杭州灣海域水質(zhì)中石油類的分布特征

俞夢男　葉林安　金余娣等

關(guān)鍵詞：杭州灣;石油類;分布特征;相關(guān)性分析

中圖分類號：P76;X55 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1005-9857（2023）04-0046-07

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石油通過石油開采、溢油事故、船舶運(yùn)輸、大氣沉降和陸源排放石油及其煉制品等不同途徑進(jìn)入海洋，對海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的危害不容忽視[1-2]。石油污染進(jìn)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[3]。因此，研究海水中石油類的污染狀況對保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境與實(shí)現(xiàn)海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

杭州灣位于浙江省北部，是典型的強(qiáng)潮河口灣，潮波變形劇烈，具有潮大、流急、含沙量大等特點(diǎn)[4]，杭州灣上游及周邊企業(yè)污染物排放和生活污水等隨之入海，生態(tài)環(huán)境潛在風(fēng)險(xiǎn)較大。王姮等[5]根據(jù)2018年4月寧波杭州灣新區(qū)調(diào)查資料，對環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià);陳思楊等[6]通過《資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警技術(shù)方法（試行）》，對杭州灣等浙江省近岸海域的海洋生態(tài)環(huán)境承載能力進(jìn)行評估;曹飛鳳等[7]依據(jù)杭州灣區(qū)的近岸海域水文特征、水質(zhì)狀況以及陸源入海狀況，對杭州灣區(qū)近岸海域進(jìn)行污染狀況及問題分析。本研究為及時掌握杭州灣海域水質(zhì)中石油類污染的程度，根據(jù)2017—2019年12個航次的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析杭州灣附近海域石油類的分布和季節(jié)變化特征，以期為杭州灣海域的海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供一定的基礎(chǔ)支撐，也為海洋管理相關(guān)部門提供相應(yīng)的決策依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和分析

本研究于2017年3月至2019年11月在杭州灣海域布設(shè)12個采樣點(diǎn)（圖1）。

采樣航次為2017年3月（冬季）、2017年5月（春季）、2017年8月（夏季）、2017年11月（秋季）、2018年3月（冬季）、2018年5月（春季）、2018年8月（夏季）、2018年11月（秋季）、2019年3月（冬季）、2019 年5 月（春季）、2019 年8 月（夏季）和2019年11月（秋季），共計(jì)12個航次。監(jiān)測指標(biāo)涉及石油類、葉綠素a、氨氮和懸浮物等。樣品的采集、固定、儲存運(yùn)輸、分析均嚴(yán)格按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB17378-2007）執(zhí)行[8]。其中，石油類采樣時將500.0mL 玻璃瓶固定于采油器中，下放至表層海水中采集，然后立即用5mL的1∶3硫酸溶液酸化，送回實(shí)驗(yàn)室用正己烷萃取后，用TU-1901系列的紫外分光光度計(jì)測定石油類的含量。

1.2 評價(jià)方法

本研究用單因子指數(shù)法單獨(dú)評價(jià)每個污染因子，單因子污染指數(shù)無量綱，經(jīng)計(jì)算得出各自的達(dá)標(biāo)率、超標(biāo)率、超標(biāo)倍數(shù)、統(tǒng)計(jì)倍數(shù)等結(jié)果[9]。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

運(yùn)用Surfer軟件繪制杭州灣嘉興近岸海域石油類污染物2017—2019年的季節(jié)平面分布圖。采用SPSSStatisics25軟件對石油類污染物的含量和其他環(huán)境評價(jià)因子進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 石油類的含量及季節(jié)變化

2017—2019年杭州灣海域水質(zhì)中石油類的含量變化如表1所示。

2017—2019年石油類含量范圍分別為0.008～0.042mg/L、0.011～0.046mg/L、0.007～0.094mg/L，年度平均含量分別為0.023 mg/L、0.023 mg/L 和0.016mg/L。由結(jié)果可知，2017和2018年石油類含量相差不大，2019年的石油類含量相比前2年有明顯降低。

在季節(jié)變化上，2017年由高到低依次為夏季、冬季、春季、秋季，2018年由高到低依次為春季、冬季、秋季、夏季，2019年由高到低依次為冬季、秋季、夏季、春季?？梢园l(fā)現(xiàn)石油類沒有明顯的季節(jié)變化特征，這主要由于石油類容易受物理因素的影響，杭州灣海域具有潮大、流急、含沙量大等特點(diǎn)，導(dǎo)致石油類污染不易聚集，易被沖散和吸附[10]。

2.2 石油類的分布特征

2.2.1 2017年4個航次石油類分布特征

2017年3月海水中石油類含量最大值出現(xiàn)在嘉興近岸的143、145站位之間，為0.033mg/L，并向杭州灣南岸擴(kuò)散，可能是受入海河流攜帶的污染物影響。2017年5月海水中石油類呈現(xiàn)雙點(diǎn)源分布，143與147站位呈現(xiàn)2個高值點(diǎn)，含量最大值為0.036mg/L，整體趨勢為向?yàn)硟?nèi)及灣外逐漸降低。2017年8 月海水中石油類含量較高，最大值為0.042mg/L，該時期漁業(yè)捕撈及船只運(yùn)輸可能較為頻繁，高值區(qū)分布在149站位海域附近，沿周圍海域含量逐漸降低。2017年11月海水中石油類含量同樣呈現(xiàn)明顯的多點(diǎn)源分布特征，整體含量較低，最大值為0.021mg/L，高值區(qū)在147站位附近，向四周海域含量逐漸降低（圖2和表1）。

