雷州湾陆源入海污染负荷及其对海水水质的影响＊

张际标，姚兼辉，杨波，陈春亮，孙省利

（广东海洋大学海洋资源与环境监测中心 湛江 524088）

1 研究背景

雷州湾位于广东西部雷州半岛东侧，为湛江市区和雷州市共属，包含20°48′N—21°06′N 和110°10′E—110°39′E之间覆盖的海域。雷州湾北邻湛江湾，湾顶经通明海至东海大堤，南至雷州市东里，湾口向东南敞开，纵深约60km，腹宽最大22km，一般水深8～28m，最大水深30m；湾口处硇洲岛与雷州东里之间直线宽最短20km，相应湾内水域面积约750km2，东海岛东南码头与雷州东里之间直线宽最短18km，相应湾内水域面积约650km2［1］。雷州湾从雷州东里到东海岛之间岸线总长约150km，海岸类型多样，多为淤泥质海岸、砂质海岸、红树林海岸以及局部沿岸［2－3］。

雷州湾入海污染源主要包括陆域污染源、大气沉降源和海上污染源。雷州湾入海污染物大多来源于陆地，少量则通过大气沉降及海上活动排入海洋，其中大部分陆源污染是通过沿湾径流汇入雷州湾而引起的，包括沿河乡镇居民生活污水、农田废水、沿河流域的小微企业外排废水及下游河口入海区养殖废水。雷州湾沿岸点源污染主要包括入海河流和工业直排海排污口；非点源污染包括沿岸生活污水排放、城市径流和农业径流及沿岸围海养殖排放等。为了解雷州湾陆域污染现状及其环境影响，笔者对汇入雷州湾的陆域污染进行了2期现场监测，统计了不同类型污染源对雷州湾的污染负荷，分析了陆域入海污染物对雷州湾水质的影响，以期对雷州湾陆源污染的防治和海洋生态环境的保护提供科学依据。

2 材料与方法

2.1 样品采集和测试

鉴于围海养殖用水均为淡咸水，工业废水直排区水体也是海水，为便于比较，所有样品的采集、处理、保存直至分析参照《海洋调查规范》［4］和《海洋监测规范》［5］的相关要求进行。两期监测的环境因子包括水温（t）、盐度（S）、pH、溶解氧（DO）、化学需氧量（CODMn）、悬浮物（SS）、无机氮（DIN）、无机磷酸盐（DIP）、石油类（Oil）、铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）、镍（Ni）、汞（Hg）、砷（As）、总铬（Cr）。其中，水温、盐度、pH 等为现场监测，其他项目在实验室分析测试；过滤水样中铜、铅、锌、镉、镍、汞、砷、总铬等项目用2%HNO3酸化稀释5倍后，用电感耦合等离子质谱仪（Agilent Technology，ICP－MS 7500Cx）测试。流速采用便携式流速仪（南京水利水文自动化研究所，LS1206B）测定，并用流速—面积法计算流量。

2.2 统计分析和评估方法

鉴于雷州湾沿岸生活废水、城市径流和农业径流等产生的污染物大多汇入河流以点源形式输入雷州湾，因此上述各类污染形式均以点源类型处理。同时，雷州湾围海养殖分布广、面积大，为便于统计计算，本研究根据养殖分布位置和养殖密度高低情况，把近岸围海养殖产生的污染物也以点源形式加以统计计算。为此，不同污染源污染物的入海通量均采用以下公式估算［6－7］：

式中：Ci为某种污染物在入海口处的断面平均浓度；Q为断面平均流量。年入海通量为丰水期和枯水期的入海通量之和。不同类型污染源污染负荷采用某污染源或污染物入海通量占总入海通量的百分比进行评估。

陆源污染对雷州湾水质的影响分析采用单因子污染指数法进行评价［8］，水质类别根据雷州湾近期海洋功能区划的水质要求确定。

3 结果与分析

3.1 雷州湾河流污染物入海通量

3.1.1 雷州湾主要入海河流

2.4 miR-145过表达抑制SiHa细胞的迁移和侵袭能力 与NC组比较，miR-145过表达组SiHa细胞迁移、侵袭能力均显著下降，差异有统计学意义（P＜0.05），见图4（封二）。

