盧羽潔+王軼男+楊曉龍++曲亮+邢坤

摘要 分析青堆子灣及其池塘養(yǎng)殖區(qū)石油類污染物季節(jié)變化、污染水平及水平分布，探究石油類污染物變化與葉綠素a含量及總?cè)芙鉄o機(jī)氮的關(guān)系。根據(jù)2011年10月至2012年12月4個(gè)季度青堆子灣池塘養(yǎng)殖區(qū)海域石油類污染物含量的調(diào)查結(jié)果，對(duì)該海域石油類污染物水平進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明：該海域的石油類污染物含量季節(jié)性變化和水平分布變化顯著，主要受地表徑流和漁船油類排放影響。石油類污染物季節(jié)變化與水體總?cè)芙鉄o機(jī)氮含量成極顯著負(fù)相關(guān)。整體來看，該海域的石油類污染程度較輕，水質(zhì)處于國家一類標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞 石油類污染物；時(shí)空分布；影響因子；青堆子灣

中圖分類號(hào) X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）07-0194-03

Temporal-spatial Distribution and Its Influencing Factors of Petroleum Hydrocarbon in Qingduizi Bay

LU Yu-jie 1，2 WANG Yi-nan 1，2 YANG Xiao-long 1，2 * QU Liang 1，2 XING Kun 1

（1 Dalian Ocean University，Dalian Liaoning 116023； 2 National Marine Environmental Monitoring Center）

Abstract The seasonal change，pollution level and horizontal distribution of petroleum hydrocarbon in the Qingduizi Bay and its pond aquaculture sea area were investigated and analyzed in this paper，the relationships between petroleum hydrocarbon and chlorophyll a，as well as dissolved inorganic nitrogen were also studied. Based on the investigation results carried out in pond aquaculture sea area of Qingduizi Bay from October，2011 to December，2012，the pollution levels of petroleum hydrocarbon in this sea area were evaluated. The results showed that the seasonal change and horizontal distribution change of petroleum hydrocarbon in this sea area were significant，which were mainly affected by direct surface runoff and oil-discharge of fishing-boat.There was a significant negative correlation between petroleum hydrocarbon and dissolved inorganic nitrogen. Overall，the quality of seawater is in good condition in the studying sea area，which can reach national top-grade level.

Key words petroleum hydrocarbon；temporal-spatial distribution；influencing factor；Qingduizi Bay

黃渤海沿海地區(qū)作為中國北方重點(diǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域，在經(jīng)濟(jì)形勢良好發(fā)展的同時(shí)，也伴隨著人口增長快、環(huán)境破壞加劇、海洋生物多樣性降低等問題的發(fā)生。近年來，隨著石油資源開采加劇、海洋石油泄露事件頻發(fā)及陸源含油污水排放量增加，導(dǎo)致黃渤海近海海域石油類污染加劇[1]。

石油類污染物組成成分復(fù)雜，主要含有多種致癌化合物，這些致癌化合物難以被微生物降減，因而極易富集到生物體內(nèi)，通過食物鏈傳播和放大，嚴(yán)重危及人類和其他海洋生物的健康[2]。由于石油類污染物密度普遍比海水密度小，易漂浮在海面上，在水動(dòng)力作用下，沿海平面和垂直方向進(jìn)行擴(kuò)散，以小分子形式溶于水體，進(jìn)而被海洋生物所利用，嚴(yán)重危害海洋生態(tài)系統(tǒng)[3]。此外，石油類污染嚴(yán)重降低了海水的自凈功能和氧氣的溶解量，對(duì)海水養(yǎng)殖業(yè)影響深遠(yuǎn)。

