环渤海湾诸河口水质现状的分析_刘成
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进行实地考察、采集水沙样品 ,共采集了 12个水样、 19处 24个泥样 (采样点布置见文献 [ 3 ] )。试样采集 后 ,送至水利部水质监督检验测试中心进行分析测 试。 对水样测试了 Cu、 Zn、 As、 Hg、 Pb以及 TN、 T P 的含量 ,测试分析方法按国家有关标准执行。 1. 2 水质污染程度及主要污染物
目前国内外尚未有统一的关于富营养化的评价 标准和方法 ,许多研究表明 ,水体中 N、 P 的含量与 水体富营养化有密切关系。 一般认为无机氮和总磷 含量分别达 0. 3、 0. 02 m g / L 就可以认为水体处于 富营养化状态 [ 10]。 此次 水质分析未测试无机氮指 标 ,仅从总磷含量比较 ,渤海湾诸河口 12个采样点 的总磷含量全部处于此标准的富营养化状态。 参照 《地表水环境质量标准》 ( GHZB 1- 1999)湖泊水库 富营养化的特定项目标准值进行比较 ,结果如表 2 所示。可见 12个采样点水中 TN、 T P含量均达到富 营养化的危险负荷 ,各点 TN 值均远超过Ⅴ 类水质 标准 (Ⅴ 类水质标准值为 1. 2 mg / L) ; T P含量除黄 骅港至黄河口一带的河口较低外 ,其余河口也均达 到Ⅴ 类或超Ⅴ 类水质。
为了解和分析环渤海湾诸河口污染状况及其对
渤海湾污染的影响 ,分析污染物、营养物在水沙之间 的转移规律 ,对环渤海湾诸河口的水和底泥分别进 行了现场取样和分析。 本文主要介绍诸河口水质实 测情况。
1 环渤海湾诸河口实测水质分析
1. 1 样品采样及测试 2001年 6月 6日～ 10日 ,对渤海湾沿岸各河口
Abst ract: Tw elv e w ater samples collected in the estuaries ar ound Bohai Bay fro m field inv estig ation hav e been analyzed for their co ncentrations o f heav y metals, ar senic, T N and T P. It sho w s that the estuaries ar ound Bo hai Ba y hav e se rio us w ater po llutio n, most o f th em a re exceeded Sta ndard V o f the Envir onmental Quality Sta ndard fo r Surface W a ter a nd th e main po llutants a re Hg , N and P; the concentrations o f the o th er po llutants a re a ll below Standa rd I I o f the Envir onmental Q uality Standa rd for Surface W ate r. Amo ng them, the Hg co ncentra tio n in Haihe estuary is incr ea sed to 10 times as that of 20 y ears ago . The concentrations o f N and P in estua ries are all r eached to the dang er ous lo ads o f eutro phica tio n in wa ters, w hich indicates ter restrial pollution is the main r ea so n for the g ro wing eutro phica tio n a nd red tide in Bohai Bay.