根据雷州湾沿岸城镇分布和入海河流流量情况，雷州湾沿岸入海河流主要有湖光河、大坡塘河、城月江、通明河和南渡河等5条大小河流。这些河流分别隶属于湛江市麻章区湖光镇和太平镇、雷州市沈塘镇、附城镇、雷高镇等，雷州湾东北部东海岛沿岸未发现有显著径流的河流存在。雷州湾沿岸大小河流的分布情况详见图1。

湖光河，编号HL1，隶属于湖光镇，入河污水来源包括沿河乡镇居民生活污水、农田废水、沿河流域的金海糖厂等小微企业外排废水及下游河口区养殖废水。现场监测的丰水期和枯水期平均流量分别为1.22m3／s和1.20m3／s。

图1 雷州湾沿岸陆源排污监测站位

大坡塘河，编号HL2，在大坡塘村附近入海，入河污水来源包括沿河乡镇居民生活污水、农田废水及下游河口区养殖废水。现场监测丰水期和枯水期平均流量分别为3.96m3／s和1.50m3／s。

城月河，编号HL3，雷州湾沿岸入海第二大河流，汇入城月河的污染物主要来自城月糖厂、广丰糖厂的部分工业废水，沿河居民的生活污水和农田废水及下游河口区养殖废水等。现场监测丰水期和枯水期平均流量分别为5.20m3／s和4.96m3／s。

通明河，编号HL4，在通明港处汇入雷州湾，入河污水来源包括沿河乡镇居民生活污水、农田废水、沿河流域的小微企业外排废水及下游河口区养殖废水。现场监测丰水期和枯水期平均流量分别为5.00m3／s和4.50m3／s。

南渡河，编号HL5，是汇入雷州湾入海的最大河流，长97km，入河污水来源包括沿河乡镇居民生活污水、农田废水、沿河流域的小微企业外排废水及下游河口入海区养殖废水。周边支流渡仔村河和雷高河（雷高糖厂在其上游）也汇集于该入海口区。现场监测丰水期和枯水期平均流量分别为6.39m3／s和5.55m3／s。

3.1.2 雷州湾入海河流主要污染物入海通量

根据2013年丰水期和枯水期各主要入海河流的入海流量、污染物浓度等排海特征的调查结果，可算出在丰水期和枯水期各河流携带的主要污染物汇入雷州湾的入海通量。根据雷州湾2013年年均入海通量和月均入海通量监测结果显示，若按每月30d、每天24h计算；年均入海通量为丰水期和枯水期入海通量的总和，其中丰水期和枯水期各以6个月计算。

2013年通过河流汇入雷州湾的无机氮（DIN）总量为413.04t，5条河流无机氮年均汇入量由大到小依次排列为通明河（131.52t／a）、南渡河（129.70t／a）、城月河（91.64t／a）、大坡塘河（40.12t／a）、湖光河（20.06t／a）。尽管各河流丰水期流量总体大于枯水期，但监测结果显示，枯水期各河流水体中无机氮含量略高于丰水期，因此丰水期和枯水期汇入雷州湾的无机氮月均入海通量的总和非常接近，其中，大坡塘河在丰水期的无机氮入海通量大于枯水期，而南渡河在丰水期的入海通量则小于枯水期，两期入海通量变化不大的有通明河、城月河和湖光河。2013年通过河流汇入雷州湾的活性磷酸盐（DIP）总量为14.63t，总体较低，约占所有污染物入海总量的0.12%。5条河流活性磷酸盐的年均汇入量由大到小依次排列为湖光河（5.19t／a）、城月河（3.85t／a）、南渡河（2.15t／a）、通明河（1.80t／a）、大坡塘河（1.64t／a）。丰水期汇入雷州湾的活性磷酸盐总量月均为1.41t，枯水期月均为0.92t。丰水期城月河和湖光河的活性磷酸盐汇入量较大，分别为0.55t／月和0.39t／月，这2条河流约占总汇入量的67%；枯水期汇入量较大河流为湖光河（0.46t／月），约占总汇入量的50%。

