李鐵軍，郭遠(yuǎn)明，蔡惠文，薛 彬，金 雷，鮑靜姣

（1.浙江省海洋水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)漁場(chǎng)漁業(yè)資源科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江舟山 316021；2.浙江海洋學(xué)院海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，浙江舟山 316022）

海洋沉積物是城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、各種娛樂(lè)活動(dòng)所產(chǎn)生的污染物的最終沉降地[1]。當(dāng)沉積物中污染物質(zhì)的含量達(dá)到一定水平時(shí)，其勢(shì)必對(duì)上覆水質(zhì)及底棲生物產(chǎn)生影響，從而影響整個(gè)海洋生物鏈及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的變化。沉積物中的污染物可以被生物利用，并在生物體內(nèi)累積，人類、底棲生物、野生動(dòng)植物直接或間接或者通過(guò)食物鏈與沉積物接觸，就將面臨有害污染物的威脅，健康就會(huì)受到影響。沉積物污染會(huì)導(dǎo)致近海底棲生物數(shù)量的急劇減少。例如，在我國(guó)的椒江口、錦州灣、杭州灣、象山港，美國(guó)的波士頓港口、五大湖流域由于工業(yè)的快速發(fā)展及沒(méi)有及時(shí)合理的治理，導(dǎo)致沉積物中積累了大量的有毒污染物，最終導(dǎo)致近岸海域局部“荒漠化”。在某種程度上，可以說(shuō)沉積物污染已經(jīng)成為制約海岸帶地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。通過(guò)調(diào)查沉積物污染物質(zhì)的時(shí)空分布特征、濃度、化學(xué)形態(tài)，可以為治理評(píng)價(jià)沉積物污染及上覆水體污染提供科學(xué)依據(jù)[2]。

三門灣是浙江的典型海灣，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，港口物流、石油化工和各類電站的建設(shè)等對(duì)三門灣生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力，給海洋管理帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。近年來(lái)，三門灣已成為學(xué)者研究的熱點(diǎn)區(qū)域，發(fā)表了大量的研究論文，但這些論文大多關(guān)注海域生態(tài)環(huán)境[3]、浮游生物[4]、淺海底棲動(dòng)物[5]、潮間帶生物[6-8]等，對(duì)沉積物污染特征研究較少[9-10]。隨著近年來(lái)工業(yè)污染物排放、圍墾造地、圍塘養(yǎng)殖等人為活動(dòng)影響的加劇，其沉積物總氮等含量在人為干擾情況下是如何變化不得而知。為了解三門灣沉積物總氮等含量的變化，與上世紀(jì)80年代的結(jié)果進(jìn)行比較分析，掌握25年來(lái)該區(qū)域沉積物總氮等含量的時(shí)空變化，于2012年2月、5月、8月和11月對(duì)三門灣17個(gè)站位進(jìn)行了采樣調(diào)查,分析結(jié)果可為三門灣海洋生態(tài)環(huán)境地球化學(xué)評(píng)價(jià)與污染防治，發(fā)展近海養(yǎng)殖業(yè)等提供可行的基礎(chǔ)資料，為政府制定沿海灘涂和近海資源的開發(fā)利用，以及海洋漁業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和區(qū)劃等宏觀決策提供科學(xué)根據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

三門灣地處浙江中部，該海域受江浙沿岸流水系影響和控制，同時(shí)又受外海黑潮暖流干支和外海水系的邊緣的影響。灣內(nèi)海岸線曲折，餌料生物豐富，養(yǎng)殖業(yè)和捕撈業(yè)發(fā)達(dá)，是多種河口和近海生物棲息、生長(zhǎng)、繁殖的良好場(chǎng)所。海水年平均溫度17.8℃，且具有比較明顯的季節(jié)變化特點(diǎn)，夏高冬低，最高相差20℃。三門灣為正規(guī)半日潮港灣，平均潮差約為4.3 m，最大潮差達(dá)到7.8 m[11]。

1.2 研究方法

選擇具有代表性的17個(gè)站位（其中2月12個(gè)）（圖1），于 2012年2月、5月、8月和 11月進(jìn)行沉積物采樣。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括:微生物（糞大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)）、硫化物、有機(jī)碳、總氮、總磷。樣品的采集、貯存、運(yùn)輸和預(yù)處理及其實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的分析測(cè)定均按《海洋調(diào)查規(guī)范》[12]和《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》[13]中規(guī)定的方法進(jìn)行。各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的分析方法見(jiàn)表1。

圖1 三門灣沉積物調(diào)查站位Fig.1 The location map of survey sits in Sanmen bay

表1 沉積物中微生物等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分析方法Tab.1 The surface sediments microbial analysis methods

1.3 數(shù)據(jù)分析

本研究選用單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)沉積物質(zhì)量現(xiàn)狀。標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

