圍填海工程對附近海域沉積物影響分析研究

朱志清 金余娣 葉林安

摘要：以洋山深水港區(qū)圍填海工程為例，利用2001～2013年的沉積物歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析沉積物中有機碳、硫化物，石油類，重金屬等指標的變化，以期發(fā)現(xiàn)其變化規(guī)律和影響因素，以致今后盡可能減少在海洋圍填海過程中對相關海域生態(tài)環(huán)境的影響。

關鍵詞：圍填海;沉積物;變化規(guī)律;生態(tài)環(huán)境

Abstract：Taking Yangshan deep-water port reclamation as an example， based on the historical monitoring data of sediment from 2001 to 2013， the changes of organic carbon， sulfide， petroleum， heavy metal and other indicators in the sediment are analyzed in order to find out the change rule and influencing factors， so as to reduce the impact on the marine environment in the process of sea reclamation as much as possible in the future.

Key words：Reclamation;Sediment;Change rule;Ecological environment

1 前言

圍填海是人類開發(fā)利用海洋的重要方式，圍填海帶來的海洋與海岸帶環(huán)境影響也是不容忽視的[1]。如改變海域沉積物，加速沿海灘涂濕地生態(tài)系統(tǒng)功能退化及水質(zhì)惡化等。近年來，我國關于圍填海對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響極其關注，并進行了系統(tǒng)的研究。謝挺等[2]研究發(fā)現(xiàn)隨著舟山海域圍填海工程快速發(fā)展，水質(zhì)污染加劇，舟山海域主要污染物為無機氮、活性磷酸鹽和石油類。索安寧等[3]在深入剖析曹妃甸圍填海工程對海洋環(huán)境影響特征的基礎上，水體質(zhì)量方面選取活性磷酸鹽、無機氮、石油類3個指標，沉積物質(zhì)量方面選取硫化物1個評價指標。韓雙雪[4]發(fā)現(xiàn)羅源灣同填海工程附近海域的溶解氧含量則低于其他測站，從一個側(cè)面證明了圍墾工程對水環(huán)境質(zhì)量的影響。王勇智等[5]也認為羅源灣圍填海工程加劇了灣內(nèi)的水質(zhì)環(huán)境惡化，海水環(huán)境質(zhì)量自1991年以來總體呈下降趨勢，灣內(nèi)絕大部分海域水質(zhì)基本已經(jīng)不能滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的要求。曾繼平[5]指出圍填海施工期對水環(huán)境的影響主要是：圍堰和吹填施工過程中使附近海域懸浮物濃度增高，對水質(zhì)產(chǎn)生影響;水體中懸浮物濃度增高將提高沉積物中污染物的溶出率，而使局部區(qū)域水質(zhì)污染物濃度增高。營運期間工業(yè)項目產(chǎn)生的工業(yè)廢水、船舶污染物及居住人員產(chǎn)生的生活污水經(jīng)處理達標排放，對局部海域水環(huán)境造成影響。本研究以洋山深水港區(qū)圍填?；顒訛槔?001～2013年附近海域沉積物監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)，研究海洋工程對周邊海域沉積物的影響，以期發(fā)現(xiàn)其變化規(guī)律和影響因素，盡可能減少在海洋圍填海過程中對相關海域生態(tài)環(huán)境的影響。

2 沉積物影響分析

2.1 沉積物監(jiān)測結(jié)果變化

根據(jù)洋山港區(qū)附近海域2001～2013年歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，結(jié)合趨勢性監(jiān)測沉積環(huán)境調(diào)查結(jié)果，沉積物各要素歷次監(jiān)測結(jié)果變化見表1、圖1～圖10。水質(zhì)評價標準采用海水水質(zhì)標準（GB3097-1997）[6]。沉積物各指標變化趨勢分析具體如下：

2.1.1 有機碳

2001～2013年間洋山港區(qū)附近海域海洋沉積物中有機碳含量均值范圍0.27～1.00×10-2，其中，2003年8月航次最高，2011年2月航次最低（圖1）?？傮w來看，有機碳含量有所波動，施工前本底值略高于施工中平均水平，施工后和施工中水平相當。從評價結(jié)果看，歷次均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。

2.1.2 硫化物

2006～2013年間硫化物含量均值范圍1.4～12.1×10-6（圖2）。總體來看，歷次監(jiān)測結(jié)果在低濃度水平下有所波動，施工后硫化物含量低于施工中平均水平。從評價結(jié)果看，歷次監(jiān)測均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。

2.1.3 石油類

2001～2013年間石油類含量均值范圍5.3～43.1×10-6，其中，2013年8月航次最高，2001年2月航次最低（圖3）?？傮w來說，歷次監(jiān)測均在低含量水平下波動，施工前石油類含量較低，施工中高于施工前水平，施工后高于施工中水平;從評價結(jié)果看，歷次監(jiān)測均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。

2.1.4 重金屬鋅

2001～2013年間重金屬鋅含量均值范圍54.1～118.5×10-6（圖4）?？傮w來說，除2003年8月航次較高外，其余航次差異不大。從評價結(jié)果看，歷次監(jiān)測結(jié)果均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。