2013年通过河流汇入雷州湾的污染型重金属总量（∑M）为1362.43t，包括铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）、总铬（Cr）、镍（Ni）、铅（Pb）、总汞（Hg）和砷（As）等8种金属类物质，这8种重金属类物质的汇入量分别为33.05t／a、1257.28t／a、0.71t／a、18.54t／a、47.31t／a、4.26t／a、0.017t／a、1.61t／a，其中锌的汇入量占比超过90%，是汇入雷州湾最大的污染重金属元素；5条河流重金属总量的年均汇入量由大到小依次排列为南渡河（933.30t／a）、城 月 河（406.78t／a） 、湖 光 河（17.69t／a）、通明河（3.19t／a）、大坡塘河（1.47t／a）。丰水期汇入雷州湾的重金属总量月均为147.82t，锌的汇入量约占92.5%；其中南渡河和城月河的重金属汇入量较大，分别为77.49t／月和67.11 t／月，这2条河流约占总汇入量的95%。枯水期汇入雷州湾的重金属总量大幅减少，月均仅为，1.78t大大低于丰水期的汇入量，其中汇入量最大的城月河也仅0.69t／月，枯水期入海通量降幅最大的金属为锌。丰水期大量锌元素通过河流携带入海是引起雷州湾水体和沉积物中锌含量异常升高的主要原因。

3.2 雷州湾沿岸围海养殖污染入海通量

3.2.1 雷州湾沿岸围海养殖分布状况

雷州湾沿岸围海养殖规模较大的类型主要为对虾和罗非鱼养殖，围海面积较大的区域位于湾顶通明海的两岸，其他岸滩有零星分布，面积相对较小。由于雷州湾沿岸养殖场分布广，面积大，养殖废水排放口多，难于对所有的废水排放口进行全面调查，为此把汇入雷州湾沿岸各养殖场的面污染源转换为点污染源，并根据雷州湾沿岸养殖场密集程度，在雷州湾沿岸设定6个养殖区（图2）。6个养殖区分别为东里镇养殖区、雷高镇养殖区、附城镇养殖区、湖光镇养殖区、民安镇养殖区及东简镇养殖区。

结合现场实地勘查结果，以2013年12月的遥感卫星影像数据为统计基础，利用Google Earth专业软件（试用版）分别统计各养殖区的养殖面积（表1）。

图2 雷州湾岸滩养殖面积较大的养殖区分布示意图

据不完全统计，雷州湾沿岸围海养殖面积总计约178.054km2，按平均水深1.5m、年均换水2次计［9－11］，汇入雷州湾的养殖废水年均总量为534.2×106m3／a，各养殖区平均流量总和为16.94m3／s。其中养殖废水排放量较大的为湖光镇养殖区和民安镇养殖区，这两个养殖区年流量之和占总排放量的78.5%，是雷州湾沿岸围海养殖污染最主要的养殖污染源。

表1 雷州湾沿岸各养殖区废水排放流量

3.2.2 雷州湾沿岸围海养殖污染入海通量

为尽量做到不同站位同步监测，筛选了3个距离相距适当、废水水质代表性强的养殖废水混合入海口实施监测，具体监测站位如图1中YZ1～YZ3所示。鉴于养殖废水排放强度和周期相对稳定、污染物种类相似，为此，在计算各养殖区废水中污染物的入海通量时，各污染物含量取2期监测结果的平均值进行计算（表2）。

表2 2013年雷州湾沿岸养殖废水排放污染物入海通量 t／a

结果显示，2013年由于养殖排放而汇入雷州湾的主要污染物汇入量最多的污染物为悬浮颗粒物质（SS），达 到 15543.6t／a，其 次 为 需 氧 有 机 物 质（CODMn），年排放量为1639.7t／a，石油类物质（Oil）汇入量为61.9t／a，无机氮（DIN）汇入量为80.4t／a，无机磷（DIP）汇入量12.1t／a。2013年汇入雷州湾的污染型重金属总量（∑M）为32.97t，各重金属2013年汇入量由大到小依次排列为锌（Zn，14.99 t／a）、砷（As，8.71t／a）、总铬（Cr，3.79t／a）、铜（Cu，2.61t／a）、镍（Ni，2.25t／a）、铅（Pb，0.47t／a）、镉（Cd，0.12t／a）、总汞（Hg，0.02t／a）。6个养殖污染排放点源汇入雷州湾的污染物总量由大到小依次排列为湖光镇养殖区（9027.0t／a）、民安镇养殖区（8707.0t／a）、雷高镇养殖区（1986.7t／a）、附城镇养殖区（1373.4t／a）、东简镇养殖区（800.0 t／a）、东里镇养殖区（693.4t／a）。

