廣東大亞灣水產(chǎn)資源省級自然保護區(qū)沉積物中重金屬污染及防治初探

鄭淑蘭

(廈門大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，福建 廈門 361005)

大亞灣是廣東沿岸較大的半封閉性海灣，位于珠江口東側(cè)，東接稔平半島，西連大鵬半島，北依大亞灣經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，灣口朝南。大亞灣岸線曲折，島嶼眾多，灣內(nèi)水產(chǎn)資源種類繁多，是南海的水產(chǎn)種質(zhì)資源寶庫，也是多種珍稀水生生物的集中分布區(qū)和廣東省重要的水產(chǎn)增殖海域[1]。1983年，為加強保護廣東省稀有名貴水產(chǎn)品自然資源，廣東省人民政府批準在大亞灣建立廣東大亞灣水產(chǎn)資源省級自然保護區(qū)。

20世紀80年代以前，大亞灣周邊人口不多，以農(nóng)業(yè)為主，基本無工業(yè)，海域水質(zhì)良好、潔凈，營養(yǎng)狀況接近貧營養(yǎng)水平，卻能維持較高的生產(chǎn)力，人與自然能夠協(xié)調(diào)發(fā)展；1984年，廣東省將大亞灣列為重點經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，從此，大亞灣進入了社會經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的時期，大亞灣核電站、嶺澳核電站相繼建成，大亞灣經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)石化工業(yè)區(qū)項目陸續(xù)開發(fā)建設(shè)。目前，大亞灣石化區(qū)煉化一體化規(guī)模居全國首位，并成功引進?？松梨诨葜菀蚁?、惠州石化三期煉化一體化等重大項目，世界級石化產(chǎn)業(yè)基地正在加速形成。隨著大亞灣沿岸經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人口急劇增長、工業(yè)廢水和生活污水大量排入、海上水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和旅游業(yè)快速發(fā)展、船舶通航密度不斷增加等造成海水中污染物不斷累積、近年來赤潮頻發(fā)[2]、保護區(qū)生物多樣性呈現(xiàn)下降趨勢，導(dǎo)致保護區(qū)保護生態(tài)環(huán)境工作難以有效開展。

為了解人類活動對保護區(qū)的影響，選擇在沉積物中累積作用較強的重金屬[3]進行評價。近年來，國內(nèi)也有部分關(guān)于大亞灣海域表層沉積物的研究成果，唐得昊等[4]研究了大亞灣海域表層沉積物的污染現(xiàn)狀，并得出重金屬潛在生態(tài)風險較低；張海娟等[5]對大亞灣內(nèi)、外海域的重金屬分布進行對比，結(jié)果為Hg的潛在生態(tài)風險等級較高；楊文超等[6]統(tǒng)計了近十年大亞灣表層沉積物中重金屬的時空分布變化，評價了沉積物重金屬潛在生態(tài)風險為輕微程度。但以上研究結(jié)果基本局限在大亞灣局部海域，而對整個保護區(qū)海域的研究未曾報道。基于此，本研究采樣站位涵蓋保護區(qū)范圍，通過監(jiān)測各站位表層沉積物重金屬含量，分析其在保護區(qū)內(nèi)的平面分布趨勢，并統(tǒng)計分析近30年保護區(qū)內(nèi)沉積物中重金屬演變趨勢，得出保護區(qū)內(nèi)沉積物污染現(xiàn)狀，同時基于局部污染區(qū)域，提出對應(yīng)的污染防治措施，以期為保護區(qū)所在海域重金屬污染防治和生態(tài)環(huán)境保護提供依據(jù)與建議。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

2020年9月30日—10月1日在廣東大亞灣保護區(qū)及周邊海域設(shè)采樣站位42個，采樣站位分布見圖1。利用抓斗式采泥器采集表層沉積物，用牛角勺取表層約5 cm的沉積物于聚丙烯塑料袋中，貼好標簽后當天送回實驗室。樣品采集、貯存、運輸及監(jiān)測分析方法均嚴格按照GB 17378—2007《海洋監(jiān)測規(guī)范》[7]和GB/T 12763—2007《海洋調(diào)查規(guī)范》[8]的有關(guān)要求進行(表1)。

表1 沉積物中重金屬含量測定方法Tab.1 Statistics of heavy metals’ content in surface sediments of protected areas

1.2 評價方法

海洋沉積物質(zhì)量采用單因子標準指數(shù)法評價，公式如下：

Qij=Cij/Csi

式中：Qij為j站評價因子i的標準指數(shù)；Cij為j站評價因子i的實測值；Csi為評價因子i的評價標準值，采用GB 18668—2002《海洋沉積物質(zhì)量》[9]進行評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 保護區(qū)表層沉積物重金屬的含量

