广东雷州珍稀海洋生物国家级自然保护区水体和沉积物中石油类含量与分布特征

刘芳 柯盛 周立喜 陈成琼 陈耀

摘要：为了探讨广东雷州珍稀海洋生物国家级自然保护区海域水体和沉积物中石油类的含量及其分布特征，文章于2017年和2018年分别对保护区海域的石油类进行了调查。结果表明，保护区表层水体石油类含量为0.003～0.066 mg/L，平均含量为0.015 mg/L，平均污染指数为0.30，保护区水体中的石油类基本符合一类海水水质标准。保护区表层沉积物中石油类含量为3.0～54.8 mg/kg，平均值为11.109 mg/kg，符合海洋沉积物第一类质量标准。保护区水体和沉积物中石油类含量的变化规律基本相似，但是沉积物中石油类含量的变化更大。根据调查数据分析，保护区水体中石油类的主要来源是保护区社区小型渔船航行排放的石油类，以及保护区周边渔船在航行过程排放的石油类扩散到保护区海域。

关键词：石油类;污染指数;海洋自然保护区;海水;沉积物;分布特征

中图分类号：X55;P76 文献标志码：A 文章编号：1005-9857（2020）01-0069-06

Abstract：In order to research the petroleum content and distribution characteristics in the seawater and sediment of Guangdong Leizhou Rare Marine Life National Nature Reserve，this paper investigated the petroleum content of the Reserve in 2017 and 2018 respectively.The results showed that the petroleum content in the seawater of the Reserve was 0.003～0.066 mg/L，the average content was 0.015 mg/L，and the average pollution index was 0.30.The petroleum content in the seawater of the Reserve basically accorded with the first class seawater quality standard.The content of petroleum in the surface sediment of the Reserve was 3.0～54.8 mg/kg and the average content was 11.109 mg/kg，which accorded with the first quality standard of marine sediment.The change rule of petroleum content in the seawater and sediment of the Reserve was basically similar，but the change of petroleum content in sediment was greater.According to the analysis of survey data，the main sources of petroleum in the seawater of the Reserve originated from the petroleum discharged by small fishing boats of the Reserve Community during navigation，and other source came from the fishing boats around the Reserve spreading petroleum to the sea area of the Reserve during navigation.

Key words：Petroleum，Pollution index，Marine Nature Reserve，Seawater，Sediment，Distribution characteristics

特征

0 引言

近年來，随着经济的迅速发展，人类活动日益频繁，石油污染已经是我国近海最主要的污染问题之一。石油进入海洋后，会在海面形成一层厚度不均匀的薄膜，阻碍海-气界面间的气体、能量和水分交换，影响浮游植物的光合作用，毒害海洋生物[1]。广东雷州珍稀海洋生物国家级自然保护区（以下简称保护区）位于雷州半岛西部海域，主要保护对象为珍稀海洋生物及其栖息地，包括儒艮、中华白海豚、大珠母贝（白蝶贝）、文昌鱼、绿海龟、棱皮龟、玳瑁、江豚、宽吻海豚等国家Ⅰ、Ⅱ级重点保护动物，以及珊瑚礁、海藻场和红树林等典型海洋生态系统[2]。调查保护区海域水体和沉积物中石油类的含量和分布特征，以掌握保护区海洋环境状况，为保护珍稀海洋生物提供数据支持和决策依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集和分析方法

本研究在保护区内设置7个调查站位（图1），海水样品采集时间分别为：2017年3月、10月、12月;2018年1月、3月、7月、10月、12月，表层沉积物样品采集时间为2017年12月和2018年1月。样品的采集参照GB12763.0—2007进行，海水石油类采用GB17378.7—2007/13.2紫外可见分光光度法进行测定，沉积物中的石油类则采用《海洋监测规范》GB17378.5—2007/13.2 紫外可见分光光度法进行测定。

