胶州湾东北部海域生态环境污染状况研究_韩彬.pdf

2009 年 12 月 December 2009 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 28，No． 6 524 ～528 收稿日期 2009- 02- 13; 修订日期 2009- 05- 06 基金项目 中国海洋发展研究中心青年项目资助 AOCQN200918 ; 国家海洋局青年基金项目资助 2008601 ; 国家 海洋局海洋溢油鉴别与损害评估技术重点实验室开放基金项目资助 200708 ; 国家海洋局近岸海域生态 环境重点实验室开放研究基金项目资助 200808 ; 海洋公益性行业科研专项项目资助 200705011 作者简介 韩彬 1979 － ， 男， 河南新乡人， 助理研究员， 主要从事海洋有机污染物研究。E- mail hanbinfio． org． cn。 文章编号 02545357 2009 06052405 胶州湾东北部海域生态环境污染状况研究 韩彬，辛明，陈发荣，李培昌，宋转玲，王小如 国家海洋局第一海洋研究所海洋生态研究中心，山东 青岛266061 摘要 根据 2004 年 5 月和 2005 年 5 月两次对胶州湾东北部海域海水的盐度、 pH、 溶解氧、 化学需氧量、 无 机氮、 活性磷酸盐、 铜、 铅、 锌、 镉、 多环芳烃和有机氯农药以及表层沉积物中有机碳、 石油烃、 硫化物、 铜、 铅、 镉、 汞、 多环芳烃和有机氯农药测定结果， 并结合 2001 年以来历史资料， 对胶州湾东北部海域生态环境 质量历史变化趋势进行了分析， 该海域生态环境中除个别要素如活性磷酸盐、 铅、 镉、 汞等重金属含量有所 增加外， 其他污染要素含量相对稳定且有下降趋势， 20012005 年该海域生态环境质量相对稳定， 仅部分 要素有加重趋势。 关键词 胶州湾东北部; 生态环境质量; 污染状况 中图分类号 X826文献标识码 A Study on Ecological Environmental Pollution Status in Sea Areas of Northeastern Jiaozhou Bay HAN Bin，XIN Ming，CHEN Fa- rong，LI Pei- chang，SONG Zhuan- ling，WANG Xiao- ru Marine Ecology Center，First Institute of Oceanography，State Oceanic Administration， Qingdao266061，China Abstract The survey of seawater and sediment quality in the northeastern Jiaozhou Bay was conducted in May of 2004 and 2005． Some important inds for eco- environmental assessment such as salinity，pH value，DO，COD， DIN，DIP，Cu，Pb，Zn，Cd，polycyclic aromatic hydrocarbons and organochlorine pesticides in seawater and organic carbon，petroleum hydrocarbons，sulphides，Cu，Pb，Cd，Hg，polycyclic aromatic hydrocarbons and organochlorine pesticides in surface sediments were determined． Meanwhile，consulting the data from 2001 survey in this area，a comprehensive assessment to the variation trend for marine ecological environment quality of this area was conducted． Except