張 麗

(莆田市海洋與漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，福建 莆田 351100)

興化灣位于福建省沿海中段，海灣總面積619.4 km2，其中水域面積369.22 km2。該灣略呈長(zhǎng)方形，由西北向東南展布。灣頂有木蘭溪、萩蘆溪等河流注入。興化灣口門(mén)寬約13 km2，灣口朝向東南，出南日群島經(jīng)興化水道和南日水道與臺(tái)灣海峽相通。木蘭溪是莆田市的母親河，也是莆田市主要的納污流域，各流域上游主要受農(nóng)業(yè)面源影響，中下游受城鎮(zhèn)生活污水、工業(yè)污水及畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水影響，2005年排入木蘭溪的化學(xué)需氧量(COD)占莆田市工農(nóng)業(yè)污染源的89.37%，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)COD排放量占莆田市的6.4%，氨氮排放量占11.6%[1]，《莆田市海洋環(huán)境狀況公報(bào)》顯示木蘭溪每年給興化灣帶來(lái)數(shù)萬(wàn)噸的污染物，《福建省主要江河入?？谒h(huán)境質(zhì)量狀況通報(bào)》也表明興化灣頂水質(zhì)常年處于四類(lèi)、劣四類(lèi)狀態(tài)，主要原因是氮、磷超標(biāo)。2010年木蘭溪和萩蘆溪流域水環(huán)境綜合整治、畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染整治等相繼開(kāi)展，投資近3 000×104元，整治范圍覆蓋東圳水庫(kù)、外度水庫(kù)等城市集中式飲用水源地和21個(gè)建制鎮(zhèn)飲用水源地保護(hù)區(qū)。2015—2018年各級(jí)政府在莆田投入的木蘭溪流域等治理資金達(dá)數(shù)億元，出臺(tái)有關(guān)文件13個(gè)。眾所周知，陸源污染會(huì)通過(guò)雨水、溪水、河水等渠道最終流入大海，并首先表現(xiàn)在入海口處宋建忠.福建省入海河流污染物排放現(xiàn)狀和控制對(duì)策研究[C]//中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì).2007中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文集(上卷).北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)，2007：4.，[2-3]，關(guān)于興化灣的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，有很多文章論述過(guò)[4-7]，但大部分是對(duì)現(xiàn)狀展開(kāi)論述，縱向年際間的變化規(guī)律涉及較少。木蘭溪流域整治從2019年起連續(xù)滾動(dòng)考核3年，對(duì)沿岸各項(xiàng)整治工作處于正在制定方案或逐步實(shí)施中，本文擬通過(guò)分析兩溪入海海域環(huán)境2008—2018年共11年年際間的變化及2018年的環(huán)境質(zhì)量狀況，為政府木蘭溪流域污染整治的各項(xiàng)工作提供依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 時(shí)間、站位

莆田市海洋與漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站在2008—2018年期間，每年分別于冬、春、夏、秋四個(gè)季節(jié)采水樣，水中重金屬和沉積物均只在每年8月采樣，由于文章只論及莆田市的兩條河流，因此評(píng)價(jià)范圍選在木蘭、萩蘆兩溪入?？谔幐浇?。參與評(píng)價(jià)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)站位取6個(gè)，分別為XH01、XH02、XH03、XH04、XH05、XH06，其中沉積物站位2個(gè)(XH01、XH03)，布設(shè)位置如圖1。

1.2 材料與方法

1.2.1 采樣方法

采樣與測(cè)定過(guò)程均嚴(yán)格依據(jù)GB 17378—2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》要求進(jìn)行。

1.2.2 檢測(cè)方法

硝酸鹽氮采用鋅鎘還原法，亞硝酸鹽氮采用鹽酸萘乙二胺比色法，氨氮采用次溴酸鹽氧化法，硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮相加得無(wú)機(jī)氮；磷酸鹽采用磷鉬藍(lán)分光光度法；化學(xué)需氧量采用堿性高錳酸鉀法；油類(lèi)采用紫外可見(jiàn)分光光度法；除沉積物中的汞采用冷原子吸收光度法外，其余重金屬的檢測(cè)均用ICP-MS法；沉積物中的硫化物采用碘量法，有機(jī)碳采用重鉻酸鉀氧化還原容量法。

1.2.3 分析評(píng)價(jià)方法

2018年的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)依據(jù)每個(gè)站點(diǎn)功能區(qū)劃不同，采用單因子評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)該站點(diǎn)的水環(huán)境和沉積物質(zhì)量。單因子評(píng)價(jià)法的計(jì)算公式：

