珠江口港口航道海洋疏浚泥处置利用现状研究
2011-05-12王和锋曾宇航曾天觉
孙 婷 王和锋 曾宇航 曾天觉
(1.中国海洋大学环境科学与工程学院,山东 青岛 266100;2.国家海洋局珠海海洋管理处,广东 珠海 519015;3.国家海洋局珠海海洋环境监测中心站,广东 珠海 519015)
1 引言
珠江三角洲港口群,是华南和西南等地区与国际大市场相连接的重要运输枢纽,由于许多港口所处淤泥质海岸或河口区的自然条件的限制,港口航道在新建、扩建的基建开挖和后期维护的清淤疏浚都将产生大量的疏浚底泥。尤其近数十年,受联围筑闸、河道采沙、围海造地、口门导治等人为因素的影响,更加速了珠江三角洲入海口门的淤积,影响港口和航道建设。疏浚底泥具有泥量大,含水率较高,组成成分复杂,容易产生二次污染等问题,若处置不当将对环境造成极为不利的影响。疏浚底泥的出路,在当前乃至于今后很长一段时间都是阻扰和制约港口、航道、海岸工程发展的一个瓶颈。
2 珠江口港口航道海洋疏浚泥概况
2.1 疏浚泥的来源
珠江径流携带的下行泥沙是河口区泥沙的主要来源,年平均悬移质输沙量8359万吨,估算年推移质输沙量约800万吨[1]。流域来沙中有15.5%淤积在三角洲河网内,其余都由口门泄出,一般有洪淤枯冲的规律。伶仃洋和黄茅海两个河口湾内随潮上溯的海域来沙也是泥沙沉积的重要来源,一般有涨淤落冲的特点。除此之外,海岸侵蚀来沙和河口区域海域内部搬运泥沙也是泥沙沉积和回淤的来源,但影响相对较小。
2.2 疏浚泥的性质
疏浚物是从水下挖掘出的沉积物,包括淤积的沉积物,例如泥、沙、石块以及有机物和生物残体。疏浚淤泥往往存在一定的污染性,这是由于疏浚泥中含有各种重金属(如铅、镉、汞、锌等)和有机污染物(如戴奥辛、多氯化联苯、病原微生物等)。
2.2.1 有害重金属
前人[2,3]大量研究了珠江口表层沉积物重金属的含量、分布情况及生物毒性表征和程度。珠江口表层沉积物重金属平均含量由高到低分别为锌,铬,铅,铜,砷,镉及汞,其中铅与铜在沉积物中的富集程度最高;重金属锌、铬、铜、镉的含量分布呈现由西北逐渐向东南递减的趋势,即珠海东南沿海大于深圳、香港西岸。重金属元素生物毒性从大到小依次为汞,砷,镉,铅,铜,铬,锌;重金属污染潜在生态风险程度为主要为轻微-中等,局部达到强(澳门与横琴岛东南)。
2.2.2 毒害有机物
麦碧娴等人[4]在对珠江口主要水域采集的一系列表层沉积物中的毒害有机化合物进行了定量分析,发现珠江广州河段和澳门内、河口的有机氯农药、多氯联苯等含量均明显高于或接近由Fowler报导的全球近岸表层沉积物中有机物含量范围的上限,而多环芳烃的含量也明显高于珠江口其它水域,并有理由认为,这2个地区的沉积物已有可能对生态环境产生了严重的影响,为高生态风险区。
2.2.3 粒度
珠江口表层沉积物平均粒径在2.417~223.2μm之间变化,中值粒径3.148~243.2μm之间变化。样品粒级变化大,从细砂到粘土均有,深槽沉积物粒度粗于浅滩[5]。
2.3 疏浚量
2004至2007年度,在对港口航道及其它海岸和海洋工程的基建性和维护性疏浚中,所产生的疏浚泥的情况如图1所示(统计数字以统计年度国家海洋局受理签发量为准)。
由此看出,珠海和深圳港区的年疏浚量变化趋势基本一致,2005年较前年有所增长,之后逐年下降。其中深圳港区2005年增幅较大,同比04年增长55.8%,是四年最高;珠海港区07年降幅较大,同比2006年降低82%,也为四年最低。而广州港和其他港区主要包括惠州港、新会港、中山港等也有着相同的变化趋势和增降幅度。2004年珠江口各港区的疏浚总量达到4111.97万立方米,为四年最高,之后逐年降低至2007年有所反弹。