图 2 环渤海湾诸河口水体中 TP值
12个水样 TN 含量相 差不大 ,在 1. 67～ 5. 67 mg / L之间 (见图 3)。 T N值较高的区域分别为海河 口附近和黄河口附近。 TN 是衡量水质的重要指标 之一 ,其含量过高会造成海湾、湖泊等水体中出现富 营养化状态 ,引发赤潮和藻华。 我国排入海洋的氮 50% 来自农业生产 , 50% 来自工业和城镇污水 [6 ]。由 于这种比例关系 ,环渤海湾诸河口氮含量沿程接近 , 在天津附近的海河口和东营附近的黄河口附近氮含 量略高 ,因为此两区域的生活污水量较高、化学工业 较集中。
DOI : 10. 15985 /j . cnki . 1001 -3865. 2003. 04. 014 环境污染与防治 第 25卷 第 4期 2003年 8月
环渤海湾诸河口水质现状的分析*
刘 成 1, 4 王兆印 1, 2 何 耘 3 吴永胜 2
( 1. 国际泥沙研究 培训中心 , 北京 100044; 2. 清华大学水利系 , 北京 100084;
关键词 河口 水质 污染 赤潮
Analysis on water quality of the estuary around Bohai Bay L iu Cheng , W ang Zhaoy in , et al. International Research and T raining Center on Erosion and Sedimentation , Beijing 100044
80年代资料相比 ,这些重金属的分布范围和含量基 本一致 ,变化不大。可见 , 20年的工业发展未对渤海 湾水域中这些污染物含量造成明显的影响。 1. 3 河口污染对渤海湾富营养化的贡献
我国 4个海区中 ,渤海发生赤潮的次数比南海、
· 223·
环境污染与防治 第 25卷 第 4期 2003年 8月
Ⅳ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主要污染物 Hg, P, N P, N Hg, P, N Hg, P, N Hg, P, N Hg, P, N N Hg, P, N N Hg , N Hg , N Hg , N
图 1所示为环渤海湾 12处水体中的汞含量。由 图 1可见 ,东营码头及孤东堤外海水 Hg 含量严重 超标 ,分别达到 2. 59、 1. 71μg /L;其次 Hg 含量较高 的范围为海河口至独流减河口之间 ,达到 0. 37～ 1. 13 μg / L。 此次实测结果与 80年代资料相比 [ 2] , 20 年间 ,海河口附近水域的水中 Hg 含量增加了 10倍 左右 ,这归因于天津港及上游汇水区内冶金、化学工 业等污水排放及其 20年间上游工业的发展 ;黄河河
口水中 Hg 含量与 80年代资料一致 ; 东营码头和孤 东堤外海水 Hg 含量增加很多 ,应是黄河三角洲石 油工业、石油化工工业的迅速发展 ,污水直排入海 ,
造成海水局部污染造成的 ; 也说明黄河口附近海域 严重的 Hg 污染并非源于黄河河口。
随人口密度增高而加大。如果将 T P含量按天津 (蓟 运河～ 大沽排污河 )、沧州 (独流减河～ 大口河 )和东 营 (东营码头～ 黄河口 )三个区域进行平均 ,可明显 看到平均 T P含量从北到南有明显的三级阶梯下降 趋势 ; 将三个区域的人口密度也在图中绘出 ,也呈现 相似的从北到南三级阶梯下降趋势。 此实测结果验 证了上述观点。
日本国立公害研究所相崎守弘等人提出了以百分数来表示湖泊富营养化程度根据湖泊水中tn这里根据其评分标准仅以tn12个水样的富营养化程度评分中也列出了各河口富营养化程度的百分比12处水体的分值范围为75黄河清水沟岔河参照日本国立公害研究所相崎守弘等人提出的富营养化评分标准利用不同的富营养化的评价标准和方法均可得结论
将所测项目的结果与《地表水环 境质量标准》 ( GHZB 1- 1999)指标相比较 ,发现各河口的水污染 非常严重 , 多超过 V 类水质标准 ,主要污染物为 P 和 Hg (见表 1)。 与水体富营养化指标相比较 , N 含 量也很高。 其他所测污染物含量均在地表水质标准 Ⅱ 类以内。 自天津蓟运河至歧口渔码头之间 , N、 P 污染为主 ; 黄河口附近主要为 N、 Hg 污染。
图 3 环渤海湾诸 河口水体中 TN值
