含量20.280 mg/kg，遠大于2018年1月的平均含量1.938 mg/kg，與水體的分布規(guī)律相似，即水體中的石油類含量高，其對應沉積物中石油烴的含量也高。各站位平均污染指數為0.022，各站位均沒有超出一類海洋沉積物質量標準。

3 討論

3.1 保護區(qū)水體中石油類的來源

石油類的成分十分復雜，由多種烷烴、芳烴、烯烴和雜環(huán)芳烴等復雜分子結構組成[1]。海洋環(huán)境中的石油烴主要來自石油開采、溢油事故、船舶運輸、大氣沉降和陸源排放等[8-9]。人為活動是石油烴進入海洋環(huán)境的主要途徑，尤其是在近岸及河口區(qū)域[10]。保護區(qū)沿岸沒有大型的工礦企業(yè)，保護區(qū)內禁止石油開采、拖網、挖沙等作業(yè)，保護區(qū)海域有社區(qū)漁民的小型流刺網漁船航行，保護區(qū)沿岸有少量養(yǎng)殖廢水排放。

3.1.1 保護區(qū)水體石油類含量的時間變化

2017—2018年保護區(qū)表層海水石油類含量的監(jiān)測結果如圖2所示，2018年7月各站位石油類含量的平均值最小，每個站位的含量均小于0.003 mg/L，而其他調查時間段，沒有出現(xiàn)所有站位含量均小于0.003 mg/L的現(xiàn)象。2018年7月是南海的休漁期，保護區(qū)海域內基本沒有社區(qū)漁民的小型漁船航行。因此，初步說明保護區(qū)水體中石油類的主要來源可能是小型漁船航行排放的石油類。

3.1.2 保護區(qū)各功能區(qū)水體中石油類的分布

2017年和2018年保護區(qū)各功能區(qū)水體中石油類的平均含量如圖3所示，2017年水體中石油類的平均含量遠大于2018年，但是保護區(qū)各功能區(qū)水體中石油類含量的變化規(guī)律一致，均是由大到小依次為：緩沖區(qū)、實驗區(qū)、核心區(qū)。核心區(qū)的3個站位靠近近岸，但是水體中石油類含量最低，初步說明陸源排放不是保護區(qū)水體中石油類的主要來源。

3.1.3 保護區(qū)各站位水體中石油類的分布

圖4為2017—2018年保護區(qū)各站位表層海水中石油類的平均含量。從圖4中可以看出，5號站位和6號站位的平均含量均較高，這兩個站位處于保護區(qū)的最南端，靠近漁船進出烏石港的航道，烏石港屬于國家級中心漁港，進出港口的漁船較多，導致石油類的排放較多。石油類物質入海后，水溶性部分即開始溶入水體，其余部分則浮于水面并擴散成油膜，油膜隨風和表層流漂移[11]，水體中石油類的擴散和漂移可能是造成這兩個站位海水中的石油類含量高的原因。

2017年和2018年，2號站位石油類平均含量都是最低的，該站位的底質為玄武巖，而且水深較淺，漁船航行時可能會繞開此海域，推測可能是這個原因造成該站位表層海水的石油類平均含量最低。

綜上所述，保護區(qū)水體中石油類的主要來源不是陸源排放，主要來源于社區(qū)漁民小型漁船航行排放的石油類，以及周邊漁船航行排放的石油類擴散到保護區(qū)海域。

3.2 保護區(qū)表層沉積物中石油類的來源

2017年12月保護區(qū)表層沉積物中石油類平均含量20.280 mg/kg 遠大于2018年1月的平均含量1.938 mg/kg，而相同時間水體中石油類平均含量分別是0.028 mg/kg 和0.010 mg/kg，水體和沉積物中石油類含量的變化規(guī)律一致，但是沉積物中石油類含量的變化更大。

海水中的石油經過蒸發(fā)、光化學作用、微生物降解等過程進入大氣，但大部分石油最終以溶解組分或相應地降解組分存在于海洋中，并且有相當部分通過吸附、絮凝和沉淀作用進入沉積物[12]。有研究表明，懸浮顆粒物對水體中的石油污染物有著很高的富集系數，兩者之間存在正相關關系[13]。沉積物粒度越大，擁有的比表面積越小，絮凝作用越弱[1]。保護區(qū)海水水質潔凈，懸浮顆粒物的含量較低，懸浮顆粒物的富集作用可能比較小，保護區(qū)海底主要是以玄武巖，還有砂、砂礫和黏土等濱海沉積[14]，對水體中的石油烴吸附能力弱，加上保護區(qū)海域潮差較大[14]。可能由于上述因素，造成保護區(qū)沉積物中石油類的含量比水體的含量變化更大。

3.3 保護區(qū)水體和表層沉積物中石油類與國內海域的比較

保護區(qū)水體和表層沉積物中石油類的含量與國內海域比較情況如表5和表6所示，保護區(qū)水體中石油類的含量低于大亞灣、珠江口、內伶仃洋、山東近海，但是高于北部灣。珠江口、山東近海、大亞灣等沿岸屬于經濟發(fā)達地區(qū)，水體和表層沉積物中石油類含量較高。本研究的保護區(qū)海域屬于北部灣的近岸海域，保護區(qū)水體中石油類含量高于整個北部灣的平均值，此北部灣調查的J07站位靠近保護區(qū)海域，其水體中石油類的平均濃度為0.014 7 mg/L，與本研究的平均值0.015 mg/L相差較小。該北部灣的調查時間是2006年，本研究的調查時間是2017年和2018年，相隔10多年，但是變化幅度較小，說明保護區(qū)及其周邊海域受石油類污染的影響變化不大。

4 結論

（1）從調查結果看，該保護區(qū)水體中的石油類含量為0.003～0.066 mg/L，平均含量為0.015 mg/L。保護區(qū)水體中石油類的平均污染指數為0.30，處于自然本底水平。因此，整體而言，保護區(qū)水體中的石油類符合第一類水質標準。

該保護區(qū)沉積物中石油類含量為3.0～54.8mg/kg，平均值為11.109 mg/kg，各站位均沒有超出海洋沉積物質量一類標準。

（2）2018年7月為休漁期，各站位水體中的石油類含量最低，說明保護區(qū)水體中石油類的主要來源是社區(qū)小型漁船航行排放的石油類。核心區(qū)靠近近岸，但水體中石油類含量最低，說明保護區(qū)水體中石油類的主要來源不是陸源排放。5號站位和6號站位的平均含量均較高，推測這兩個站位石油類的主要來源是周邊漁船航行排放的石油類擴散到保護區(qū)海域。

（3）保護區(qū)水體和沉積物中石油類含量的變化規(guī)律基本一致，但是沉積物中石油類含量的變化更大。

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