the contents of some items，such as DIP，Pb，Cd，Hg increased slightly，other items kept relatively stable and with decline trend． In conclusion，the eco- environmental quality in sea areas of northeastern Jiaozhou Bay has kept relatively stable，only a few important inds have aggravation trend． Key words the northeastern Jiaozhou Bay; eco- environmental quality; pollution status 胶州湾是典型的半封闭海域， 面积 397 km2 ， 平 均水深7 m， 最大水深 64 m。胶州湾是天然优良港 口， 对青岛市的发展起着至关重要的作用 ［ 1 ］。近年 来， 由于环胶州湾周边工业的不断发展， 工业排放物 中的营养盐、 石油烃、 持久性有机污染物 POPs 和 重金属等经过排污口排污、 河流输送等方式输送至 425 ChaoXing 近岸海洋生态环境， 污染问题较为严重 ［ 2 ］， 致使胶州 湾近岸海洋生态环境质量日益恶化。根据2004 年5 月和2005 年5 月两次对胶州湾东北部海域海水的 盐度、 pH、 溶解氧、 化学需氧量 COD 、 无机氮、 活性 磷酸盐、 Cu、 Pb、 Zn、 Cd、 As、 多环芳烃和有机氯农药 以及表层沉积物中有机质、 石油类、 硫化物、 Cu、 Pb、 Cd、 Hg、 多环芳烃和有机氯农药进行了测定。依据 历史调查资料， 分析了该海域污染状况变化趋势。 1污染状况调查项目和分析方法 1．1调查站位和监测时间 调查站位见图 1， 表层水样选取 21 个站位， 沉 积物选取 8 个站位。水质监测分别于 2004 年 5 月 和 2005 年 5 月进行， 沉积物监测于 2005 年 5 月 进行。 图 1胶州湾采样站位示意图 Fig． 1Sampling station in the Jiaozhou Bay 1． 2调查项目 海水水质调查项目主要包括盐度、 pH、 溶解 氧、 COD、 无机氮、 活性磷酸盐、 Cu、 Pb、 Zn、 Cd、 As、 多环芳烃和有机氯农药; 沉积物调查项目包括有机 碳、 石油类、 硫化物、 Cu、 Pb、 Cd、 Hg、 多环芳烃和有 机氯农药。 1． 3分析方法 水质调查项目中溶解氧、 pH、 COD、 活性磷酸 盐、 无机氮按国家标准海洋监测规范 ［3 ］测定。 pH 用实验室 pH 计测定; 溶解氧用碘量滴定法测 定; COD 用高锰酸钾法测定; 磷酸盐用磷钼蓝分光 光度法测定; 硝酸盐用锌 － 镉还原法测定; 亚硝酸 盐用萘乙二胺分光光度法测定; 氨氮用次溴酸盐氧 化法测定。 沉积物采用 DIONEX ASE100 加速溶剂萃取 装置 美国 Dinex 公司 进行提取。海水及沉积物 中有机污染物分析采用 Agilent 6890N － 5973N 气 相色谱 － 质谱仪 GC － MS， 美国 Agilent 公司 ， 色 谱柱为 Agilent HP － 5MS 石英毛细管柱 30 m 0． 25 mm 0． 25 μm， 美国 Agilent 公司 ; 重金属 汞、 镉、 铅、 铜、 锌采用 Agilent 7500a 电感耦合等离 子体质谱仪 ICP － MS， 美国 Agilent 公司 分析 测定。 水质及沉积物监测采用平行双样、 质控管理样 控制分析精密度， 用加标回收及标准样品分析控制 其准确度。样品测试过程中采用实验室内部质量 监控， 质控结果均符合要求。 2污染状况调查结果 根据 山东省海洋功能区划 ［4 ］， 胶州湾东北 部海域功能区为港口和排污结合区域。依据陆 源入海排污口及邻近海域生态环境评价指南 的 有关规定， 采用海水水质标准 ［5 ］中的三类标准 作为评价标准。