◎ 楊 敏,王天濟,覃旭健

海洋重金屬污染是海洋生態(tài)環(huán)境修復(fù)重點關(guān)注的問題,也是眾多學(xué)者重點研究的對象。北海潿洲島是廣西著名的海島風(fēng)景區(qū),隨著潿洲島旅游產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,客流量和常駐商戶與日俱增,人類活動日益頻繁,潿洲島近岸海域表層海水重金屬污染狀況也備受關(guān)注。研究小組根據(jù)《廣西海岸帶沉積動力監(jiān)測與研究項目》（原《廣西海洋重大工程建設(shè)和重點旅游區(qū)海岸帶地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測項目》）的調(diào)查資料,對2021—2022年潿洲島近岸海域表層海水重金屬分布特征及質(zhì)量進行分析,以期為潿洲島海洋生態(tài)資源保護與開發(fā)提供參考。

一、研究區(qū)概況

潿洲島位于廣西北海市北部灣海域中部,北臨北海市,東望雷州半島,南與海南島隔海相望,西面面向越南。潿洲島南北長6 500 米,東西寬6 000 米,總面積24.74 平方千米。潿洲島是火山噴發(fā)堆凝而形成的島嶼,95%以上的地層由火山巖組成,是中國地質(zhì)年齡最年輕的火山島。潿洲島年平均氣溫23℃,終年無霜,年平均降水量1 297 毫米,干濕季明顯,6—9月為雨季。潿洲島周邊海域為全日潮特征,一天出現(xiàn)1 次高潮和低潮,漲潮和落潮歷時基本相等,潮差2.8～4.51 米。該區(qū)海域冬季以北東向和北北東向波浪為主,夏季以南—南南西向為主。潮流為往復(fù)流,漲潮流向東北,落潮流向西南。整個北部灣以逆時針環(huán)流為主。潿洲島周邊海域夏季潮流平均流速小于冬季。

二、調(diào)查與評價方法

（一）樣本采集

研究小組于2021—2022 年在潿洲島近岸海域4 個站位共采集10 個表層海水樣本,其中1 號站位取4 個樣本,取樣時間為2021 年夏季、2021 年冬季、2022 年夏季和2022 年冬季；2號站位取2 個樣本,取樣時間為2021 年夏季和2021 年冬季；3 號站位取2 個樣本,取樣時間為2021 年夏季和2021 年冬季；4 號站位取2 個樣本,取樣時間為2022 年夏季和2022 年冬季。采用有機玻璃海水取樣器采集表層（不超過0.5 米）海水,每個海水樣本體積不少于2 升,樣本采集后封裝在聚乙烯瓶子中,后送檢進行重金屬測試分析,各項流程均按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》的要求操作。

（二）分析測試

根據(jù)《海洋監(jiān)測規(guī)范》海水分析的要求,測定海水樣本的重金屬含量,重金屬測試項目包括汞、鉛、鋅、銅、砷、鎘、鉻。其中,鋅、銅、鉛、鎘、鉻采用TAS-990AFG 原子吸收分光光度計測定；汞、砷采用PF32原子熒光分光光度計測定。

（三）評價方法

1.單因子污染指數(shù)評價方法

采用單因子污染指數(shù)法進行評價,以海水樣本中重金屬元素的實測值除以《海水水質(zhì)標(biāo)準》中該元素的I 類海水水質(zhì)標(biāo)準值,得到該元素的單因子污染指數(shù)Pi值,當(dāng)Pi＞1 時,代表海水樣本中該重金屬含量超過I 類海水水質(zhì)標(biāo)準。

2.內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評價方法

采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法進行評價,分別計算各項重金屬元素單因子污染指數(shù)Pi值的算術(shù)平均值Pave和最大值Pmax,求得Pave和Pmax的均方根值,即得到內(nèi)梅羅指數(shù)Pn。Pn值越大,水質(zhì)越差。參考內(nèi)梅羅指數(shù)計算方法,將Pn值細分為清潔級、輕污染級、中污染級、重污染級4 個等級,對應(yīng)的Pn值范圍分別為Pn≤1.0、1.0＜Pn≤2.0、2.0＜Pn≤3.0、Pn＞3.0。

三、結(jié)果與分析

（一）潿洲島近岸海域表層海水重金屬分布特征及評價

1.分布特征

2021—2022年潿洲島近岸海域表層海水重金屬含量統(tǒng)計結(jié)果如表1 所示。檢測結(jié)果顯示,潿洲島近岸海域表層海水重金屬含量均值從大到小排列順序為鋅＞銅＞鉻＞砷＞鉛＞鎘＞汞。鋅的范圍值為9.7～26.8 微克/升,平均含量為16.2 微克/升；銅的范圍值為1.33～5.88微克/升,平均含量為2.78 微克/升；鉻的范圍值為0.88～1.86 微克/升,平均含量為1.29微克/升；砷的范圍值為0.81～1.45 微克/升,平均含量為1.14 微克/升；鉛的范圍值為0.28～1.89 微克/升,平均含量為0.91 微克/升；鎘的范圍值為0.32～0.83 微克/升,平均含量為0.57 微克/升；汞的范圍值為0.009～0.034微克/升,平均含量為0.02 微克/升。潿洲島近岸海域表層海水中重金屬含量具有以下2 個方面的特征。