由图 4、图 5可见 , 12个取样点的水中 Cu、 Zn、 As和 Pb含量均在地表水Ⅱ 类以内。 Cu、 Zn含量在 黄河清水沟岔河河口较小 ,其他诸河口 Cu、 Zn含量 相差不大 , Cu含量在 0. 056～ 0. 119 mg / L之间 , Zn 含量在 0. 067～ 0. 118 mg / L 之间 ; 诸河口水中 As 含量在 1. 31～ 4. 22 μg /L 之间 ,相差不大 ; Pb含量 在 0. 73～ 16. 74μg / L 之间 ,海河口、歧口渔码头和 东营码头水域的 Pb 含量明显高于其他采样点 , 这 可能与码头工作、船舶漏油等造成局部污染有关。与
刘 成等 环渤海湾诸河口水质现状的分析
表 1 取样点水质类别及主要污染物
取样地 蓟运河闸下游 永定新河码头 海河口防波堤 海河口货运码头 大沽排污河 独流减河 青静黄排水渠 歧口渔码头 大口河河口 (黄骅港 ) 东营码头 孤东堤 黄河清水沟岔河河口
水质类别
超V 超V 超V
Ⅳ 超V 超V
Ⅱ 超V
Ⅱ 超V 超V
Keywords: Estua ry W a ter quality Po llutio n Red tide
改革开放以来 ,随着周边地区工农业的迅猛发 展 ,海河流域、渤海的污染日趋严重。 根据近年来对 渤海近岸海域污染状况调查研究资料 ,渤海大部分 近岸海域污染较重 ,局部超标严重 ,相当部分的近岸 海域水质已恶化为Ⅲ 类和超Ⅲ 类海水 [1 ]。 近岸生态 环境 受到 破坏 ,生 物多 样性降 低 ,水 产资源 减少。 1983～ 1993年鱼类群落多样性指数从 3. 61( 85种 ) 降到 2. 52( 74种 ) ,经济鱼类向短周期、低质化和低 龄化演化。 渤海近岸海域污染主要是陆源污染物引 起的 ,它约占入海污染物总量的 87% ,而陆源污染 物中由入海河口排入的约占 95% [2 ] ,污染物主要来 源于流域里的生活污水和工业废水。
图 1 环渤海湾诸河口水体中 Hg含量 1. 蓟运河 ; 2.永定新河码头 ; 3.海河口防波堤 ; 4. 海河口货运码头 ; 5.大沽排污河 ; 6. 独流减河 ; 7. 青静黄排水渠 ; 8.歧口渔码头 ; 9. 大口河 ; 10. 东营码头 ; 11.孤东堤 ; 12.黄河清水沟岔河河口
如图 2所示 ,自天津蓟运河至歧口渔码头之间 , T P值为 0. 10～ 0. 66 m g / L, 除青静黄排水渠和海 河口货运码头外 ,其他点的 T P含量均超过地表水 Ⅴ 类水质标准 ;黄骅港到黄河口间的 T P值为 0. 02 ～ 0. 05 mg / L,均在地表水Ⅱ 类以内。 总体上看 , T P 浓度呈现出自北向南逐渐降低的趋势。 磷是生物生 长的必需元素之一 ,但水体中磷含量过高 ,可造成藻 类的过度繁殖 ,直至数量上达到富营养化的程度 [4 ]。 王兆印等 [5 ]认为进入环境水域的磷 90% 与人类活 动有关 ,生活污水排放量、合成洗涤剂的使用量与生 产量等均随人口密度增高而增大 ,因此磷排放量也
图 4 环渤海湾诸河口水体中 Cu、 Zn含量
图 5 环渤海湾诸河口水体中 As、 Pb含量
东海和黄海少 ,然而 ,近年来渤海赤潮发生的次数明 显增多 [7 ] ,在 1998～ 2000三年间还发生了两次国际 上罕见的面积达到几千平方公里的特大赤潮 [8, 9 ] ,已 经成为赤潮的多发海域和重灾区。 海域富营养化是 赤潮发生的物质基础 ,而富营养化总的特征是营养 盐类 ( N、 P)耗氧有机物的输入量与输出量的动态平 衡发生失调 ,即输入量大于输出量、或积累量大于消 耗量 ,从而导致这些营养物质在水体中富集而引起 海洋生态系统一系列变化 [6 ]。因此 ,研究渤海湾营养 盐类的来源对于赤潮的防治非常重要。
第一作者: 刘 成 , 男 , 1964年出生。 博士 ,副教授 ,中国水利电力科学研究院博士后 ,主要从事环境水力学、水力学与河流动力学和市政工 程方面的研究。 已发表论文 30余篇。
* 国家自然科学基金项目 ( N o. 59890200, N o. 50109006)和香港研究资助局项目
· 222·
3. 中国水利水电科学研究院 , 北京 100044; 4. 安徽建筑工业学院 , 合肥 230022)