隨著陸源污水排量的增加以及逐年頻發(fā)的海上溢油事件，石油類污染物逐漸引起了國內(nèi)外的關(guān)注。迄今已有對(duì)湄洲灣[4]、深圳灣[5]、北黃海[6]等海域石油類污染物及分布特征的研究。但尚未見對(duì)遼寧青堆子灣海域石油類污染物分布特征及相關(guān)因子的報(bào)道。本文通過2011—2012年對(duì)青堆子灣沿海養(yǎng)殖池塘及近海海域的周年調(diào)查數(shù)據(jù)，分析青堆子灣海域及養(yǎng)殖池塘石油類污染物季節(jié)變化及空間分布規(guī)律，并探討影響石油類污染物分布的環(huán)境因子，旨在為評(píng)估青堆子灣養(yǎng)殖環(huán)境質(zhì)量、預(yù)防和管理石油類污染提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本研究共在青堆子灣近海海域及沿海養(yǎng)殖池塘設(shè)置了9個(gè)采樣斷面，包含31個(gè)采樣站點(diǎn)（圖1）。其中青堆子灣近海海域設(shè)置4個(gè)斷面，共16個(gè)采樣站點(diǎn)（H1～H16）；沿海養(yǎng)殖池塘設(shè)置5個(gè)斷面，共15個(gè)采樣站點(diǎn)（C1～C15）。分別于2011年秋季（10月）、2012年春季（5月）、夏季（8月）和冬季（12月）對(duì)現(xiàn)場海域進(jìn)行調(diào)查取樣。采樣過程中，利用多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀YSI跟蹤監(jiān)測記錄了海水的表層溫度、pH值和鹽度等環(huán)境參數(shù)。采用拋浮式無油玻璃采水器采集500 mL的海水樣品保存于棕色試劑瓶中，加入H2SO4進(jìn)行酸化，帶至實(shí)驗(yàn)室作后續(xù)分析。同時(shí)，采集足量水樣對(duì)葉綠素、營養(yǎng)鹽和懸浮物等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行測定，相關(guān)步驟及分析結(jié)果參見文獻(xiàn)[7-8]。

1.2 測定項(xiàng)目與方法

根據(jù)《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB 17378—2007）對(duì)海水樣品的石油類污染物含量進(jìn)行分析。采用熒光分光光度法測定海水的石油類污染物含量，標(biāo)準(zhǔn)溶液為國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心提供的20號(hào)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1 g/mL）。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

運(yùn)用ArcGIS 10.2的克里金插值法對(duì)石油類污染物含量進(jìn)行插值分析，最終繪制青堆子灣海域石油類污染物季節(jié)分布圖。采用SPSS 19.0對(duì)石油類污染物的質(zhì)量濃度和其他環(huán)境因子進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 石油類污染物含量分布特征

青堆子灣池塘養(yǎng)殖區(qū)海域表層海水中石油類污染物含量的分析結(jié)果（圖2）表明，青堆子灣池塘養(yǎng)殖海域的石油類污染物含量年平均濃度為8.91 μg/L，年際變化范圍為3.62～22.58 μg/L，均為超過國家一級(jí)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（50 μg/L）。該海域石油類污染物含量季節(jié)變化明顯，且冬季石油類污染物含量顯著高于其他季節(jié)，春秋季節(jié)石油類污染物含量相對(duì)較低。有3條入海徑流（地窨河、湖里河和英那河）攜帶污水流入青堆子灣，是導(dǎo)致該海域發(fā)生石油類污染的主要原因。

2.1.1 春季石油類污染物含量分布特征。由圖2可以看出，青堆子灣池塘養(yǎng)殖區(qū)海域表層海水在春季石油類污染物含量呈由東向西逐漸升高的趨勢。地窨河中采集樣品的石油類污染物含量高達(dá)7.76 μg/L，顯著高于其他2條河流水質(zhì)樣品的石油類污染物含量，表明地窨河攜帶的污水是導(dǎo)致春季青堆子灣石油類污染物的主要來源。石油類污染物含量濃度由灣內(nèi)向?yàn)惩庵饾u降低，但濃度變化較小，可能受春季海流影響，海水活動(dòng)頻繁，對(duì)石油類污染物起到稀釋混勻的作用。

2.1.2 夏季石油類污染物含量分布特征。由圖2結(jié)果顯示，夏季青堆子灣池塘養(yǎng)殖區(qū)海域表層海水的石油類污染物濃度高點(diǎn)主要包括湖里河、英那河及其河口、內(nèi)灣東部以及外灣西部。隨著雨季降雨量的增加，入海徑流的河水量也隨之增加，大量污染物隨著河水排入灣內(nèi)。同時(shí)，由于該時(shí)期養(yǎng)殖活動(dòng)頻繁，養(yǎng)殖廢水及地表徑流的作用使青堆子灣海域表層海水的石油類污染物含量相對(duì)于春季有所增加，平均濃度達(dá)到10.38 μg/L。該時(shí)期石油類污染物含量最高的區(qū)域主要位于湖里河和英那河河口，表明該海域西部在夏季的石油類污染物主要來源于地表徑流；而船舶港口主要位于地窨河?xùn)|部，該時(shí)期是漁業(yè)捕撈活動(dòng)較為頻繁的時(shí)期，大量船只運(yùn)行過程中排放的油類是導(dǎo)致青堆子灣東部內(nèi)灣石油類污染物含量較高的重要原因之一。