3.3 工业直排污染物入海通量

雷州湾近岸工业类型主要有榨糖厂和纸浆厂两大类，其中大多数榨糖厂排放的废水经河流汇入雷州湾，其污染物已并入河流体系进行统计和计算；纸浆厂废水直排入海的主要有湛江市晨鸣纸浆有限公司厂外的海上排污口，其目前流量为1.2×105m3／d（1.40m3／s），24h连续排放。2013年9月和12月对晨鸣纸浆有限公司排海废水中主要污染物的入海通量监测结果如表3所示。其中，考虑到工业直排废水流量相对稳定，计算入海通量时各污染物也取2期监测结果的平均含量。

表3 2013年晨鸣纸浆有限公司直排废水主要污染物入海通量 t／a

续表

结果显示，2013年通过晨鸣纸浆有限公司厂外排污管道汇入雷州湾较多的污染物为悬浮物，达到674.96t／a，其次为CODMn，汇入量为92.90 t／a，无机氮（DIN）汇入量为19.51t／a，无机磷（DIP）汇入量0.54t／a，石油类物质（Oil）汇入量为2.34t／a。2013年汇入雷州湾的污染型重金属总量（∑M）为2.815t，各重金属2013年汇入量由大到小依次排列为砷（As，1.146t／a）、锌（Zn，0.957t／a）、总铬（Cr，0.265t／a）、镍（Ni，0.227t／a）、铜（Cu，0.188t／a）、铅（Pb，0.026t／a）、镉（Cd，0.005t／a）、总汞（Hg，0.001t／a）。

3.4 雷州湾陆域入海污染负荷与总体评价

根据2013年对入海河流、养殖排放及工业直排等污染源排放特征的现场调查和统计分析，可以获得雷州湾陆源不同污染类型的入海通量（表4）。

由表4的结果可以看出，2013年通过陆源污染排放汇入雷州湾的污染物入海通量总计为35353.21t／a，其中河流污染入海通量 为11972.68t／a，占总入海通量的33.87%；养殖污染入海通量为22587.47t／a，占总入海通量的63.89%；工业污染直排入海通量最少，为793.07t／a，约占总入海通量的2.24%。其中汇入雷州湾最多的污染物是悬浮颗粒物质，达到24775.71t／a，约占总入海通量的70%；CODMn和石油类物质入海通量分别为3324.25t／a和97.65t／a，占总入海通量的9.40%和0.28%；无机氮（DIN）和无机磷（DIP）的入海通量分别为512.92t／a和27.26t／a，占总入海通量的1.45%和0.08%；8种重金属类元素的入海通量（∑M）为1398.21t／a，占总入海通量的3.95%。

根据表4中雷州湾不同陆源污染类型的入海通量统计结果，可以获得不同陆源类型污染源携带的污染物对雷州湾的污染负荷（表5）。

表4 2013年雷州湾不同陆源污染类型入海通量 t／a

表5 2013年雷州湾不同陆源入海污染负荷 %

从表5可以看出，2013年汇入雷州湾的各类污染物中，通过河流携带入海的量占比较大，其中占比超过50%的有各重金属的总和∑M（97.44%）、无 机 氮（DIN，80.53%）及 无 机 磷（DIP，53.67%）等。悬浮颗粒物（SS）、石油类物质（Oil）和需氧有机物（CODMn）通过养殖排放汇入雷州湾最多，分别占各自入海总量的62.74%、63.35%和49.33%。通过工业直排汇入雷州湾的各污染物最少，占比均低于4%。

4 陆源污染对雷州湾水质的影响

多年来的《全国海洋环境质量公报》［12］显示，陆源污染排放是影响海湾和沿岸海域环境质量的最主要方式。根据《湛江市近岸海域环境功能区划》［13］和《广东省海洋功能区划》（2011－2020年）［14］，雷州湾海域近期整体执行第二类海水水质标准，现场调查结果也显示，雷州湾目前水体总体符合二类海水水质标准。为此，相对于第二类海水水质标准的限值，雷州湾沿岸陆源排放污染物的平均污染指数如表6所示。结果显示，绝大多数无机氮（DIN）和悬浮颗粒物（SS）的平均污染指数大于1，说明它们的平均含量基本超过二类海水水质标准限值，是5条入海河流水体中的主要污染要素，因此若长期排放将对入海口区的海水水质造成无机氮和悬浮颗粒物的持久污染。此外，有些入海河流中石油类（Oil）、铜（Cu）、锌（Zn）和镍（Ni）等的含量较高，平均污染指数较大，也是恶化入海口区水质的主要污染因素，其中湖光河、城月河和南渡河入海区的水体受到锌、镍和铜的污染较严重。