2.2.2 2018年4個航次石油類分布特征

2018年3月表層海水中石油類同樣呈現(xiàn)顯著的多點(diǎn)源分布，高值區(qū)分布在149站位附近海域，含量最大值為0.041mg/L，總體趨勢由點(diǎn)源向四周逐漸降低。2018年5月表層石油類含量較高，含量最大值為0.046mg/L，整體呈現(xiàn)由灣外向?yàn)硟?nèi)逐漸降低的趨勢，可能是5月處于國際船舶運(yùn)輸高峰期，受杭州灣南北岸港口作業(yè)影響所致。2018年8月表層海水中石油類整體呈現(xiàn)顯著的點(diǎn)源分布，高值區(qū)分布在141、143 站位附近，含量最大值為0.031mg/L，可能是受沿岸入海徑流排污與點(diǎn)源排放的影響。2018年11月表層海水中石油類高值區(qū)分布在141、147站位附近海域，含量最大值為0.031mg/L，同樣是受沿岸入海徑流排污及點(diǎn)源排放的影響，石油類含量向四周逐漸降低（圖3和表1）。

2.2.3 2019年4個航次石油類分布特征2019年3月表層海水中石油類含量較高，含量最大值為0.094mg/L，可能是受年初嘉興海域“佐羅”號船體相撞溢油及水溫低、水體交換差的影響，高值區(qū)分布在150站位附近海域，含量最大值超過第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，總體趨勢由點(diǎn)源向南部海域含量逐漸降低。2019年5月表層石油類含量最低，高值區(qū)分布在141 站位附近，含量最大值為0.011mg/L，整體趨勢較為穩(wěn)定。2019年8月表層海水中石油類高值區(qū)分布在139站位附近，含量最大值為0.026mg/L，整體趨勢由灣內(nèi)向?yàn)惩夂恐饾u降低。2019年11月表層海水中石油類呈現(xiàn)顯著的多點(diǎn)源分布，高值區(qū)分布在139、140站位附近海域，含量最大值為0.021mg/L，整體趨勢由點(diǎn)源向周圍海域含量逐漸降低（圖4和表1）。

2.3 石油類污染評價(jià)

2.3.1 單因子污染指數(shù)評價(jià)

本研究采用單因子污染指數(shù)法，以第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值[11]作為參考標(biāo)準(zhǔn)，單因子污染指數(shù)以石油類含量的實(shí)測值與其評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的比值來確定（表2）[12]。

經(jīng)計(jì)算，各航次石油類含量最大值、最小值、平均值的單因子污染指數(shù)如表3所示。

各航次石油類平均含量單因子污染指數(shù)均小于0.6，屬于清潔的范疇，說明該海域的石油類污染較輕微。由最大值含量單因子污染指數(shù)可知，個別航次的個別站位出現(xiàn)異常值，此海域在2019年1月曾發(fā)生過輪船相撞的溢油事件，可能受此影響在2019年3月出現(xiàn)較高值;其他航次的最大值單因子污染指數(shù)均小于1.0，均能滿足第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，從單因子污染指數(shù)的評價(jià)結(jié)果來看，杭州灣海域水質(zhì)未受到明顯的石油類污染。

2.3.2 環(huán)境評價(jià)因子的相關(guān)性

本研究采用石油類、葉綠素a、氨氮、懸浮物4個環(huán)境評價(jià)因子進(jìn)行相關(guān)性分析，選用2017年5月和2018年5月2個航次的數(shù)據(jù)，用SPSSStatisics25軟件對石油類含量及其他3個環(huán)境評價(jià)因子進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，分析結(jié)果如表4和表5所示。研究海域石油類含量與水中懸浮物質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)，海水中懸浮物對石油類污染物有吸附作用，海水中懸浮物的質(zhì)量越大，石油類含量越低;葉綠素a和氨氮污染物含量與石油類含量的相關(guān)性較低，表明石油類污染物分布受到葉綠素a和氨氮影響較小[13-14]。

３結(jié)論

2017—2019年杭州灣海域表層石油類含量范圍分別為0.008～0.042mg/L、0.011～0.046mg/L和0.007～0.094 mg/L，年度平均含量分別為0.023mg/L、0.023mg/L 和0.016mg/L。季節(jié)變化上看，由于石油類容易受物理因素影響，沒有體現(xiàn)顯著的季節(jié)性特征;年際變化上看，2017 年和2018年石油類平均含量總體高于2019年，具有一定的下降趨勢;平面分布上看，2017—2019年嘉興近岸海域表層石油類含量主要呈現(xiàn)為多點(diǎn)源分布，高值區(qū)主要出現(xiàn)在嘉興沿岸，部分出現(xiàn)在杭州灣南岸，整體趨勢為點(diǎn)源向四周海域逐漸降低，主要受入海徑流攜帶污染及點(diǎn)源排放的影響較大。

杭州灣海域石油類各次監(jiān)測結(jié)果均能滿足第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，該海域海水受石油類污染程度較輕微，均為低含量范圍內(nèi)的波動。石油類含量與海水中懸浮物呈顯著負(fù)相關(guān)，主要因?yàn)楹Ｋ袘腋∥飳κ皖愇廴疚镉形阶饔?，海水中懸浮物的質(zhì)量越大，石油類含量越低。