由 2004 年、 2005 年胶州湾东北部 海域水质监测分析统计结果 见表 1 可以看出， 两 年的水质中活性磷酸盐含量均超过评价标准， 2004 年无机氮平均含量也高于评价标准; 由 2004 年和 2005 年海水各因子平均标准指数比较 见图 2 ， 2004 年除 Pb、 As 之外其他因子的平均污染指数均 比 2005 年高。各项指标平均值中， 无机氮和磷酸 盐均超过三类海水标准 ［5 ］。 据分析， 2004 年 5 月海水为劣四类海水水质， 主要污染物为氮磷营养盐， 其中溶解无机氮 DIN 以 NH4－ N 为主要存在形态。2005 年 5 月， 该海 域海水为四类或三类海水， 主要污染物为活性磷酸 盐， DIN 中以 NO3－ N 为主要存在形态。2004 年， 该海域 N/P 比例在 11． 4 ～ 25． 3， 平均值为 16; 而 2005 年这一区域的 N/P 比例在 1． 5 ～ 14． 2， 平均 值为 8， 属于贫 N 型水域。2004 年 5 月， Hg、 Cu、 Cd 符合一类海水水质， 而 Pb 符合二类海水水质标准。 2005 年 5 月， Cu 和 Pb 浓度都有所增加， Cu 的平均 浓度增加了 82． 6， Pb 增加了 3 倍， Cd 则降低了 10; Cu 和 Cd 符合一类海水水质标准， 而 Pb 则符 合三类海水水质标准。可以看出， 2005 年 Cu 和 Pb 的污染有增加的趋势。 525 第 6 期韩彬等 胶州湾东北部海域生态环境污染状况研究第 28 卷 ChaoXing 表 12004 年和 2005 年胶州湾东北部海域水质监测分析结果统计 Table 1The statistical results of seawater quality of Jiaozhou Bay in 2004 and 2005 年份统计项目盐度pH ρB/ mgL －1 溶解氧COD无机氮活性磷酸盐 ρB/ μgL －1 CuPbZnCdAs 最小值29．9007．632．020．8480．360．032 2004 年最大值 31．0988．027．653．490．510．20 平均值30．7527．926．311．330．410．0691．3841．93918．661．3111．031 最小值29．7047．836．930．6600．0680．021 2005 年最大值 31．7548．088．251．850．530．27 平均值31．3957．957．821．170．310．0631．5275．8119．321．181．421 三类评价标准［5 ］ 6．8 ～8．8440．40．04550101001050 图 2胶州湾东北部海域水质平均污染指数比较 Fig． 2Comparison of pollution inds of seawater of Jiaozhou Bay in 2004 and 2005 根据山东省海洋功能区划及陆源入海排污 口及邻近海域生态环境评价指南 中的有关规定， 采用 海洋沉积物质量标准 ［6 ］中的三类标准作为 评价标准。根据 2005 年胶州湾东北部海域沉积物 监测分析统计结果 见表 2 ， 沉积物环境中各项指 标平均值仅石油类超过三类沉积物质量标准。 表 22005 年胶州湾东北部海域沉积物监测分析结果统计 Table 2Statistical results of sediment quality of Jiaozhou Bay in 2005 统计项目 wB/ μgg －1 有机碳硫化物石油类CuPbCdHg 最小值1．162529304230．1 0．225 0．107 最大值2．52470806075．249．8 0．301 0．522 平均值1．53314．6243052．36 38．16 0．259 0．219 三类评价标准［6 ］ 4600150020025051 由2004 年、 2005 年海水及沉积物样品中 POPs 残留的质量浓度 见表 3 ， 表层沉积物中有机氯农 药的含量均符合一类沉积物质量标准 ［ 6 ］。海水中 POPs 中六六六、 滴滴涕平均含量均符合一类海水标 准， 但总滴滴涕含量最大值高于一类海水标准。