“十二五”期间福建省主要陆源入海排污口排污状况及来源分析
2018-04-27
(福建省海洋环境与渔业资源监测中心,福建 福州 350003)
福建地处我国东南沿海,东临台湾海峡,与台湾隔海相望,北接长江三角洲经济区,南连珠江三角洲经济区,海域辽阔,海洋资源丰富,海洋环境优越。大陆岸线总长3 752 km,海岛岸线总长2 281 km,全省拥有海岛2 214个、大小海湾125个,海岸线曲折率和深水岸线长度均居全国首位。因区位优势和历史沉淀,福建经济发达地区都是在沿海地区,据统计2011年全省GDP达13 601亿元,约是1978年的205倍,其中沿海6个设区市GDP总值占全省的81%。沿海经济的高速发展也带来福建沿岸海洋环境的恶化,根据2016年福建省海洋环境状况公报,福建近岸海域生态环境问题突出,污染海域面积占11.3%,受污染区域主要集中在海湾和河口区域,超标污染物主要为无机氮和活性磷酸盐,陆源排污压力巨大。为全面掌握陆源入海排污状况,国家海洋局自2005年起在全国范围内开展了陆源入海排污口的调查和监测工作,福建更是从2003年开展全省陆源入海排污口统计监测,并选择厦门杏林工业排污口和宁德蕉城市政排污口进行污染物入海量监测,2005年增加到37个排污口。
陆源入海排污口因种类繁多,污染物受排污主体影响大,主要污染物和特征污染物存在较大差异,为分析主要入海污染物来源和陆源入海排污口排污状况及其对邻近海域海洋环境的影响,国内海洋工作者对陆源入海排污口排污状况及评价方法开展多方面的研究。杨琳、丁菁和陈云英等采用内梅罗指数法对陆源入海排污口及其邻近海域环境质量进行评价,该指数不仅考虑了单因子评价法的各污染物的污染指数,同时考虑了最大污染物的污染指数,加大最大污染物的权重,计算简便[1-3]。为筛选受污区域主要污染物和主要污染源,刘承志、钟定胜等采用等标污染负荷法评价污染源对环境的影响[4-5]。于丽敏等为弥补《陆源入海排污口及邻近海域生态环境评价指南》(HY/T 086—2005)[6]中的不足,构建了陆源入海排污口排污状况综合评价方法,从污染负荷、污染物超标排放状况、污染程度、污水综合生物毒性效应等多角度来综合评价陆源入海排污的排污状况等级[7]。国家海洋局于2015年10月颁发的《陆源入海排污口及邻近海域环境监测与评价技术规程》(试行)中将内梅罗指数法和等标污染负荷法纳入陆源入海排污口排污状况评价体系中,并且采用了排污状况综合评价法[8]。内梅罗指数和等标污染物负荷法等在评价排污口污染程度方面均有重要意义,但缺少对污染物入海总量的分析,而污染物入海总量对海洋环境尤其是海湾环境影响显著,且福建陆源入海排污口多数设置在海湾内。本文作者根据实际工作中的经验,通过统计福建省“十二五”期间主要陆源入海排污口污染物入海量,分析主要排污类型和主要污染物及来源,并结合污水的来源对排污状况进行科学地优化调整,计算比较符合实际的排污量,作为官方发布海洋环境状况公报的补充,为主管部门实施海洋决策及陆源入海排污口监测研究提供参考。
1 监测内容和排污量估算
1.1 监测内容
为掌握全省海洋环境状况,福建省海洋与渔业厅建立了海洋监测网络,将省内涉海高校、研究所、省市县海洋环境监测机构纳入到这个网络中,其中陆源入海排污口监测由省内9家单位承担,全部单位均通过国家级或省级计量认证,具体单位详见福建省海洋环境监测与评价工作方案[9]。
国家海洋局入海排污口业务化监测工作根据《陆源入海排污口及邻近海域监测技术规程》(HY/T 076—2005)将排污口分为4类:工业排污口(向海域排放工业企业污水为主的排放口)、市政排污口(向海域排放生活和城市综合污水为主的排放口)、排污河[径流量以污水为主的河流(渠、溪)入海口]、其他排污口[10]。各省在实施监测任务时,同时按照这4类排污口的要求开展监测,2011—2013年监测时间为3、5、8、10月,2014年监测时间为3、5、7、8、9、10月,2015年监测时间为3、5、7、8、10、11月;监测频次是每月1次;监测项目主要有化学需氧量、氨氮、总磷、油类、悬浮物、重金属、生化需氧量、总有机碳、总氮等;分析方法按照《陆源入海排污口及邻近海域监测技术规程》(HY/T 076—2005),当盐度≤3时,采用污水分析方法;当盐度>3时,采用海水分析方法[10],污水分析方法参考附录B(资料性附录)水和污水监测分析方法、海水分析方法参考《海洋监测规范 第4部分:海水分析》(GB 17378.4—2007)[11]。