3 珠江口港口航道海洋疏浚泥处置现状
我国现阶段主要是通过三种常规方法处置疏浚后的底泥:堆放、抛海、吹填。根据统计数字表明,2004年至2007年度期间,珠江口各港区对港口航道及其它海岸和海洋工程的基建性和维护性疏浚工程中产生的疏浚泥的处置方式主要有两种:海上倾倒和陆域吹填。各处置方式在该年度疏浚总量中所占份额见图3。由图表可以看出,在统计年度间,珠江口港口航道海洋疏浚泥的处置方式仍以海洋倾倒为主,约占总疏浚泥量的80.5%,珠海、深圳和其它港区更甚;而广州港区的疏浚泥主要用于吹填造陆,尤其以2004年和2007年突出,海洋倾倒的处置方式只占总疏浚量的15%。
4 结论与建议
一、倾倒和吹填仍是珠江口港口航道疏浚泥现阶段处置的主要方式。由于我国港口工程起步较晚,发展相对迟缓,环境破坏程度较小,大多数疏浚泥污染程度不高,除局部地区(珠江广州河段和澳门附近海域)外,珠江口各港区表层沉积物中重金属及毒害有机物的生态风险轻微。考虑到工程成本因素,沿海港口和航道基建及维护疏浚土方仍以近港海洋倾倒为主;港区土地资源紧张,将疏浚泥变废为宝,在尽可能减少环境损害的宗旨下吹填造地也是我们大力鼓励的方式,吹填方量一部分已用作港口建设中码头、堤坝的填方材料,也是疏浚泥资源化利用的途径之一。
二、疏浚泥常规处置方式优缺分析。堆放处置,优点是成本低廉,施工技术要求低,但若单纯堆放而不采取其它控制措施,一方面会占用大量土地,另一方面又会由于疏浚泥脱水、渗漏或雨水的冲刷产生二次污染。海洋倾倒便利施工,节约成本,但也将会面临近岸倾倒区日近饱和和外海倾倒区使用成本高昂的两难抉择。吹填处理的优点显而易见,既利用了废弃疏浚泥变废为宝,又缓解了沿海地区土地供求矛盾;但后期地基处理的高昂花费和泥水向围堰外部扩散引起二次污染问题不容忽视,不仅如此,在水下疏浚、挖泥过程和填埋沉淀过程中产生的泥沙悬浮,堵塞生物的鳃及其它系统,从而引起海洋生物死亡;围海造地、围海养殖、砍伐等人为因素,也严重威胁着热带沿海丛林——红树林的生态群落带,许多珍稀动植物都因此栖息地的破坏而濒临灭绝。
三、针对常规处置方案的弊端,我们可以在管理上提出以下补偿对策。对于疏浚泥陆上堆放工程:堆场选择时要慎重考虑场址的地形、环境特征以及疏浚泥的特性;修建堆场时要严格把控底泥中污染物的防治和处理,采取正确的隔离、控制和监测措施。对于倾倒工程:严格执行海洋倾倒许可证制度,明确并细化废弃物的分类、收费标准;根据倾倒物质的特性、成分和数量,选划合适的倾倒区;做好倾倒区倾废前、中、后得连续监测;注意监控大方量的海洋倾倒工程在时间上趋避白海豚活动频繁期和鱼类等海洋生物繁育期等特定时期。对于吹填工程:完善法律法规,将疏浚泥有益处置的资源化利用的法律地位予以确认;严格项目用海的审批管理,执行有偿使用海域制度,合理制定疏浚泥有益处置收费标准;整体、综合地思考海岸规划管理方案,避免走先污染后治理的弯路。
[1]赵焕庭.珠江三角洲的水文特征[J].热带海洋,1983,2(2):108~117.
[2]刘芳文,颜文,黄小平,等.珠江口沉积物中重金属及其相态分布特征[J].热带海洋学报,2003,22(5):16~23.
[3]刘芳文,颜文,王文质,等.珠江口沉积物重金属污染及其潜在生态危害评价 [J].海洋环境科学,2002,21(3):34~38.
[4]麦碧娴,林峥,张干,等.珠江三角洲沉积物中毒害有机物的污染现状及评价[J].环境科学研究,2001,14(1):19~23.
[5]彭晓彤,周怀阳,叶瑛,等.珠江河口沉积物粒度特征及其对底层水动力环境的指示[J].沉积学报,2004,22(3):487~493.