由 于目前沉积物质量标准中未对多环芳烃指定相应的 限量标准， 但由于其致畸性、 致癌性和生物累积性等 特征， 对其在海洋沉积物中的残留量也不容忽视。 表 32004 年和2005 年海水及沉积物样品中 POPs 残留量① Table 3Statistical results of residual POPs in seawater and sediments of Jiaozhou Bay in 2004 and 2005 统计项目 总六六六 海水 ng/L 沉积物 ng/g 总滴滴涕 海水 ng/L 沉积物 ng/g 总有机氯农药 海水 ng/L 沉积物 ng/g 总多环芳烃 海水 ng/L 沉积物 ng/g 最小值ND6．38NDND0．076．3822．8054．00 最大值83．50197．7277．900．6614．38 198．3285．00380．80 平均值20．6382．9417．880．6210．9983．1653．79165．7 一类海水标准［5 ］1000 50－－ 一类沉积物标准［ 6 ］ 50020－－ ① ND 表示低于检出限 ; “－ ” 表示无此类标准。 3生态环境污染变化趋势 依据国家海洋局公布的中国海洋质量公报 ［7 ］ 和青岛市海洋环境质量公报 ［8 ］， 以及自 2001 年以 来胶州湾东北部海域调查资料 ［9 －20 ］和本次对该海 域的海洋环境质量调查资料， 20012005 年胶州 湾东北部海域海水及沉积物中各项调查项目的年 际变化趋势见图 3［7 －8， 11 －13， 17 －20 ］和图 4［9 －10， 14 －16 ］。 图 3 和图 4 显示， 海水中无机氮、 活性磷酸盐、 溶解氧、 石油类、 Pb、 Cd 含量总体呈上升趋势， 其中 无机氮、 活性磷酸盐、 石油类、 Cd 在 2004 年和 2005 年略有下降; 海水中的 COD、 Cu 含量呈现下 降趋势， 其中 Cu 明显下降。沉积物中各污染参数 中石油类和有机碳含量在 2003 年、 2004 年上升至 最高后明显下降， Cu、 Hg、 Pb、 Cd 均呈现增加趋势， 其中 Hg 明显增加。海水和沉积物中 Pb、 Cd 含量 保持一致上升的趋势， 但 Cu Ⅱ 含量变化趋势相 反， 这可能是由于 Cu Ⅱ 与石油类污染物经过沉 降过程富集于表层沉积物造成。POPs 由于其不易 降解、 生物累积性及高致癌性， 虽然该项指标符合 一类海水及沉积物标准， 但大量的 POPs 残留在海 洋环境中， 势必对该海域生物和人类生命的安全带 来危害。 625 第 6 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2009 年 ChaoXing 图 320012005 年胶州湾东北部海域海水中各调查 项目浓度变化趋势 Fig． 3Concentration trends of survey items in seawater of the northeastern Jiaozhou Bay from 2001 to 2005 图 420012005 年胶州湾东北部海域沉积物中各调查 项目浓度变化趋势 Fig． 4Concentration trends of survey items in sediment of the northeastern Jiaozhou Bay from 2001 to 2005 4结语 胶州湾东北部海域周边多条河流 海泊河、 李 村河、 白沙河、 墨水河等 入海， 入海河流携带了大 量的生活污水、 工业废水， 大量的营养盐、 重金属及 持久性有机污染物， 加之港口渔船排出的废油、 生 活垃圾以及洗刷船体产生的废弃物中含有大量的 有机物和含磷物质， 并且所采水样为表层水， 因此 石油类、 COD、 活性磷酸盐含量较高; 由于进出港区 的客货轮不断增加， 客货轮产生的生活垃圾、 废油 等废弃物不经过处理直接排人海水水体中， 对海水 水质影响也较大。另外局部海域滩涂养殖方面缺 乏必要的规划和控制， 加上养殖病害防治农药的使 用， 给海域水环境带来了一定的负面影响， 使底层 沉积物中的有机污染物和营养盐含量升高。由于 胶州湾东北部水域海流为往复流， 污染物稀释扩散 速度较慢， 诸多原因导致该海域生态环境质量较 差。