Pi=Ci/C0

式中，Ci是第i項(xiàng)的測(cè)定值，C0是第0項(xiàng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。C0按照所在站點(diǎn)的海洋功能區(qū)劃確定，XH01站位位于工業(yè)用海區(qū)，該站點(diǎn)用三類(lèi)水、二類(lèi)沉積物標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算P值，其它5個(gè)站點(diǎn)均屬于保留區(qū)，采用二類(lèi)水、一類(lèi)沉積物標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，Pi超出1，即說(shuō)明該指標(biāo)超標(biāo)，值越大意味著超標(biāo)越嚴(yán)重，環(huán)境容量越小。將當(dāng)季所有站位點(diǎn)P值數(shù)學(xué)平均后作為該區(qū)域該季度該指標(biāo)的P值，四季度P值數(shù)學(xué)平均作為該區(qū)域該指標(biāo)當(dāng)年度的P值。把各指標(biāo)的P值隨年際變化的趨勢(shì)用折線圖表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 入海河流的徑流量、排污量及評(píng)價(jià)參數(shù)的選擇

福建省近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)站于2010—2014年間監(jiān)測(cè)的木蘭溪、萩蘆溪的徑流量及污染物入海量結(jié)果，如圖2、圖3所示。

從圖2～3可知，在入興化灣的莆田兩溪徑流量中，木蘭溪占主要地位，其2011年的排污量比2010年多，但從2012年起有所降低；萩蘆溪的徑流量從2010年起連續(xù)3年上升，但由于其入海徑流量和污染物入海量都小于木蘭溪，因此入興化灣的河流變化規(guī)律主要表現(xiàn)為木蘭溪的規(guī)律(由于資料的來(lái)源有限，未能對(duì)2015年后的徑流量有所顯示)。

從總?cè)牒Ｅ盼哿颗cCODCr量可以看出河流主要超標(biāo)項(xiàng)目為生化需氧量，屬于有機(jī)型污染，這與多篇文章中闡述的河流入海污染類(lèi)型相同[3，8-9]，因此兩溪入海海域年際和季節(jié)間的環(huán)境評(píng)價(jià)參數(shù)選取水質(zhì)：COD、活性磷酸鹽(DIP)、無(wú)機(jī)氮(DIN)，沉積物：硫化物(S2-)、有機(jī)碳(OC)。考慮到2018年的現(xiàn)狀是新一輪環(huán)境整治的起點(diǎn)，因此2018年的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇水質(zhì)：COD、活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮、油類(lèi)、銅(Cu)、鋅(Zn)、砷(As)，沉積物：銅、鉛(Pb)、鎘(Cd)、總汞(Hg)、砷、硫化物、有機(jī)碳。

2.2 水中無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽、COD的年際變化

觀察COD和無(wú)機(jī)氮、磷酸鹽的年際變化如圖4所示，11年間COD的P值穩(wěn)定保持在低于0.5的水平，但是無(wú)機(jī)氮和無(wú)機(jī)磷基本上保持在超出1.0的水平，甚至超出2.0，11年間無(wú)機(jī)氮徘徊在1.5左右，無(wú)機(jī)磷波動(dòng)較大，比無(wú)機(jī)氮更為突出，氮、磷除在2009、2015年有明顯變化外，2008至2018年間，無(wú)論是無(wú)機(jī)氮還是無(wú)機(jī)磷都不再有環(huán)境容量，木蘭、萩蘆兩溪入海海域環(huán)境質(zhì)量未見(jiàn)明顯改善。

2.3 水中重金屬的年際變化

從圖5可以看出，11年間水中4種重金屬均未超出標(biāo)準(zhǔn)值，2008年至2010年間水中Cu和Pb較突出；2010年起Hg的P值常處在較高狀態(tài)，Hg和Cu并行，均在重金屬中占主導(dǎo)地位；所評(píng)價(jià)的4種重金屬中，Cu始終處在穩(wěn)定較高位置，As的P值在11年間均小于0.1，環(huán)境容量相對(duì)較大。