表2列出了保護區(qū)內(nèi)6種重金屬在表層沉積物中含量的統(tǒng)計特征值。從表2可以看出，保護區(qū)表層沉積物各重金屬含量最小值與最大值差異較大。以GB 18668—2002《海洋沉積物質(zhì)量》第一類海洋沉積物為標準，用單因子標準指數(shù)評價法對各重金屬含量進行評價，結(jié)果表明：保護區(qū)內(nèi)各站位沉積物中Pb、Zn、As及Hg含量均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準，但荃灣附近4號站位的Cu含量和石化區(qū)附近9號站位的Cr含量超過第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。保護區(qū)內(nèi)海域表層沉積物質(zhì)量總體良好，局部超標。

表2 保護區(qū)表層沉積物中重金屬含量測定結(jié)果Tab.2 Statistics of heavy metals’ content in surface sediments of protected areas

2.2 重金屬含量空間分布特征

保護區(qū)中表層沉積物各重金屬元素含量分布見圖2。由各重金屬在保護區(qū)內(nèi)的平面分布可知，Cu、Pb、Cr、Hg含量低值區(qū)出現(xiàn)在大亞灣南面海域，Zn、As含量低值區(qū)出現(xiàn)在大辣甲以東海域，相對于大亞灣北部，大亞灣中部與南部海域受人為活動干擾少，且距離陸地相對較遠，受陸源輸入影響較?。籆u、Pb、Zn、Cr、Hg均在大亞灣經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)沿岸海域呈現(xiàn)高值區(qū)，體現(xiàn)了陸源輸入影響較大。

3 討論

3.1 重金屬歷史變化分析

唐得昊等[4]通過對比大亞灣與中國其他海灣表層沉積物含量發(fā)現(xiàn)，大亞灣表層沉積物中重金屬含量處于中等水平。易華[10]統(tǒng)計了大亞灣海域表層沉積物1987—2010年共計7次的歷史數(shù)據(jù)，對重金屬含量的歷史變化進行梳理，認為大亞灣海域重金屬含量背景值已較高，可能與廣東省自然土壤中重金屬含量平均值較高有關(guān)；另外，1987—2010年大亞灣海域沉積物質(zhì)量變化比較穩(wěn)定。張海娟等[5]通過分析大亞灣的灣內(nèi)和灣外表層沉積重金屬含量分布，灣外的生態(tài)風險等級略低于灣內(nèi)，Hg對綜合潛在生態(tài)風險貢獻較大。本文結(jié)合已有的研究基礎(chǔ)，對1987—2020年大亞灣海域表層沉積物數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，結(jié)果見表3。由表3可知，近30年，大亞灣表層沉積物中除Cu含量增加較大外，其余重金屬平均含量基本保持穩(wěn)定，但最大值有增大的趨勢，其中Cu、Zn、Cr增大趨勢較為明顯，說明大亞灣局部海域重金屬累積速度較快。結(jié)合圖2可知，Cu、Zn、Cr的最大值均出現(xiàn)在大亞灣經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)周邊海域，這與開發(fā)區(qū)內(nèi)石油、化工、造紙等行業(yè)的快速發(fā)展有關(guān)?？梢?，近年來，隨著大亞灣石化產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，石化區(qū)周邊海域表層沉積物已出現(xiàn)重金屬加速積累現(xiàn)象，應(yīng)引起關(guān)注。

表3 1987—2020年保護區(qū)表層沉積物中重金屬含量Tab.3 Statistics of heavy metals’ content in surface sediments of protected areas from 1987 to 2020

續(xù)表3

3.2 重金屬來源分析

3.2.1 經(jīng)濟發(fā)展帶來的污染

改革開放以來，深惠兩市充分發(fā)揮沿海優(yōu)勢，大力發(fā)展臨海經(jīng)濟，取得顯著成就，沿海經(jīng)濟帶已發(fā)展成為最具活力和最具發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域之一。大亞灣石化區(qū)煉化一體化規(guī)模居全國首位，埃克森美孚惠州乙烯項目、惠州中海殼牌石化三期煉化一體化項目、LNG接收站、恒力PTA項目等重大項目紛紛落戶，世界級石化產(chǎn)業(yè)基地加速形成。但經(jīng)濟的發(fā)展必然帶來一系列環(huán)境問題，如碼頭建設(shè)、填海、疏浚、污水排放入海、船舶通航密度增加等均會帶來污染物排放入海，而石化區(qū)污水雖經(jīng)處理后再深海排放，但排污口四周均為保護區(qū)，污染物入海仍會對保護區(qū)造成不利影響。

