杭州灣海域水質中石油類的分布特征

俞夢男　葉林安　金余娣等

關鍵詞：杭州灣;石油類;分布特征;相關性分析

中圖分類號：P76;X55 文獻標志碼：A 文章編號：1005-9857（2023）04-0046-07

0 引言

隨著我國經濟的快速發展，石油通過石油開采、溢油事故、船舶運輸、大氣沉降和陸源排放石油及其煉制品等不同途徑進入海洋，對海洋生態環境產生的危害不容忽視[1-2]。石油污染進入海洋后，會在海面形成一層厚度不均勻的薄膜，阻礙海氣界面間的氣體、能量和水分交換，影響浮游植物的光合作用，毒害海洋生物[3]。因此，研究海水中石油類的污染狀況對保護海洋生態環境與實現海洋經濟可持續發展具有重要意義。

杭州灣位于浙江省北部，是典型的強潮河口灣，潮波變形劇烈，具有潮大、流急、含沙量大等特點[4]，杭州灣上游及周邊企業污染物排放和生活污水等隨之入海，生態環境潛在風險較大。王姮等[5]根據2018年4月寧波杭州灣新區調查資料，對環境質量現狀進行評價;陳思楊等[6]通過《資源環境承載能力監測預警技術方法（試行）》，對杭州灣等浙江省近岸海域的海洋生態環境承載能力進行評估;曹飛鳳等[7]依據杭州灣區的近岸海域水文特征、水質狀況以及陸源入海狀況，對杭州灣區近岸海域進行污染狀況及問題分析。本研究為及時掌握杭州灣海域水質中石油類污染的程度，根據2017—2019年12個航次的監測數據，分析杭州灣附近海域石油類的分布和季節變化特征，以期為杭州灣海域的海洋生態環境保護提供一定的基礎支撐，也為海洋管理相關部門提供相應的決策依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和分析

本研究于2017年3月至2019年11月在杭州灣海域布設12個采樣點（圖1）。

采樣航次為2017年3月（冬季）、2017年5月（春季）、2017年8月（夏季）、2017年11月（秋季）、2018年3月（冬季）、2018年5月（春季）、2018年8月（夏季）、2018年11月（秋季）、2019年3月（冬季）、2019 年5 月（春季）、2019 年8 月（夏季）和2019年11月（秋季），共計12個航次。監測指標涉及石油類、葉綠素a、氨氮和懸浮物等。樣品的采集、固定、儲存運輸、分析均嚴格按照《海洋監測規范》（GB17378-2007）執行[8]。其中，石油類采樣時將500.0mL 玻璃瓶固定于采油器中，下放至表層海水中采集，然后立即用5mL的1∶3硫酸溶液酸化，送回實驗室用正己烷萃取后，用TU-1901系列的紫外分光光度計測定石油類的含量。

1.2 評價方法

本研究用單因子指數法單獨評價每個污染因子，單因子污染指數無量綱，經計算得出各自的達標率、超標率、超標倍數、統計倍數等結果[9]。數學表達式為：

1.3 數據統計

運用Surfer軟件繪制杭州灣嘉興近岸海域石油類污染物2017—2019年的季節平面分布圖。采用SPSSStatisics25軟件對石油類污染物的含量和其他環境評價因子進行Pearson相關性分析。

2 結果與討論

2.1 石油類的含量及季節變化

2017—2019年杭州灣海域水質中石油類的含量變化如表1所示。

2017—2019年石油類含量范圍分別為0.008～0.042mg/L、0.011～0.046mg/L、0.007～0.094mg/L，年度平均含量分別為0.023 mg/L、0.023 mg/L 和0.016mg/L。由結果可知，2017和2018年石油類含量相差不大，2019年的石油類含量相比前2年有明顯降低。

在季節變化上，2017年由高到低依次為夏季、冬季、春季、秋季，2018年由高到低依次為春季、冬季、秋季、夏季，2019年由高到低依次為冬季、秋季、夏季、春季。可以發現石油類沒有明顯的季節變化特征，這主要由于石油類容易受物理因素的影響，杭州灣海域具有潮大、流急、含沙量大等特點，導致石油類污染不易聚集，易被沖散和吸附[10]。

2.2 石油類的分布特征

2.2.1 2017年4個航次石油類分布特征

2017年3月海水中石油類含量最大值出現在嘉興近岸的143、145站位之間，為0.033mg/L，并向杭州灣南岸擴散，可能是受入海河流攜帶的污染物影響。2017年5月海水中石油類呈現雙點源分布，143與147站位呈現2個高值點，含量最大值為0.036mg/L，整體趨勢為向灣內及灣外逐漸降低。2017年8 月海水中石油類含量較高，最大值為0.042mg/L，該時期漁業捕撈及船只運輸可能較為頻繁，高值區分布在149站位海域附近，沿周圍海域含量逐漸降低。2017年11月海水中石油類含量同樣呈現明顯的多點源分布特征，整體含量較低，最大值為0.021mg/L，高值區在147站位附近，向四周海域含量逐漸降低（圖2和表1）。