表6 2013年各类点源污染物的单因子平均污染指数

与二类海水水质标准限值对比，近岸围海养殖废水中的悬浮物、石油类和需氧有机物等的污染指数大于1，不能满足雷州湾近期海洋功能区划的水质要求。因此，围海养殖废水的长期排放将恶化排放区的水体质量，引起排放区水体中悬浮物、石油类和需氧有机物的持久污染。工业直排废水中无机氮和悬浮物的平均污染指数较大，分别为2.40和1.62；此外，该直排口目前流量高达1.2×105m3／d，扩散范围广，超标面积较大。因此，晨鸣纸浆有限公司废水的长期排放已引起排放区无机氮和悬浮颗粒物等较严重的污染，需引起有关管理部门的重视。

5 结束语

通过陆源汇入雷州湾的污染物入海通量最多的是围海养殖占总入海通量的63.89%，其次为入海河流，占总入海通量的33.87%，工业污染直排入海通量最少，约占总入海通量的2.24%。入海通量最多的污染物为悬浮颗粒物，约占总入海通量的70%，其次为CODMn，约占9.40%，8种重金属类总入海通量约占3.95%。

在5条入海河流中，南渡河污染物入海通量最多，其次为城月河和大坡塘河，湖光河最少。河流污染物入海通量最多的是悬浮颗粒物，占71.47%，其次为 CODMn，占13.29%。8种重金属类元素入海通量为1362.43t／a，其中锌的入海通量占比超过90%，是主要的污染重金属。与第二类海水水质标准对照，入海河流中无机氮和悬浮颗粒物是主要的污染物质，湖光河、城月河和南渡河入海区的水体受到锌、镍和铜的污染也较严重。

围海养殖污染主要集中在雷州湾湾顶的两岸，主要的污染物为悬浮颗粒物、石油类物质和需氧有机物，分别占各自入海总量的62.74%、63.35%和49.33%，围海养殖废水的长期排放将引起排放区水体中悬浮物、石油类和需氧有机物的持久污染。通过工厂直排汇入雷州湾的各污染物入海总量最少，在各自的总入海通量中占比均未超过4%；晨鸣纸浆有限公司直排废水中无机氮和悬浮物的平均污染指数为2.40和1.62，是主要的污染物。

［1］中国海湾志编辑委员会 .中国海湾志第十分册（广东省西部海湾）［M］.北京：海洋出版社，1999.

［2］张希然，罗旋 .湛江港和雷州湾海涂土壤特性［J］.热带地理，1987，7（2）：128－136.

［3］广东省海岸带和海涂资源综合调查大队 .广东省海岸带和海涂资源综合调查报告［R］.北京：海洋出版社，1987：278－288.

［4］国家质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会.GB12763－2007海洋调查规范［S］.2007.

［5］国家质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会.GB17378－2007海洋监测规范［S］.2007.

［6］中国环境监测总站 .沿海地区入海河流污染物通量监测实施方案（试行）［EB／OL］.（2008－01－28）［2014－08－01］.http：／／www.cncmc.cn／publish／totalWebBite／news／news＿11217.html.

［7］黄浩，陈彬，马志远，等 .港湾入海污染物估算方法研究及示范应用［J］.海洋环境科学，2011，30（4）：564－568.

［8］环境保护部 .HJ 442－2008近岸海域环境监测规范 ［S］.2008.

［9］林钦，林燕棠，李纯厚，等 .我国海水网箱养殖环境氮磷负荷量的评估［J］.热带海洋，1998，21（3）：217－225.

［10］李纯厚，黄洪辉，林钦，等 .海水对虾池塘养殖污染物环境负荷量的研究［J］.农业环境科学学报，2004，23（4）：545－550.

［11］舒廷飞，温琰茂，周劲风，等 .哑铃湾网箱养殖环境容量研究：Ⅰ.网箱养殖污染负荷分析计算［J］.海洋环境科学，2005，24（1）：21－23.

［12］国家海洋局 .海洋环境质量公报［R］.2010—2013.

［13］广东省环境保护局 .湛江市近岸海域环境功能区划［Z］.2007.

［14］广东省人民政府 .广东省海洋功能区划（2010－2020年）［Z］.2013.