3.2.2 社會發(fā)展帶來的污染

經(jīng)濟的發(fā)展帶來人口的快速增長，根據(jù)《2020年惠州統(tǒng)計年鑒》[17]，近20年來環(huán)大亞灣海域近岸常住人口由約30×104增長至150×104，人口大幅增長帶來了大量的生活污水和垃圾，同時農(nóng)業(yè)種植中廣泛使用化肥、農(nóng)藥，畜牧養(yǎng)殖中使用工業(yè)化飼料等均造成重金屬流失[18]。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，沿岸生活污水排放量從2013年的1 343×104t增加到2019年的2 412×104t，但目前污水處理設(shè)施尚不夠完善，仍有大量污染物未經(jīng)處理達標就直接排入周邊河流。大亞灣共有12條主要入海河流(圖3)，其中位于大亞灣區(qū)的淡澳河流量最大，流量(凈下泄量)介于2.62～7.18 m3/s之間[19]，但水質(zhì)為劣Ⅴ類；巖前河水質(zhì)與2018年相比有所下降；郭敏等[20]指出大亞灣入海河流有7條水質(zhì)無法達標，各類污染物最終通過河流進入保護區(qū)海域；從圖2也可知陸域污染物是保護區(qū)重金屬加速累積的主要來源。

3.2.3 水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染

沿海一帶的群眾為了生計，在大亞灣海域內(nèi)從事池塘、底播、網(wǎng)箱、淺海養(yǎng)殖，特別是范和港海域的養(yǎng)殖活動已侵占了部分紅樹林的生活空間，水產(chǎn)養(yǎng)殖過程使用的餌料、漁藥通常含有重金屬，無序養(yǎng)殖導(dǎo)致養(yǎng)殖密度過高、養(yǎng)殖餌料過度投放、養(yǎng)殖廢水排放等均給保護區(qū)水質(zhì)、沉積物及生態(tài)環(huán)境帶來不利影響。2021年，大亞灣管委會已啟動對轄區(qū)海域內(nèi)的養(yǎng)殖漁排進行清退，但保護區(qū)內(nèi)的其他海域仍存在不少的養(yǎng)殖活動。

3.3 污染防治對策措施

大亞灣具有良好的水交換條件，大部分海域?qū)儆趶V東大亞灣水產(chǎn)資源省級自然保護區(qū)，而該保護區(qū)屬于“大型”的“海洋和海岸生態(tài)系統(tǒng)類型”和“海洋生物物種”自然保護區(qū)，主要保護對象包括主要水生生物種群，海龜、珊瑚等珍貴、瀕危重點保護水生野生動物種群，重要水生生物的產(chǎn)卵場、索餌場，紅樹林、海藻場、島礁海洋生態(tài)系統(tǒng)以及珊瑚群落，具有重要的保護價值。近年來，大亞灣沿岸經(jīng)濟迅速發(fā)展，超大型的建設(shè)項目相繼落戶，大亞灣地區(qū)已形成具有相當規(guī)模的核電堆群，大型石化項目在大亞灣全面鋪開，且隨著人口不斷增長，排入大亞灣海域的陸源污染物逐漸增多，大亞灣海域生態(tài)環(huán)境污染問題日趨突出，給保護區(qū)管理帶來巨大挑戰(zhàn)，將對保護區(qū)管理提出更高的要求。本次研究結(jié)果表明，大亞灣局部海域已出現(xiàn)重金屬污染加重趨勢，保護區(qū)現(xiàn)狀受到威脅，亟需加強保護。

3.3.1 嚴控工業(yè)用海，加強污染物收集處理

為了保護大亞灣海域的水文動力條件，應(yīng)嚴格控制在大亞灣海域進行圍填海，對確需無法避開的國家或省重點項目，應(yīng)經(jīng)充分論證后，提出優(yōu)化方案，盡量采用透水構(gòu)筑物方式，并采取嚴格有效的污染防治措施，最大程度地減少對保護區(qū)的影響；合理規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局，充分利用危險品公共碼頭，防止危險化學(xué)品碼頭重復(fù)建設(shè)；航道疏浚應(yīng)通過精準定位，避開大亞灣保護區(qū)內(nèi)春季魚類產(chǎn)卵高峰期(3—5月)，控制施工強度，合理布設(shè)土工布防污簾等措施，減少對核心保護區(qū)的影響；排查大亞灣海域各類排污口，制止各類廢水直接排放的行為，加強污水處理設(shè)施與污水管網(wǎng)建設(shè)的投資力度，最大程度地截污、截流，減少陸源污染物直接排放入海，且污水應(yīng)處理達標后再深海排放；加強保護區(qū)內(nèi)的船舶監(jiān)督管理，嚴格執(zhí)行鉛封管理規(guī)定，加強船舶垃圾、廢水的收集處置，并建立有效的溢油或化學(xué)品泄漏應(yīng)急預(yù)案；加強沿岸各類垃圾收集處置，防止垃圾入海。