2.2.2 2018年4個航次石油類分布特征

2018年3月表層海水中石油類同樣呈現顯著的多點源分布，高值區分布在149站位附近海域，含量最大值為0.041mg/L，總體趨勢由點源向四周逐漸降低。2018年5月表層石油類含量較高，含量最大值為0.046mg/L，整體呈現由灣外向灣內逐漸降低的趨勢，可能是5月處于國際船舶運輸高峰期，受杭州灣南北岸港口作業影響所致。2018年8月表層海水中石油類整體呈現顯著的點源分布，高值區分布在141、143 站位附近，含量最大值為0.031mg/L，可能是受沿岸入海徑流排污與點源排放的影響。2018年11月表層海水中石油類高值區分布在141、147站位附近海域，含量最大值為0.031mg/L，同樣是受沿岸入海徑流排污及點源排放的影響，石油類含量向四周逐漸降低（圖3和表1）。

2.2.3 2019年4個航次石油類分布特征2019年3月表層海水中石油類含量較高，含量最大值為0.094mg/L，可能是受年初嘉興海域“佐羅”號船體相撞溢油及水溫低、水體交換差的影響，高值區分布在150站位附近海域，含量最大值超過第一類海水水質標準，總體趨勢由點源向南部海域含量逐漸降低。2019年5月表層石油類含量最低，高值區分布在141 站位附近，含量最大值為0.011mg/L，整體趨勢較為穩定。2019年8月表層海水中石油類高值區分布在139站位附近，含量最大值為0.026mg/L，整體趨勢由灣內向灣外含量逐漸降低。2019年11月表層海水中石油類呈現顯著的多點源分布，高值區分布在139、140站位附近海域，含量最大值為0.021mg/L，整體趨勢由點源向周圍海域含量逐漸降低（圖4和表1）。

2.3 石油類污染評價

2.3.1 單因子污染指數評價

本研究采用單因子污染指數法，以第一類海水水質標準值[11]作為參考標準，單因子污染指數以石油類含量的實測值與其評價標準的比值來確定（表2）[12]。

經計算，各航次石油類含量最大值、最小值、平均值的單因子污染指數如表3所示。

各航次石油類平均含量單因子污染指數均小于0.6，屬于清潔的范疇，說明該海域的石油類污染較輕微。由最大值含量單因子污染指數可知，個別航次的個別站位出現異常值，此海域在2019年1月曾發生過輪船相撞的溢油事件，可能受此影響在2019年3月出現較高值;其他航次的最大值單因子污染指數均小于1.0，均能滿足第一類海水水質標準。綜上所述，從單因子污染指數的評價結果來看，杭州灣海域水質未受到明顯的石油類污染。

2.3.2 環境評價因子的相關性

本研究采用石油類、葉綠素a、氨氮、懸浮物4個環境評價因子進行相關性分析，選用2017年5月和2018年5月2個航次的數據，用SPSSStatisics25軟件對石油類含量及其他3個環境評價因子進行Pearson相關性分析，分析結果如表4和表5所示。研究海域石油類含量與水中懸浮物質量呈顯著負相關，海水中懸浮物對石油類污染物有吸附作用，海水中懸浮物的質量越大，石油類含量越低;葉綠素a和氨氮污染物含量與石油類含量的相關性較低，表明石油類污染物分布受到葉綠素a和氨氮影響較小[13-14]。

３結論

2017—2019年杭州灣海域表層石油類含量范圍分別為0.008～0.042mg/L、0.011～0.046mg/L和0.007～0.094 mg/L，年度平均含量分別為0.023mg/L、0.023mg/L 和0.016mg/L。季節變化上看，由于石油類容易受物理因素影響，沒有體現顯著的季節性特征;年際變化上看，2017 年和2018年石油類平均含量總體高于2019年，具有一定的下降趨勢;平面分布上看，2017—2019年嘉興近岸海域表層石油類含量主要呈現為多點源分布，高值區主要出現在嘉興沿岸，部分出現在杭州灣南岸，整體趨勢為點源向四周海域逐漸降低，主要受入海徑流攜帶污染及點源排放的影響較大。

杭州灣海域石油類各次監測結果均能滿足第一類海水水質標準，該海域海水受石油類污染程度較輕微，均為低含量范圍內的波動。石油類含量與海水中懸浮物呈顯著負相關，主要因為海水中懸浮物對石油類污染物有吸附作用，海水中懸浮物的質量越大，石油類含量越低。