根据陆源入海排污口监测权限,本文选择厦门以外区域(宁德、福州、莆田、泉州、漳州等设区市及平潭综合实验区)的主要陆源入海排污口作为分析对象。“十二五”期间主要陆源入海排污口主要类型的数量见表1所示,总数从2011年的59个通过逐年调整,2015年仅为44个。
表1 各类型排污口数量
1.2 排污量估算
1.2.1 污水入海量估算
对于实施现场监测的陆源入海排污口,统计时段内的污水流量取各瞬时流量平均值,然后乘以年度天数得到年度污水入海量;当无法采取有效的手段开展排污口的实际监测时,可利用统计调查资料估算污水入海量,或直接采用入海污染源普查数据。
1.2.2 污染物平均浓度计算
分别计算各污染物平均浓度,其中未检出项目按照《海洋监测规范 第2部分:数据处理与分析质量控制》(GB 17378.2—2007)规定计算,当检出率占样品频数的1/2以上(包括1/2)或不足1/2时,未检出部分分别取检出限的1/2和1/4量参与运算[12]。重金属包括铜、锌、铅、镉、铬、汞、砷。
1.2.3 污染物入海量估算
污染物的入海量等于年度污水入海量与污水中污染物的平均浓度的乘积。
2 结果与分析
2.1 排污状况结果分析
为与对外发布的海洋环境状况公报数据一致,本文统计化学需氧量、氨氮、总磷、油类、悬浮物和重金属等主要污染物。2011—2015年福建省主要陆源入海排污口排污状况见表2,污水量逐年降低,合计为4.33×1010t,污染物总量为2.16×106t。按年度对比污染物入海量,2013年污染物入海量最大,2011年次之,2014年最少;按照排污口类型对比,工业排污口污染物入海量最大,占总量的80.4%,这与工业类型排污口数量占比最大有关;其次为排污河,占总量的11.5%,这与排污河污水排放量较大有关;市政和其他类型的排污口排污量占8.1%;主要污染物排污状况见表3,入海悬浮物总量最大,比例高达85.5%;其次是化学需氧量,比例为13.4%;接下来依次是氨氮、总磷、油类和重金属,比例分别为0.88%、0.11%、0.08%、0.004%。
表2 各类型排污口污水量及污染物入海量
表3 主要污染物入海量
2.2 排污状况调整结果及来源分析
在计算各排污口排污量时,对排污量从大到小排序发现,排在前列的主要为热电厂排污口。据统计,所监测的几个热电厂排污口(2011—2014年为5个、2015年为6个)排污总量每年占70%以上,其中悬浮物占80%以上。目前沿海电厂由于淡水资源匮乏,滨海电厂一般采用海水作为循环冷却水[13],监测结果同样显示,除了福建大唐国际宁德火电厂排污口因在白马港受交溪影响污水盐度较低外(盐度为22~27),其他热电厂排污口污水盐度均超过30。热电厂排污口排放的污染物除一部分来自于热电厂生活、生产活动产生的污染物外,其他主要来自于用作循环冷却的海水,真正属于陆源的污染物仅仅包括生活、生产活动产生的污染物。但目前监测热电厂排污口排污量时,仅仅在出水口监测各污染物浓度和污水流量,缺少对进水污染物的监测,在计算排污总量时,没有扣除进水所带来的污染物量,造成结果与实际情况巨大偏差。罗源白水垦区是将原是海水的垦区拦截,靠两个水闸控制污水排放,且易受海水潮期影响,罗源白水垦区排污口采集到的污水绝大部分为海水,监测到污染物除少量来自于水产养殖和周边钢铁厂生活污染物外,其他主要为海水本底,在计算垦区陆源污染物时,应该扣除海水本底值和水产养殖污染量值。另因盐度不同,化学需氧量的分析方法也不同,海水的化学需氧量采用高锰酸钾法,淡水的化学需氧量采用重铬酸盐法,两个方法因氧化剂和分析方法不同,结果具有较大差异,且两者之间没有换算公式,在计算总量时不能统一计算。热电厂和罗源白水垦区排污口等高盐废水排污量见表4所示,其中污水总量占全部排污口污水总量的88.2%,污染物总量占全部排污口的75.5%,占比最大的是悬浮物,占全部排污口总量的86.1%。为统计实际从陆源排放到海洋中污染物总量,作者认为需要将上述几个排污口的排污量进行调整,扣除掉本身为海洋自身所携带的污染物含量。由于目前缺少相应数据,但另根据排污口所监测到污水盐度来看,排放的污水大部分为海水部分,因此本文在统计排污量暂不统计上述几个排污口的排污量。调整后的排污量见表5所示,排放总量与表3相比从2.16×106t减少到5.31×105t,其中悬浮物从占比85.5%减少到48.5%,化学需氧量从占比13.4%上升到48.3%,氨氮、总磷、油类、重金属的占比也有所上升,主要污染物类型和比例与秦皇岛市主要陆源入海排污口[14]和上海市陆源入海排污口[15]分析结果接近。按照排污口类型分析,排污河污染物排放比例最大,占比46.8%,接下来依次是市政排污口、工业排污口和其他类型排污口,比例分别是31.0%、20.0%和2.2%。