依据 20012005 年该海域海水和沉积物中各 污染要素变化趋势来看， 该海域生态环境中除个别 要素如活性磷酸盐、 Pb、 Cd、 Hg 等重金属含量有所 增加外， 其他污染要素含量相对稳定且有下降趋 势。20012005 年该海域生态环境质量相对稳 定， 仅部分污染要素有加重趋势。 5参考文献 ［ 1］中国海湾志编纂委员会． 中国海湾志 第四分册 ［ M］ ． 北京 海洋出版社， 1993 157 －252． ［ 2］任玲， 张曼平， 李铁， 祝陈坚， 杨军． 胶州湾内外海水 中营养盐的分布［J］ ． 青岛海洋大学学报， 1999， 29 4 692 －698． ［ 3］GB 17378．41998， 海洋监测规范;第4部分 海水分析 ［ S ］ ． ［ 4］山东省人民政府． 山东省海洋功能区划［ M］ ． 北京 海洋出版社， 2004 32 －45． ［ 5］GB 30971997， 海水水质标准［ S］ ． ［ 6］GB 186682002， 海洋沉积物质量标准［ S］ ． ［ 7］国家海洋局．中国海洋环境质量公报20012005 ［ R ］ ． ［ 8 ］国家海洋局．青岛市海洋环境质量公报20012004 ［ R ］ ． ［ 9］刘飞， 钟少军， 蒲晓强， 瞿成利， 徐丽． 胶州湾李村河 口沉积物中重金属分布特征及其控制因素［J］ ． 海洋科学， 2006， 30 4 31 －35． ［ 10］ 张丽洁， 王贵， 姚德， 段国政． 胶州湾李村河口沉积 物重金属污染特征研究［J］ ． 山东理工大学学报 自然科学版， 2003， 17 1 9 －14． ［ 11］ 张学庆， 孙英兰， 蔡惠文， 张燕， 余静． 胶州湾 COD、 N、 P 污染物浓度数值模拟［J］ ． 海洋环境科学， 2005， 24 3 64 －67． ［ 12］ 过锋， 陈聚法， 陈碧鹃， 崔毅． 胶州湾北部氮、 磷营养 725 第 6 期韩彬等 胶州湾东北部海域生态环境污染状况研究第 28 卷 ChaoXing 盐的分布及变化特征［J］ ． 海洋水产研究， 2005， 26 6 34 －38． ［ 13］ 王修林， 李克强， 石晓勇． 胶州湾主要化学污染物海 洋环境容量［ M］ ． 北京 科学出版社， 2006， 23 －47． ［ 14］ 王贵， 姚德． 胶州湾东岸表层沉积物重金属污染研 究［ J］ ． 内蒙古石油化工， 2005 7 1 －2． ［ 15］ 李玉， 俞志明， 曹西华， 宋秀贤．重金属在胶州湾表层沉积物 中的分布与富集 ［ J］ ．海洋与湖沼， 2005， 366 580－589． ［ 16 ］ 杨永亮， 麦碧娴， 潘静， 殷效彩， 李凤业．胶州湾表层沉积物 中多环芳烃的分布及来源 ［ J］ ． 2003， 224 38 －43． ［ 17］ 姚云， 沈志良． 胶州湾海水富营养化水平评价［J］ ． 海洋科学， 2004， 28 6 14 －18． ［ 18］ 姚云， 郑世清， 沈志良． 胶州湾营养盐及富营养化 特征［ J］ ． 海洋通报． 2007， 26 4 91 －98． ［ 19］ 牛青山， 亓靓． 影响胶州湾海域海水水质的主要污 染源分析 李村河及其主要支流流域水质现状 评价［ J］ ． 海岸工程， 2006， 25 3 50 －59． ［ 20］ 孙丕喜， 王宗灵， 战闰， 夏滨， 王湘芹． 胶州湾海水中 无机氮的分布与富营养化研究［ J］ ． 海洋科学进展， 2005， 23 4  466 －471． 2009 中国 北京 国际地质技术装备展览会暨论坛顺利闭幕 2009 中国 北京 国际地质技术装备展览会暨论坛已 于 2009 年 9 月 1617 日在北京全国农业展览馆顺利召 开， 在 2009 年 9 月 17 日落下帷幕。在为期两天的展会 中， 举办了各类丰富多彩的活动。 