3.3.2 控制養(yǎng)殖規(guī)模，倡導(dǎo)生態(tài)養(yǎng)殖

建議清退保護區(qū)核心區(qū)和緩沖區(qū)內(nèi)的水產(chǎn)養(yǎng)殖，在實驗區(qū)可適當布局少量生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)，并控制養(yǎng)殖容量，推廣生態(tài)健康養(yǎng)殖的理念、養(yǎng)殖方式和生產(chǎn)管理技術(shù)，改善養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)，提高養(yǎng)殖技術(shù)，嚴禁非法使用藥物，定期開展水質(zhì)監(jiān)測分析，防止污染水環(huán)境。

3.3.3 加強宣傳力度

盡管深惠兩市在大亞灣生態(tài)保護科教宣傳方面做了大量的工作，但由于大眾對海洋和環(huán)保認識還不夠，遵循相關(guān)管理要求的自覺性不足，因此海洋環(huán)保公眾參與度還比較低，在保護區(qū)沿岸人類活動劇增的情況下，污水無序排放、亂丟垃圾、非法捕撈等行為多有發(fā)生，對大亞灣保護區(qū)的水質(zhì)、沉積物和生態(tài)環(huán)境造成一定程度的影響。

應(yīng)加強保護區(qū)周邊社區(qū)群眾、社會公眾及企事業(yè)單位對有關(guān)自然保護區(qū)資源和環(huán)境保護的宣傳教育，提高自覺保護生態(tài)環(huán)境的意識，增強公眾參與意識和遵紀守法的自覺性，促進保護區(qū)的健康發(fā)展。提高保護區(qū)海洋生態(tài)文明建設(shè)公眾參與度，暢通公眾參與渠道，鼓勵公民、社會團體、企業(yè)、非政府組織等對保護區(qū)海洋生態(tài)文明建設(shè)建言獻策。提高公眾監(jiān)督、環(huán)保意識，構(gòu)建全民參與的社會行動體系，接受社會公眾對保護區(qū)海洋資源環(huán)境管理的監(jiān)督，積極回應(yīng)社會公眾關(guān)心的問題。

3.3.4 加大政府投入

雖然大亞灣保護區(qū)已設(shè)立了專門的管理機構(gòu)——廣東大亞灣水產(chǎn)資源省級自然保護區(qū)管理處，并組建了一支專業(yè)化的管護隊伍，深惠兩市也開展了紅樹林恢復(fù)種植和保護[21]、岸線修復(fù)、人工魚礁[22]、珊瑚移植[23]等生態(tài)修復(fù)工程，并取得一定的成效，但隨著大亞灣保護區(qū)沿岸社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，環(huán)境脅迫因素不斷增多，政府對保護區(qū)管護基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)修復(fù)的投入仍需進一步加大，以確保保護區(qū)工作取得良好成效，促進保護與開發(fā)協(xié)調(diào)、高質(zhì)量發(fā)展。

4 結(jié)語

1)保護區(qū)內(nèi)各站位沉積物中重金屬含量最小值與最大值差異較大；Pb、Zn、As及Hg含量均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準，但局部海域Cu和Cr超標。

2)保護區(qū)內(nèi)表層沉積物重金屬低值區(qū)出現(xiàn)在受人類活動影響較小的大亞灣南面和大辣甲以東海域，高值區(qū)出現(xiàn)在大亞灣北部。

3)近30年，保護區(qū)表層沉積物中除Cu含量增加較大外，其余重金屬平均含量基本保持穩(wěn)定，但Cu、Zn、Cr最大值有增大的趨勢，石化區(qū)周邊海域表層沉積物已出現(xiàn)重金屬加速累積現(xiàn)象。

4)針對保護區(qū)保護現(xiàn)狀，提出嚴控圍填海、加強污染物收集處理、控制養(yǎng)殖規(guī)模、倡導(dǎo)生態(tài)養(yǎng)殖、加強宣傳力度、加大政府投入等污染防治建議。