摘要 根据对环渤海湾诸河口实地采集的 12个 水样进行的重金属、砷、总氮和总磷含量分析 ,发现 环渤海湾诸河口水污染严 重 ,多超过地表水 V 类标准 ,主要污染物质为 Hg、 N 和 P,其他污染物含量均在地表水 II类标准以内。其中海河口处的 Hg 含量在 20 年间增加了 10倍左右。 诸河口水体中 N 和 P含量均达到水体富营养化危险负荷 ,可见陆源污染是渤海 湾富营养化日趋严重、赤潮 日趋增多的主要原因。
目前国内外尚未有统一的关于富营养化的评价 标准和方法 ,许多研究表明 ,水体中 N、 P 的含量与 水体富营养化有密切关系。 一般认为无机氮和总磷 含量分别达 0. 3、 0. 02 m g / L 就可以认为水体处于 富营养化状态 [ 10]。 此次 水质分析未测试无机氮指 标 ,仅从总磷含量比较 ,渤海湾诸河口 12个采样点 的总磷含量全部处于此标准的富营养化状态。 参照 《地表水环境质量标准》 ( GHZB 1- 1999)湖泊水库 富营养化的特定项目标准值进行比较 ,结果如表 2 所示。可见 12个采样点水中 TN、 T P含量均达到富 营养化的危险负荷 ,各点 TN 值均远超过Ⅴ 类水质 标准 (Ⅴ 类水质标准值为 1. 2 mg / L) ; T P含量除黄 骅港至黄河口一带的河口较低外 ,其余河口也均达 到Ⅴ 类或超Ⅴ 类水质。
为了解和分析环渤海湾诸河口污染状况及其对
渤海湾污染的影响 ,分析污染物、营养物在水沙之间 的转移规律 ,对环渤海湾诸河口的水和底泥分别进 行了现场取样和分析。 本文主要介绍诸河口水质实 测情况。
1 环渤海湾诸河口实测水质分析
1. 1 样品采样及测试 2001年 6月 6日～ 10日 ,对渤海湾沿岸各河口
Abst ract: Tw elv e w ater samples collected in the estuaries ar ound Bohai Bay fro m field inv estig ation hav e been analyzed for their co ncentrations o f heav y metals, ar senic, T N and T P. It sho w s that the estuaries ar ound Bo hai Ba y hav e se rio us w ater po llutio n, most o f th em a re exceeded Sta ndard V o f the Envir onmental Quality Sta ndard fo r Surface W a ter a nd th e main po llutants a re Hg , N and P; the concentrations o f the o th er po llutants a re a ll below Standa rd I I o f the Envir onmental Q uality Standa rd for Surface W ate r. Amo ng them, the Hg co ncentra tio n in Haihe estuary is incr ea sed to 10 times as that of 20 y ears ago . The concentrations o f N and P in estua ries are all r eached to the dang er ous lo ads o f eutro phica tio n in wa ters, w hich indicates ter restrial pollution is the main r ea so n for the g ro wing eutro phica tio n a nd red tide in Bohai Bay.
图 2 环渤海湾诸河口水体中 TP值
12个水样 TN 含量相 差不大 ,在 1. 67～ 5. 67 mg / L之间 (见图 3)。 T N值较高的区域分别为海河 口附近和黄河口附近。 TN 是衡量水质的重要指标 之一 ,其含量过高会造成海湾、湖泊等水体中出现富 营养化状态 ,引发赤潮和藻华。 我国排入海洋的氮 50% 来自农业生产 , 50% 来自工业和城镇污水 [6 ]。由 于这种比例关系 ,环渤海湾诸河口氮含量沿程接近 , 在天津附近的海河口和东营附近的黄河口附近氮含 量略高 ,因为此两区域的生活污水量较高、化学工业 较集中。