在首日的开幕式上， 中国地质调查局副局长王宝才先 生、 中国机械工业集团有限公司副总经理刘大山先生、 中国地 质装备总公司总经理关键先生、 国土资源部地质勘查司副司 长于海峰先生、 国土资源部科技与国际合作司副司长孙宝亮 先生、 中国矿业联合会常务副会长曾绍金先生、 中国地质科学 院常务副院长、 中国地质学会秘书长朱立新先生、 中国地质大 学党委副书记刘志方先生、 意大利驻华使馆科技参赞 Mr． Rao Giuseppe、 法国驻华使馆商务参赞 Mr． Philippe Marrce、 中 国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所所长韩子夜先生 等领导悉数出席。开幕仪式由中国地质装备总公司副总经理 周寅伦主持， 国土资源部地质勘查司于海峰副司长宣读国土 资源部副部长、 中国地质调查局局长汪民为本次展会的贺词; 另外中国地质调查局王宝才副局长、 中国地质装备总公司关 键总经理等在开幕式上为本次展会作了精彩的致辞; 中国地 质调查局王宝才副局长、 中国机械工业集团有限公司刘大山 副总经理、 中国地质装备总公司关键总经理、 中国矿业联合会 曾绍金常务副会长参加了隆重的开幕式剪彩仪式。贵宾、 领 导还参观了展会现场， 与各展商进行了简短的交流。随后， 中 国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所和中国地质装备 总公司举行了战略合作协议签字仪式。 为了让国内外厂商和地质行业相关单位更好地了解地 质行业市场， 更深入地交流、 探讨地质技术的发展前景。展 览会同期举办了主旨报告会及技术报告会。主旨报告会由 中国地质调查局领导王瑞江、 王达、 林君等领衔主讲 演讲 题目 关于我国战略性矿产资源勘查若干问题的思考、 我国 地质钻探设备发展战略探讨、 我国高端地球物理仪器的研 究水平和应用现状 ; 中国地质调查局汶川地震科学钻探中 心总工程师张伟 演讲题目 深孔取芯钻探设备的优化配 置 、 劳雷工业公司 演讲题目 一张新型固体数字地震漂浮 缆在海洋三维地震精细勘探中的应用、 海洋电法勘探技术 的最新发展等六个题目 、 3DMine 胡建明 演讲题目 全新 的3DMine 三维矿业工具软件介绍 、 成都李工钻探设备有 限公司李月良 演讲题目 提高复杂地层钻探取芯质量的关 键技术 等单位代表也在展期举办多场技术报告会， 介绍地 质行业领域的新技术、 新产品和最新应用案例。 本届展会的主办单位中国地质调查局和中国矿业联 合会地质与矿山装备分会都前来参展， 并组织其直属单位 组团参展， 形成了颇具规模的中国地质调查局直属单位展 团和中国矿业联合会地质与矿山装备分会展团， 展区面积 将近 300 平方米。除此以外还吸引了来自 11 个国家和地 区近百家实力雄厚、 服务一流制造商以及供应商， 展出总 面积达近 6000 平方米， 展出的展品数量大大超过了前两 届， 其中不乏各类新型研发的产品， 尤其是今年近千平面 的室外展区， 各参展商展出了各类钻机、 泥浆泵等各自最 新研发、 生产的地质产品， 成为本届展会的亮点。 主办方统计， 展期共有来自 15 个国家约 4500 人次观 众前来参观， 包括设备生产单位、 地质勘探单位、 贸易公司、 政府管理机构、 社团协会组织及科研院校等专业观众， 其中 设备生产单位和地质勘探单位占观众总数六成; 各省市地 矿局、 国土资源厅今年也积极组团前来参观， 其中包括中国 地震局、 中国煤炭地质总局、 天津市地质调查研究院、 天津 地质调查中心、 西安地质调查中心、 北京市地勘局、 四川省 地勘局、 山西省地勘局、 重庆市地勘局、 广州海洋地质调查 局、 山东省地矿局、 河南省地勘局、 天津市地勘局、 福建省地 勘局、 江苏省地勘局、 吉林省地勘局、 内蒙古地矿局、 中南地 质勘查局、 海南省地矿局、 安徽省地矿局、 内蒙古煤田地质 局、 内蒙古矿产勘查开发局、 甘肃煤田地质局、 宁夏煤田地 质局、 山西省煤炭地质局、 河南省煤田地质局、 云南省煤炭 地质局、 黑龙江煤田地质勘察院等各省市政府机构。由此 可见， 此展会已成为国内外地质行业最具专业性盛会， 会议 组诚邀广大地质界朋友参与到下届 “中国 北京 国际地质 技术装备展览会暨论坛” ， 亲身感受地质行业的年度盛会。 825 第 6 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2009 年 ChaoXing