2.4 沉積物中有機(jī)碳、硫化物的年際變化

硫化物主要來(lái)源于有機(jī)物，陸地的污染物質(zhì)在雨水的沖刷下，隨著河流流入海洋并沉積在底質(zhì)中，導(dǎo)致泥灘的黏性好、腐殖質(zhì)多，從而有利于硫化物的滯留積累，因此硫化物的變化也顯示著陸源污染物質(zhì)的輸入變化[10]。有機(jī)碳主要來(lái)源于陸源有機(jī)物的輸入、浮游植物光合作用的釋放、生物代謝活動(dòng)、生物殘骸的分解、養(yǎng)殖餌料的投放等。沿海沉積物是陸源有機(jī)物的臨時(shí)或永久歸宿[11]，興化灣頂?shù)某练e物屬于泥質(zhì)底[12-13]，有機(jī)碳和硫化物可以反映沉積物環(huán)境的變化。從圖6中可以看出，有機(jī)碳在11年間變化不大，但是硫化物卻從2010年開(kāi)始下降，于2012年最低，在2013、2014年上升，2015年又下降后，而后2016、2017、2018年上長(zhǎng)，變化的拐點(diǎn)在2009、2012、2015年，這與水質(zhì)中的氮、磷變化規(guī)律相似。有機(jī)碳與硫化物相比，硫化物的環(huán)境容量稍大。有機(jī)污染如此嚴(yán)重，硫化物卻能保持在低位，這可能是因?yàn)榕d化灣的地形和風(fēng)浪、潮流差較大造成的[13-15]，從圖4中COD的穩(wěn)定低P值也可說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。

2.5 沉積物中重金屬的年際變化

從圖5和圖7比較來(lái)看，相較于水質(zhì)，沉積物中重金屬含量較穩(wěn)定，但其P值較水中略高，P值大于0.2的幾率明顯高于水；年際間，2009、2017、2018年較突出，這3個(gè)年度各指標(biāo)的P值都較高，2009年Hg、2018年Cu甚至超出1.0，屬于超標(biāo)狀態(tài)。各項(xiàng)指標(biāo)間比較，Cu 處在各指標(biāo)之首，11年間Cu、Pb、Hg有上升的趨勢(shì)，在水中，從2010年起Hg和Cu占據(jù)主導(dǎo)地位；而沉積物中卻不同，Pb比Hg更高，As、Cd含量較穩(wěn)定，Cd含量遠(yuǎn)低于As，Cd尚有較大的環(huán)境容量，As的P值普遍接近0.4，這與水中As的情況也是不一致的，Pb、As在水和沉積物中的不同說(shuō)明沉積物中重金屬的累積是一個(gè)值得注意的問(wèn)題，不能因?yàn)樗h(huán)境中容量尚可就忽視了對(duì)重金屬的預(yù)防，因?yàn)橹亟饘倬哂性诔练e物中累積后不易去除、不同重金屬在沉積物中釋放的規(guī)律也完全不同等特點(diǎn)[16-17]。

2.6 2018年木蘭、萩蘆兩溪入海海域環(huán)境質(zhì)量狀況

由表1～2可以看出2018年興化灣頂?shù)乃h(huán)境中主要污染物仍然是活性磷酸鹽和無(wú)機(jī)氮，所有的站位兩指標(biāo)均超標(biāo)，XH03站位最高，且該站位沉積物中的Cu也超標(biāo)，其他指標(biāo)均能滿(mǎn)足功能區(qū)劃的要求；在所評(píng)價(jià)的區(qū)域中XH03站位環(huán)境最差，這可能跟該站位正對(duì)著木蘭溪入?？谟嘘P(guān)；沉積物中重金屬P值高于水，沉積物中重金屬環(huán)境容量比水小，這與往年的規(guī)律相同。

表1 2018年水環(huán)境單因子分析P表

表2 2018年沉積物環(huán)境單因子分析P表

3 結(jié)論

1)2008—2018年間，木蘭、萩蘆兩溪入海海域水環(huán)境中無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷均超標(biāo)嚴(yán)重，11年間陸地兩河流給興化灣造成的污染狀況并沒(méi)有明顯改善，福建省近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)的入海流量數(shù)據(jù)也驗(yàn)證了這個(gè)結(jié)論。

2)水環(huán)境中重金屬均未超出允許標(biāo)準(zhǔn)，但2009年Hg、2018年Cu在沉積物中的含量均超標(biāo)，重金屬的環(huán)境壓力沉積物高于水，各重金屬橫向?qū)Ρ?，無(wú)論是在水中還是沉積物中，銅和汞都比其他重金屬突出。

3)2018年興化灣頂?shù)乃h(huán)境仍然處于被污染的狀態(tài)，100%的站位超標(biāo)，污染物仍然是無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽，所有站位中正對(duì)木蘭溪入海口的XH03站位污染程度最高，該站位水中無(wú)機(jī)氮、磷酸鹽、沉積物中銅均超標(biāo)；其他站位除活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮外的其他指標(biāo)尚可以滿(mǎn)足功能區(qū)劃的需要。

致謝：木蘭、萩蘆兩溪徑流量、入海排污量、CODCr由福建省近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)站提供，謹(jǐn)致感謝。