Si、j=Ci、j/Csi。

式中：Ci、j表示沉積物評(píng)價(jià)因子i在第j取樣點(diǎn)的實(shí)測(cè)濃度值，mg/L；Csi表示沉積物評(píng)價(jià)因子i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg/L。

1.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

糞大腸菌群、硫化物和有機(jī)碳采用GB18668-2002《海洋沉積物質(zhì)量》[14]（表2）進(jìn)行評(píng)價(jià)，總氮、總磷選用“第二次全國(guó)海洋污染基線調(diào)查技術(shù)規(guī)程”指定沉積物標(biāo)準(zhǔn)[15]（表3）進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表2 GB18668-2002《海洋沉積物質(zhì)量》部分標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Marine Sediment Quality of national standard(GB18668-2002)

表3 第二次全國(guó)海洋污染基線調(diào)查技術(shù)規(guī)程"沉積物部分標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 The second national baseline survey of Marine pollution technical specifications-sediment standard

2 結(jié)果與分析

2.1 三門灣沉積物總氮等時(shí)空分布與污染特征

三門灣表層沉積物中糞大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)、硫化物、有機(jī)碳、總氮、總磷的含量見(jiàn)表4和表5。結(jié)合圖1進(jìn)行分析，微生物（糞大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)）、硫化物、有機(jī)碳、總氮、總磷含量灣頂和灣口無(wú)明顯差別，部分參數(shù)灣口含量略低；從季節(jié)變化看，糞大腸菌群含量2月最高，比其他月份大10倍甚至更多。細(xì)菌總數(shù)含量8月最高，比其他月份大10倍甚至更多。硫化物含量8月最低。有機(jī)碳含量2月最高，11月最低?？偟?月最高。總磷含量2月較低。

2.2 三門灣沉積物質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

糞大腸菌群、硫化物和有機(jī)碳含量按海洋沉積物質(zhì)量（GB18668-2002）一類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中，糞大腸菌群含量基本滿足海洋沉積物質(zhì)量（GB18668-2002）一類標(biāo)準(zhǔn)。硫化物含量各季節(jié)均遠(yuǎn)小于海洋沉積物質(zhì)量（GB18668-2002）一類標(biāo)準(zhǔn)。有機(jī)碳含量均滿足海洋沉積物質(zhì)量（GB18668-2002）一類標(biāo)準(zhǔn)?？偟?、總磷含量按“第二次全國(guó)海洋污染基線調(diào)查技術(shù)規(guī)程”指定沉積物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中，總氮含量2月、5月和11月除個(gè)別站外基本能滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，8月除個(gè)別站位外均不滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。總磷含量均能滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

表4 三門灣沉積物含量（1）Tab.4 Contents of surface sediments of the Sanmen bay(1)

表5 三門灣沉積物含量（2）Tab.5 Contents of surface sediments of the Sanmen bay(2)

3 討論

海洋沉積物總氮等含量與人類活動(dòng)密切相關(guān)，利用長(zhǎng)時(shí)間尺度的對(duì)比對(duì)進(jìn)一步了解沉積物中污染物與人類活動(dòng)的相關(guān)性具有重要意義。

2002年、2012年沉積物中總氮、總磷、有機(jī)碳和硫化物含量見(jiàn)表6。從表6可以看出，2012年調(diào)查結(jié)果與10年前相比，總氮平均含量下降了42.0%，總磷平均含量下降了18.8%，說(shuō)明三門灣富營(yíng)養(yǎng)化程度在降低。有機(jī)碳平均含量上升了84.3%，硫化物平均含量上升了166.0%，與三門灣開發(fā)活動(dòng)進(jìn)一步加大有關(guān)。

表6 2002年和2012年沉積物中總氮等含量Tab.6 Contents of total nitrogen in the surface sediments 2002&2012

與《中國(guó)海灣志》（1992）報(bào)道的1987年調(diào)查結(jié)果[17]比較，25年來(lái)三門灣沉積物中有機(jī)碳平均含量升高了約107%，總氮和總磷平均含量分別下降了約15%和8%。沉積物中有機(jī)碳含量的升高與人類開發(fā)活動(dòng)密切相關(guān)，隨著開發(fā)強(qiáng)度的增大而增加，總氮和總磷含量則是先升高、后降低，比25年前略低，可能與氮、磷等污染物排放的控制有關(guān)。

[1]Hazardous Substance Research Center in American[R].Annual Report,2001:1-10.

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[12]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).海洋調(diào)查規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[13]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[14]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.海洋沉積物質(zhì)量[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

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[17]中國(guó)海灣志編纂委員會(huì).中國(guó)海灣志-第五分冊(cè)-上海市和浙江省北部海灣[M].北京:海洋出版社,1992.