2.1.3 秋季石油類污染物含量分布特征。與夏季石油類污染物相比，秋季青堆子灣養(yǎng)殖池塘海域的石油類污染相對(duì)較輕，含量范圍為4.07～8.91 μg/L，平均濃度為5.39 μg/L。石油類污染物含量由灣內(nèi)向?yàn)惩庵饾u降低，高值仍出現(xiàn)在地窨河及其河口區(qū)域。秋季是全年監(jiān)測周期中石油類污染程度最小的時(shí)期，可能是由于秋季降雨量驟減，地表徑流排水量減少所致。同時(shí)，隨著氣溫降低以及禁漁期限制，漁業(yè)捕撈活動(dòng)減少，船舶排污水平降低。綜合來看，該時(shí)期青堆子灣海域的水質(zhì)質(zhì)量最高，特別是外灣海區(qū)石油類污染物含量很低，達(dá)到國家第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.4 冬季石油類污染物含量分布特征。青堆子灣池塘養(yǎng)殖區(qū)海域的石油類污染程度在冬季最高，含量范圍為8.48～26.34 μg/L，平均值為12.91 μg/L，高值區(qū)域主要出現(xiàn)在地窨河和湖里河河口之間以及外灣西部。由于青堆子灣海域在冬季受季風(fēng)和環(huán)流的影響，降低了灣內(nèi)和外海的海水交換率，導(dǎo)致污染物在灣內(nèi)累積，是造成冬季青堆子灣池塘養(yǎng)殖海區(qū)石油類污染物異常高的主要原因之一。從地域分布來看，外灣的石油類污染物高濃度區(qū)域主要位于西部，這是受東北季風(fēng)的影響，導(dǎo)致表層海水主要流向西南方向，污染物隨之在外灣西部累積；而在內(nèi)灣，高值污染濃度主要出現(xiàn)在湖里河河口，同時(shí)受到地窨河排入河水水動(dòng)力的影響，石油類污染物主要聚集在2條河流之間的區(qū)域，并逐步向外灣遷移。

2.2 石油類污染物含量與環(huán)境因子的關(guān)系

2.2.1 石油類污染物含量與葉綠素a。海水中葉綠素a的含量在一定程度上能夠反映水體浮游生物的多少，通常葉綠素a含量越高，水體的生產(chǎn)力隨之越大。相關(guān)研究表明，海水中石油類污染物含量與葉綠素a濃度成正相關(guān)[9]。石油類作為海洋水體中普遍存在的有機(jī)污染物，能被水體中的浮游生物所分解，因而在一定濃度范圍內(nèi)，石油類污染物能夠?qū)λw中浮游生物的大量繁殖起到促進(jìn)作用。在本研究中，青堆子灣養(yǎng)殖池塘海域的葉綠素a含量呈明顯的季節(jié)變化（表1），主要表現(xiàn)為秋季>夏季>春季>冬季。青堆子灣池塘養(yǎng)殖區(qū)的石油類污染物含量與葉綠素a含量的相關(guān)性較低（R2=0.097），表明石油類污染物分布受到葉綠素影響較低。

2.2.2 石油類污染物含量與總?cè)芙鉄o機(jī)氮。結(jié)合楊曉龍等[7]的調(diào)查結(jié)果，將青堆子灣池塘養(yǎng)殖海域表層海水的石油類污染物四季的平均含量與海水中總?cè)芙鉄o機(jī)氮進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，石油類污染物含量與總?cè)芙鉄o機(jī)氮含量成顯著負(fù)相關(guān)（圖3）。之前有研究表明，海水的總?cè)芙鉄o機(jī)氮含量影響微生物對(duì)石油類污染物的降解過程。在一定范圍內(nèi)，較高含量的總?cè)芙鉄o機(jī)氮能夠促進(jìn)微生物對(duì)石油類污染物的降解速度，導(dǎo)致石油類污染物含量下降[10]。本文的研究結(jié)果證實(shí)了上述分析。

3 結(jié)論

青堆子灣養(yǎng)殖池塘海域的石油類污染物含量較低，整體處于國家一類海水標(biāo)準(zhǔn)，但部分地區(qū)石油類污染物含量較高。冬季石油類污染物含量最高，可能受到季風(fēng)和環(huán)流等因素影響；其次是夏季，該時(shí)期主要影響海域石油類污染物含量的因素可能是地表徑流和漁船排放等。石油類污染物含量與水體葉綠素含量相關(guān)性不強(qiáng)，但與水體總?cè)芙鉄o機(jī)氮含量相關(guān)性很強(qiáng)，表明石油類污染物季節(jié)變化受到水體營養(yǎng)鹽影響較大。

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