DOI : 10. 15985 /j . cnki . 1001 -3865. 2003. 04. 014 环境污染与防治 第 25卷 第 4期 2003年 8月
环渤海湾诸河口水质现状的分析*
刘 成 1, 4 王兆印 1, 2 何 耘 3 吴永胜 2
( 1. 国际泥沙研究 培训中心 , 北京 100044; 2. 清华大学水利系 , 北京 100084;
关键词 河口 水质 污染 赤潮
Analysis on water quality of the estuary around Bohai Bay L iu Cheng , W ang Zhaoy in , et al. International Research and T raining Center on Erosion and Sedimentation , Beijing 100044
80年代资料相比 ,这些重金属的分布范围和含量基 本一致 ,变化不大。可见 , 20年的工业发展未对渤海 湾水域中这些污染物含量造成明显的影响。 1. 3 河口污染对渤海湾富营养化的贡献
我国 4个海区中 ,渤海发生赤潮的次数比南海、
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环境污染与防治 第 25卷 第 4期 2003年 8月
Ⅳ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主要污染物 Hg, P, N P, N Hg, P, N Hg, P, N Hg, P, N Hg, P, N N Hg, P, N N Hg , N Hg , N Hg , N
图 1所示为环渤海湾 12处水体中的汞含量。由 图 1可见 ,东营码头及孤东堤外海水 Hg 含量严重 超标 ,分别达到 2. 59、 1. 71μg /L;其次 Hg 含量较高 的范围为海河口至独流减河口之间 ,达到 0. 37～ 1. 13 μg / L。 此次实测结果与 80年代资料相比 [ 2] , 20 年间 ,海河口附近水域的水中 Hg 含量增加了 10倍 左右 ,这归因于天津港及上游汇水区内冶金、化学工 业等污水排放及其 20年间上游工业的发展 ;黄河河
口水中 Hg 含量与 80年代资料一致 ; 东营码头和孤 东堤外海水 Hg 含量增加很多 ,应是黄河三角洲石 油工业、石油化工工业的迅速发展 ,污水直排入海 ,
造成海水局部污染造成的 ; 也说明黄河口附近海域 严重的 Hg 污染并非源于黄河河口。
随人口密度增高而加大。如果将 T P含量按天津 (蓟 运河～ 大沽排污河 )、沧州 (独流减河～ 大口河 )和东 营 (东营码头～ 黄河口 )三个区域进行平均 ,可明显 看到平均 T P含量从北到南有明显的三级阶梯下降 趋势 ; 将三个区域的人口密度也在图中绘出 ,也呈现 相似的从北到南三级阶梯下降趋势。 此实测结果验 证了上述观点。
日本国立公害研究所相崎守弘等人提出了以百分数来表示湖泊富营养化程度根据湖泊水中tn这里根据其评分标准仅以tn12个水样的富营养化程度评分中也列出了各河口富营养化程度的百分比12处水体的分值范围为75黄河清水沟岔河参照日本国立公害研究所相崎守弘等人提出的富营养化评分标准利用不同的富营养化的评价标准和方法均可得结论
将所测项目的结果与《地表水环 境质量标准》 ( GHZB 1- 1999)指标相比较 ,发现各河口的水污染 非常严重 , 多超过 V 类水质标准 ,主要污染物为 P 和 Hg (见表 1)。 与水体富营养化指标相比较 , N 含 量也很高。 其他所测污染物含量均在地表水质标准 Ⅱ 类以内。 自天津蓟运河至歧口渔码头之间 , N、 P 污染为主 ; 黄河口附近主要为 N、 Hg 污染。
图 3 环渤海湾诸 河口水体中 TN值
由图 4、图 5可见 , 12个取样点的水中 Cu、 Zn、 As和 Pb含量均在地表水Ⅱ 类以内。 Cu、 Zn含量在 黄河清水沟岔河河口较小 ,其他诸河口 Cu、 Zn含量 相差不大 , Cu含量在 0. 056～ 0. 119 mg / L之间 , Zn 含量在 0. 067～ 0. 118 mg / L 之间 ; 诸河口水中 As 含量在 1. 31～ 4. 22 μg /L 之间 ,相差不大 ; Pb含量 在 0. 73～ 16. 74μg / L 之间 ,海河口、歧口渔码头和 东营码头水域的 Pb 含量明显高于其他采样点 , 这 可能与码头工作、船舶漏油等造成局部污染有关。与