1.2 评价方法

本研究分别以GB3097—1997海水水质标准[3]一类标准和GB18668—2002[4]海洋沉积物质量标准一类标准作为评价标准，采用单因子污染指数评价法对保护区的水体和沉积物中石油类质量进行评价。评价公式[5]为：Pi=Ci/Cs;式中Pi为评价因子的污染指数;Ci为各评价因子的实测浓度值;Cs为评价因子的评价标准值。其中，采用一类海水水质标准石油类含量的评价标准值为0.05 mg/L，一类海洋沉积物石油类含量的评价标准值为500.0 mg/kg。海水中石油类污染因子的分级见表1。

2 结果

2.1 表层海水石油类含量及污染状况评价

保护区表层海水各站位石油类含量的分析结果见表2。

由表2可知，保护区表层海水的石油类含量浓度范围为0.003～0.066 mg/L，平均含量为0.015 mg/L。最大值出现在2017年3月的6号站位，含量为0.066 mg/L，含量小于0.003 mg/L的站位有：2018年7月的全部站位，2018年3月的1号、2号、3号、4号和7号站位，以及2018年10月的2号、3号、5号和6号站位。

从调查结果来看，2017年保护区表层海水的石油类平均含量为0.025 mg/L，2018年的平均含量为0.009 mg/L，2017年的平均含量明显大于2018年。5号站位表层海水石油含量的平均值0.022 mg/L，是平均含量最高的站位，2号站位表层海水石油含量的平均值0.010 mg/L，是平均含量最低的站位。

表3中，质量评价为自然本底的站位有38个，清洁的站位有13个，较清洁的站位有2个，轻度污染的站位有1个，污染的站位有2个。

保护区表层海水石油类平均污染指数为0.30，处于自然本底水平。其中，自然本底、清洁、较清洁的站位占94.64%，轻度污染和污染的站位占5.36%。整体而言，保护区表层海水的石油类含量符合一类海水水质标准。

2.2 表层沉积物中石油类含量及污染状况评价

保护区表层沉积物中石油类含量及污物状况评价见表4。其中，站位2和站位3的底质为玄武岩底质，没有采集到沉积物样品。2018年1月，站位1采集的样品主要是沙，没有进行石油类含量的测定。

由表4可知，2017年12月保护区表层沉积物中石油类平均含量20.280 mg/kg，远大于2018年1月的平均含量1.938 mg/kg，与水体的分布规律相似，即水体中的石油类含量高，其对应沉积物中石油烃的含量也高。各站位平均污染指数为0.022，各站位均没有超出一类海洋沉积物质量标准。

3 讨论

3.1 保护区水体中石油类的来源

石油类的成分十分复杂，由多种烷烃、芳烃、烯烃和杂环芳烃等复杂分子结构组成[1]。海洋环境中的石油烃主要来自石油开采、溢油事故、船舶运输、大气沉降和陆源排放等[8-9]。人为活动是石油烃进入海洋环境的主要途径，尤其是在近岸及河口区域[10]。保护区沿岸没有大型的工矿企业，保护区内禁止石油开采、拖网、挖沙等作业，保护区海域有社区渔民的小型流刺网渔船航行，保护区沿岸有少量养殖废水排放。

3.1.1 保护区水体石油类含量的时间变化

2017—2018年保护区表层海水石油类含量的监测结果如图2所示，2018年7月各站位石油类含量的平均值最小，每个站位的含量均小于0.003 mg/L，而其他调查时间段，没有出现所有站位含量均小于0.003 mg/L的现象。2018年7月是南海的休渔期，保护区海域内基本没有社区渔民的小型渔船航行。因此，初步说明保护区水体中石油类的主要来源可能是小型渔船航行排放的石油类。

3.1.2 保护区各功能区水体中石油类的分布

2017年和2018年保护区各功能区水体中石油类的平均含量如图3所示，2017年水体中石油类的平均含量远大于2018年，但是保护区各功能区水体中石油类含量的变化规律一致，均是由大到小依次为：缓冲区、实验区、核心区。核心区的3个站位靠近近岸，但是水体中石油类含量最低，初步说明陆源排放不是保护区水体中石油类的主要来源。