2.1.5 重金屬鉻

2001～2013年間重金屬鉻含量均值范圍24.8～53.6×10-6（圖5）?？傮w來說，歷次監(jiān)測呈波動狀態(tài)，施工前鉻含量相對低，施工中略高于施工前，施工后水平與施工中相當。從評價結(jié)果看，歷次監(jiān)測結(jié)果均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。

2.1.6 汞

2001～2013年間汞含量均值范圍0.035～0.068×10-6（圖6）?？傮w來說，歷次監(jiān)測結(jié)果波動不大，施工前、中、后汞含量水平相當。從評價結(jié)果看，歷次監(jiān)測結(jié)果均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。

2.1.7 重金屬銅

2001～2013年間重金屬銅含量均值范圍14.0～34.3×10-6（圖7）?？傮w來說，歷次監(jiān)測波動不大，施工前、中、后銅含量水平相當。從評價結(jié)果看，歷次監(jiān)測結(jié)果均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。

2.1.8 重金屬鎘

2001～2013年間重金屬鎘含量均值范圍0.08～0.26×10-6（圖8）?？傮w來說，歷次監(jiān)測波動不大，施工前、中、后鎘含量水平相當。從評價結(jié)果看，歷次監(jiān)測結(jié)果均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。

2.1.9 重金屬鉛

2001～2013年間重金屬鉛含量均值范圍18.6～33.2×10-6（圖9）?？傮w來說，歷次監(jiān)測波動不大，施工前、中、后鉛含量水平相當。從評價結(jié)果看，歷次監(jiān)測結(jié)果均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。

2.1.10 砷

2006～2013年間重金屬砷含量均值范圍2.5～10.7×10-6（圖10）?？傮w來說，除2009年9月航次較高外，其余航次差異不大。從評價結(jié)果看，歷次監(jiān)測結(jié)果均符合第一類海洋沉積物質(zhì)量標準。

2.2 填海工程附近海域沉積物影響

洋山深水港區(qū)圍填海工程的實施將使填海區(qū)塊原有的海洋沉積物底質(zhì)類型發(fā)生徹底改變，從而產(chǎn)生不可逆的底質(zhì)環(huán)境影響。此外，海水中的大多數(shù)污染物最終沉積在海洋沉積物中，從而影響到海域底棲生物的生長。根據(jù)對圍填海工程施工過程中入海污染物的分析，會對海洋沉積物環(huán)境產(chǎn)生影響的主要是石油類，若施工船舶等產(chǎn)生的含油廢水不經(jīng)處理直接排放，由于含油濃度較高，擴散在水中的油不能馬上被海水稀釋，少部分油類將會與水中固體物質(zhì)進行交換而沉入海底，而對海洋沉積物環(huán)境造成一定的影響。洋山四期工程所需吹填砂主要來自一、二、三期工程維護性疏浚和商購長江口疏浚砂，圍堤、碼頭及接岸結(jié)構(gòu)建設所需的石料包括項目自身開挖和商業(yè)采購兩部分，自身開挖的石料主要來自大烏龜山、顆珠山開山區(qū)，市場采購的各類碎石、塊石料主要來自附近的嵊泗縣大洋鎮(zhèn)長坑料場、大臣鼠浪島料場和菜園鎮(zhèn)大五龍南料場等區(qū)域。土石料無毒無害、不含放射性等污染物，疏浚泥沙中污染物含量較低，其溶出量很小，工程建設除了對海底沉積物產(chǎn)生部分分選、位移、重組和松動外，沒有其他污染物混入，不會帶來新的污染，不會影響海底沉積物質(zhì)量。

3 結(jié)論

通過對實際圍填海工程海區(qū)的沉積物質(zhì)量分析發(fā)現(xiàn)，圍填海工程對附近海域海洋沉積物質(zhì)量影響不大，但是隨著港區(qū)投入使用及時間的積累，附近海域沉積物質(zhì)量可能會進一步惡化，尤其是石油類、鉻含量在施工后較施工前有所上升，鋅和砷含量在施工中個別航次較高，故需對上述4個指標進行定期監(jiān)測。

參考文獻

[1]孟偉慶，王秀明，李洪遠，等.天津濱海新區(qū)圍海造地的生態(tài)環(huán)境影響分析[J].海洋環(huán)境科學，2012，31（1）：83-87.

[2]王學昌，孫長青，孫英蘭，等.填海造地對膠州灣水動力環(huán)境影響的數(shù)值研究[J].海洋環(huán)境科學，2000，19（3）：55-59.

[3]劉建，黃明華，婁鵬.深圳灣填海工程對出海河流泄洪能力影響的研究[J].水利水電技術，2006，37（2）：98-102.

[4]周安國，周大成，姚炎明.海灣圍墾工程作用下的動力沉積響應[J].環(huán)境污染與防治，2004，26（4）：281-284.

[5]倪勇強，林潔.河口區(qū)治江圍涂對杭州灣水動力及海床影響分析[J].海洋工程，2003，21（3）：73-77.

[6]中國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB3097-1997 海水水質(zhì)標準[S].2002.

收稿日期：2020-06-23

基金項目：自然資源部東海局青年海洋科學基金（201803）;

作者簡介：朱志清（1982-），男，碩士，工程師，研究方向為海洋環(huán)境監(jiān)測與評價。

通訊作者：葉林安，男，碩士，工程師，研究方向為海洋環(huán)境生態(tài)監(jiān)測與評價。