刘 成等 环渤海湾诸河口水质现状的分析
表 1 取样点水质类别及主要污染物
取样地 蓟运河闸下游 永定新河码头 海河口防波堤 海河口货运码头 大沽排污河 独流减河 青静黄排水渠 歧口渔码头 大口河河口 (黄骅港 ) 东营码头 孤东堤 黄河清水沟岔河河口
水质类别
超V 超V 超V
Ⅳ 超V 超V
Ⅱ 超V
Ⅱ 超V 超V
Keywords: Estua ry W a ter quality Po llutio n Red tide
改革开放以来 ,随着周边地区工农业的迅猛发 展 ,海河流域、渤海的污染日趋严重。 根据近年来对 渤海近岸海域污染状况调查研究资料 ,渤海大部分 近岸海域污染较重 ,局部超标严重 ,相当部分的近岸 海域水质已恶化为Ⅲ 类和超Ⅲ 类海水 [1 ]。 近岸生态 环境 受到 破坏 ,生 物多 样性降 低 ,水 产资源 减少。 1983～ 1993年鱼类群落多样性指数从 3. 61( 85种 ) 降到 2. 52( 74种 ) ,经济鱼类向短周期、低质化和低 龄化演化。 渤海近岸海域污染主要是陆源污染物引 起的 ,它约占入海污染物总量的 87% ,而陆源污染 物中由入海河口排入的约占 95% [2 ] ,污染物主要来 源于流域里的生活污水和工业废水。
图 1 环渤海湾诸河口水体中 Hg含量 1. 蓟运河 ; 2.永定新河码头 ; 3.海河口防波堤 ; 4. 海河口货运码头 ; 5.大沽排污河 ; 6. 独流减河 ; 7. 青静黄排水渠 ; 8.歧口渔码头 ; 9. 大口河 ; 10. 东营码头 ; 11.孤东堤 ; 12.黄河清水沟岔河河口
如图 2所示 ,自天津蓟运河至歧口渔码头之间 , T P值为 0. 10～ 0. 66 m g / L, 除青静黄排水渠和海 河口货运码头外 ,其他点的 T P含量均超过地表水 Ⅴ 类水质标准 ;黄骅港到黄河口间的 T P值为 0. 02 ～ 0. 05 mg / L,均在地表水Ⅱ 类以内。 总体上看 , T P 浓度呈现出自北向南逐渐降低的趋势。 磷是生物生 长的必需元素之一 ,但水体中磷含量过高 ,可造成藻 类的过度繁殖 ,直至数量上达到富营养化的程度 [4 ]。 王兆印等 [5 ]认为进入环境水域的磷 90% 与人类活 动有关 ,生活污水排放量、合成洗涤剂的使用量与生 产量等均随人口密度增高而增大 ,因此磷排放量也
图 4 环渤海湾诸河口水体中 Cu、 Zn含量
图 5 环渤海湾诸河口水体中 As、 Pb含量
东海和黄海少 ,然而 ,近年来渤海赤潮发生的次数明 显增多 [7 ] ,在 1998～ 2000三年间还发生了两次国际 上罕见的面积达到几千平方公里的特大赤潮 [8, 9 ] ,已 经成为赤潮的多发海域和重灾区。 海域富营养化是 赤潮发生的物质基础 ,而富营养化总的特征是营养 盐类 ( N、 P)耗氧有机物的输入量与输出量的动态平 衡发生失调 ,即输入量大于输出量、或积累量大于消 耗量 ,从而导致这些营养物质在水体中富集而引起 海洋生态系统一系列变化 [6 ]。因此 ,研究渤海湾营养 盐类的来源对于赤潮的防治非常重要。
第一作者: 刘 成 , 男 , 1964年出生。 博士 ,副教授 ,中国水利电力科学研究院博士后 ,主要从事环境水力学、水力学与河流动力学和市政工 程方面的研究。 已发表论文 30余篇。
* 国家自然科学基金项目 ( N o. 59890200, N o. 50109006)和香港研究资助局项目
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3. 中国水利水电科学研究院 , 北京 100044; 4. 安徽建筑工业学院 , 合肥 230022)
摘要 根据对环渤海湾诸河口实地采集的 12个 水样进行的重金属、砷、总氮和总磷含量分析 ,发现 环渤海湾诸河口水污染严 重 ,多超过地表水 V 类标准 ,主要污染物质为 Hg、 N 和 P,其他污染物含量均在地表水 II类标准以内。其中海河口处的 Hg 含量在 20 年间增加了 10倍左右。 诸河口水体中 N 和 P含量均达到水体富营养化危险负荷 ,可见陆源污染是渤海 湾富营养化日趋严重、赤潮 日趋增多的主要原因。