（1）時間分布特征。10 份海水樣本中5 份為夏季海水樣本、5 份為冬季海水樣本,分別統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn),潿洲島近岸海域表層海水中砷和鉻在夏季和冬季的含量差別不大,銅、鋅、鉛、汞、鎘在夏季的含量均高于冬季的含量,銅在夏季的平均含量是冬季平均含量的2.5 倍。潿洲島存在多種污染源,有工業(yè)污水、旅游業(yè)產(chǎn)生的污染物、海洋石油開采產(chǎn)生的污染以及海產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)生的污染等。研究小組推測潿洲島近岸海域表層海水重金屬含量夏季比冬季高的主要原因是夏季人類生產(chǎn)生活較為頻繁,夏季潮流平均流速小于冬季而不利于污染物擴散。

（2）空間分布特征。10 份海水樣本中6 份樣本取樣點位于潿洲島西南岸海域、4 份取樣點位于潿洲島東北岸海域,分別統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn),潿洲島西南岸海域表層海水各重金屬含量均值均高于潿洲島東北岸海域。潿洲島西南岸海域分布有較多景區(qū)和居民住宅生活區(qū),絕大部分漁民出海捕魚和游客租船游玩是都從南灣碼頭進出,西南岸海域的人類活動比東北岸海域頻繁,而且潿洲油田位于潿洲島西南岸海域。潿洲島西南岸海域漁船漏油造成的污染、潿洲油田采油造成的污染以及島上工業(yè)廢水排海造成的污染均大于東北岸海域,研究小組推測這為潿洲島西南岸海域表層海水重金屬含量高于東北岸海域的原因。

綜上所述,潿洲島近岸海域表層海水重金屬分布存在地理差異與季節(jié)差異。

2.污染評價

（1）單因子污染指數(shù)評價結(jié)果。通過表1中重金屬含量實測值計算潿洲島近岸海域表層海水重金屬單因子污染指數(shù)Pi,計算得到銅、鋅、鉛、鎘、鉻、砷、汞的Pi值范圍分別為0.27～1.18、0.49～1.34、0.28～1.89、0.32～0.83、0.18～0.37、0.04～0.07、0.17～0.68,均值分別為0.56、0.81、0.91、0.57、0.26、0.06、0.36。由計算結(jié)果可知,2021—2022 年采集的10 份潿洲島近岸海域表層海水樣本中銅、鋅、鉛、鎘、鉻、砷、汞的單因子污染指數(shù)Pi的平均值均小于1,以10份樣本的重金屬單因子污染指數(shù)平均值來評價,潿洲島近岸海域表層海水水質(zhì)達到國家I 類海水水質(zhì)標(biāo)準。但其中仍有3 份海水樣本的銅、鋅、鉛的單因子污染指數(shù)Pi值大于1,因此,還需加強對銅、鋅、鉛3 種重金屬元素的監(jiān)測。潿洲島近岸海域表層海水重金屬污染程度從高到低排列順序為鉛＞鋅＞鎘＞銅＞汞＞鉻＞砷。

（2）內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評價結(jié)果。內(nèi)梅羅指數(shù)Pn計算結(jié)果顯示,10 份海水樣本中的銅、鋅、鉛、鎘、鉻、砷、汞的Pn值分別為1.47、0.76、0.49、0.56、1.39、0.58、1.41、0.54、0.43、0.39。根據(jù)計算結(jié)果,10 份海水樣本中7 份樣本的Pn值小于1.0,為清潔級；3份海水樣本的Pn值在1.0～2.0 之間,為輕污染級。輕污染級的3 份樣本均為2021 年夏季所取樣本。2022 年采取的4 份海水樣本為清潔級。由計算結(jié)果可知,潿洲島近岸海域表層海水整體重金屬污染程度較低,海水樣本清潔級達標(biāo)率為70%,且2022 年的水質(zhì)優(yōu)于2021 年。同一站位同一年夏季的Pn值基本高于冬季,說明潿洲島近岸海域冬季水質(zhì)優(yōu)于夏季。從空間對比來看,1 號和2 號站位為潿洲島西南岸海水取樣站位,3 號和4 號站位為潿洲島東北岸海水取樣站位。同一取樣時期下東北岸表層海水Pn值低于西南岸表層海水Pn值,說明2021—2022 年期間潿洲島東北岸近岸海域表層海水水質(zhì)優(yōu)于西南岸近岸海域表層海水水質(zhì)。

表1 潿洲島近岸海域表層海水重金屬含量統(tǒng)計表（單位：微克/升）

四、建議

根據(jù)2021—2022 年的監(jiān)測結(jié)果,研究小組提出以下3 點建議。

（1）潿洲島近岸海域表層海水重金屬污染程度夏季明顯高于冬季,在旅游旺盛的夏季應(yīng)重視工業(yè)廢水的治理和排放監(jiān)管工作,并開展對漁民進行規(guī)范用船防止漏油、船上垃圾統(tǒng)一回岸處理的宣傳工作。

（2）潿洲島西南岸海域表層海水重金屬污染程度高于東北岸海域,因此潿洲島西南岸海域應(yīng)作為重金屬污染重點監(jiān)測區(qū)域。

（3）鉛、鋅、鎘為潿洲島近岸海域表層海水污染程度前三的重金屬元素,應(yīng)作為重點監(jiān)測對象。