论文部分内容阅读
珠江口广州河段-海区位于珠江口顶部,是珠江径流通过虎门、蕉门、洪奇门、横门水道进入伶仃洋以及南中国海的主要通道,研究其营养盐与污染物分布特征对珠江口环境保护及其周边城市近3000万人口生活与经济社会发展具有重要指导意义。本文全面调查了2003-2007年该水域水体、沉积物、生物体中理化因子的时空分布特征,在此基础上运用多元统计方法等手段,分析了营养盐、叶绿素a(Chl-a)、石油烃、化学需氧量(COD)、重金属、有机氯以及其它理化因子间相互关系及影响因素,综合评价了广州河段.海区富营养化状况及环境质量,研究了广州河段.海区排入伶仃洋的污染通量,以及不同介质中重金属和有机氯的富集情况,为广州海洋环境污染治理提供科学依据。研究结果表明:
1、降雨量对盐度、化学需氧量、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐,以及重金属Cd、Cu、As等因子的季节分布有一定影响。按照盐度划分,广州河段-海区可以分为河流区、南沙海域、河口区等三部分,位于河口的J1、J2、H1站位受蕉门、洪奇门、横门珠江径流影响明显,常年为淡水,与河流区盐度接近。
2、COD与DO的时空分布特征主要受生活污水排放、陆源排污、降雨量以及水动力状况等因素的影响。COD浓度在冬季和秋季较高,春季和夏季较低,而DO浓度则是冬季和春季高于秋季和夏季。空间分布上,COD浓度从河流内向河口逐步递减,而DO变化趋势则相反,河流内站位在夏季出现底部缺氧区。相关性分析表明,COD浓度与氮营养盐及Chl-a显著正相关,而DO则与COD、Chl-a、pH以及石油烃显著负相关。
3、DIN的时空分布主要受城区的生活污水的影响,在大部分水域,硝酸盐是以溶解态无机氮的主要形式存在;而磷酸盐和硅酸盐的时空分布主要受珠江干流径流、陆源排污以及浮游植物的营养盐利用等综合因素的影响。广州河段-海区N/P、N/Si均值分别为148和2.3,明显呈上升趋势,主要因为与农业污染、生活污水排放有关,其中以生活污水为主。Chl-a含量的波动范围为0.45-92μg/L,与COD的浓度密切相关,尽管存在P限制,但可能被高估。与20年前相比,该水域N含量上升,Si含量下降,部分站位出现Si限制。
4、水体重金属中Cu、As相关系数较高,与盐度明显正相关,体现了保守行为,受物理分配过程影响明显,而其它重金属元素与盐度关系不显著,表现为非保守行为;与历史数据相比,重金属Hg、Pb、Cd浓度明显下降,Cu浓度则上升。沉积物中除Hg外,其余重金属元素含量都呈内河段向河外减低趋势。重金属中Cd与Pb、As显著正相关,可能三者具有一定同源性。
5、水体中HCHs与DDTs春季含量最高,一定程度上与春季农药使用高峰有关,而PCBs和狄氏剂则是冬季最高,秋季最低;空间分布上,HCHs与DDTs空间分布较为相似,河流区较高,南沙水域较低;而PCBs与狄氏剂则是南沙水域站位较高,河口区较低。与历史数据相比,沉积物中HCHs含量有所上升,DDT、PCBs含量明显下降,而狄氏剂含量差异不大,略有上升。
6、东西口门主要污染物入海通量COD排放总量最大,其次为DIN,二者占总污染物量的90%以上,其余为无机磷和石油类。
7、运用单项指标标准指数法、水质模糊综合评价法、内梅罗综合指标评价法、富营养化评价法对5年来各站位水质情况进行评价,结果表明,广州河段一海区主要受到DIN、P04-P、石油烃、Cu、Hg、Cd、DDT、挥发酚、COD等污染,尤其以营养盐DIN污染最为严重,水体富营养程度较高。运用沉积物质量标准法、地累积指数法、多元潜在生态风险指数法以及生物效应浓度法对沉积物中重金属进行评价,结果显示Cd危害性最大,而对沉积物有机氯农药进行生态风险评估显示,DDT污染存在一定的生态风险。
8、沉积物重金属中Pb、Cu富集系数最高,分别为61.83×103、17.79×103;有机氯农药中HCHs的富集系数最高,为2.39×103;贝类重金属中Cd、Cu富集系数最高,分别为11.65×103,2.81×103;有机氯农药中HCHs的富集系数最高,为13.10×103。贝类中主要以重金属Cd、Pb、Cu及有机氯农药DDTs污染为主。