为分析各类污染物主要来源,作者统计了各排污口5年排污总量,统计结果发现各类污染物排在前5名的排污口排污量合计占总量70%以上,排放前5名排污口见表6所示。从表中可见各类污染物主要来源,其中晋江石狮11孔桥排污口、晋江陈埭乌边港排污口、宁德市蕉城区市政排污口、罗源松山排污口等排污口最为突出,多项污染物排放量均较大。另外,福建省海洋与渔业厅发布的年度海洋环境状况公报[16]显示,上述几个排污口邻近海域水质状况每年度均劣于第四类海水水质标准,主要超标污染物有无机氮、活性磷酸盐、石油类和悬浮物等;晋江石狮11孔桥、晋江陈埭乌边港排污口的邻近海域中沉积物和生物体多次出现重金属超标现象,结果表明陆源入海排污口污染物入海总量与邻近海域环境状况具有显著相关性,对防治排污口邻近海域环境状况,控制排污总量非常有意义。
表4 高盐废水排污口污水量及主要污染物入海量
表5 不含高盐废水排污口的主要污染物入海量
表6 排污量列在前5名的排污口名称
2.3 主要污染物年度变化分析
从表1可知,每年监测的排污口数量不同,根据上述每年的排污状况结果不能准确反映污染物年度变化趋势,而根据变化趋势可以有效制定或调整对策,为解决这个问题,作者从监测到的排污口中挑选连续监测的排污口进行统计分析,分别选择37个排污口(具体名称为2015年福建省海洋环境监测与评价工作方案[9]中所监测的44个排污口扣除6个热电厂排污口和白水垦区排污口)进行统计,结果如表7所示。从表中不难看出,污水量年度变化较小,化学需氧量逐年降低,氨氮、总磷和重金属呈下降趋势,悬浮物在2012年下降后逐渐升高,油类在2011年偏高,2012—2015年逐年升高。2011年化学需氧量、氨氮和油类远高于其他年份,分析来源时发现,化学需氧量总量较高是由于罗源松山排污口化学需氧量超标排放,单个排污口化学需氧量入海量高达3.48×104t,其他年份化学需氧量浓度较低;油类总量较高是由于晋江石狮11桥排污口污水中油类浓度远高于其他年份,2011年单个排污口油类入海量达366.8 t;氨氮总量较高是由于福建炼油厂、晋江石狮11桥排污口、晋江陈埭乌边港排污口等排放量较大。
表7 连续监测排污口的污水量及主要污染物入海量
3 结论及建议
1)“十二五”期间,福建省厦门以外区域陆源入海排污口排放量大,其中工业废水污染物排放量最大、排污河排放量次之,市政排污口和其他类型排污口排放量较小,主要入海污染物排放量依次是悬浮物、化学需氧量、氨氮、总磷、油类和重金属,比例分别是:85.5%、13.4%、0.88%、0.11%、0.08%、0.004%。
2)计算热电厂排污口陆源污染物排放量应该扣除进水的污染物量,计算白水垦区排污口污染物排放量应该扣除海水本底污染物量和水产养殖污染量。调整后的陆源入海污染物总量从2.16×106t减少到5.30×105t,排污河的污染物排放量最大,主要污染物依次是悬浮物、化学需氧量、氨氮、总磷、油类和重金属,比例分别是48.46%、48.30%、2.70%、0.37%、0.16%、0.01%。由于热电厂温排水对周边海域的生物生态环境影响很大[17-19],因此可开展温排水的专项监测,监测水温和余氯对海洋生态环境的影响,但如需计算热电厂排污口的污染物排放量,在监测排放口污染物含量时,则需要增加对进水的监测。
3)晋江石狮11孔桥排污口、晋江陈埭乌边港排污口、宁德市蕉城区市政排污口、罗源松山排污口等排污口污染物排放量较大,对其邻近海域环境影响显著,水质、沉积物和生物体存在多项超标污染物,其中水质环境连续多年劣于第四类水质标准,表明陆源入海排污口污染物入海总量与邻近海域环境状况具有显著相关性。对于污染物排放量较大的排污口需要开展监督性监测,有条件情况下,建立在线监测系统,对排放污水中主要污染物进行实时监控,尤其是排污口的特征污染物。
4)“十二五”期间,连续监测的37个陆源入海排污口污水入海量年度变化较小,化学需氧量入海量逐年降低,氨氮、总磷、油类、重金属等呈下降趋势,但悬浮物入海量逐年升高。这与主管部门监管重点有关,考虑到悬浮物可影响水下光照和初级生产力,并且对水质、沉积物和底栖生物等均有影响,因此主管部门在制定政策时需加强对悬浮物的管理。
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