3.1.3 保护区各站位水体中石油類的分布

图4为2017—2018年保护区各站位表层海水中石油类的平均含量。从图4中可以看出，5号站位和6号站位的平均含量均较高，这两个站位处于保护区的最南端，靠近渔船进出乌石港的航道，乌石港属于国家级中心渔港，进出港口的渔船较多，导致石油类的排放较多。石油类物质入海后，水溶性部分即开始溶入水体，其余部分则浮于水面并扩散成油膜，油膜随风和表层流漂移[11]，水体中石油类的扩散和漂移可能是造成这两个站位海水中的石油类含量高的原因。

2017年和2018年，2号站位石油类平均含量都是最低的，该站位的底质为玄武岩，而且水深较浅，渔船航行时可能会绕开此海域，推测可能是这个原因造成该站位表层海水的石油类平均含量最低。

综上所述，保护区水体中石油类的主要来源不是陆源排放，主要来源于社区渔民小型渔船航行排放的石油类，以及周边渔船航行排放的石油类扩散到保护区海域。

3.2 保护区表层沉积物中石油类的来源

2017年12月保护区表层沉积物中石油类平均含量20.280 mg/kg 远大于2018年1月的平均含量1.938 mg/kg，而相同时间水体中石油类平均含量分别是0.028 mg/kg 和0.010 mg/kg，水体和沉积物中石油类含量的变化规律一致，但是沉积物中石油类含量的变化更大。

海水中的石油经过蒸发、光化学作用、微生物降解等过程进入大气，但大部分石油最终以溶解组分或相应地降解组分存在于海洋中，并且有相当部分通过吸附、絮凝和沉淀作用进入沉积物[12]。有研究表明，悬浮颗粒物对水体中的石油污染物有着很高的富集系数，两者之间存在正相关关系[13]。沉积物粒度越大，拥有的比表面积越小，絮凝作用越弱[1]。保护区海水水质洁净，悬浮颗粒物的含量较低，悬浮颗粒物的富集作用可能比较小，保护区海底主要是以玄武岩，还有砂、砂砾和黏土等滨海沉积[14]，对水体中的石油烃吸附能力弱，加上保护区海域潮差较大[14]。可能由于上述因素，造成保护区沉积物中石油类的含量比水体的含量变化更大。

3.3 保护区水体和表层沉积物中石油类与国内海域的比较

保护区水体和表层沉积物中石油类的含量与国内海域比较情况如表5和表6所示，保护区水体中石油类的含量低于大亚湾、珠江口、内伶仃洋、山东近海，但是高于北部湾。珠江口、山东近海、大亚湾等沿岸属于经济发达地区，水体和表层沉积物中石油类含量较高。本研究的保护区海域属于北部湾的近岸海域，保护区水体中石油类含量高于整个北部湾的平均值，此北部湾调查的J07站位靠近保护区海域，其水体中石油类的平均浓度为0.014 7 mg/L，与本研究的平均值0.015 mg/L相差较小。该北部湾的调查时间是2006年，本研究的调查时间是2017年和2018年，相隔10多年，但是变化幅度较小，说明保护区及其周边海域受石油类污染的影响变化不大。

4 结论

（1）从调查结果看，该保护区水体中的石油类含量为0.003～0.066 mg/L，平均含量为0.015 mg/L。保护区水体中石油类的平均污染指数为0.30，处于自然本底水平。因此，整体而言，保护区水体中的石油类符合第一类水质标准。

该保护区沉积物中石油类含量为3.0～54.8mg/kg，平均值为11.109 mg/kg，各站位均没有超出海洋沉积物质量一类标准。

（2）2018年7月为休渔期，各站位水体中的石油类含量最低，说明保护区水体中石油类的主要来源是社区小型渔船航行排放的石油类。核心区靠近近岸，但水体中石油类含量最低，说明保护区水体中石油类的主要来源不是陆源排放。5号站位和6号站位的平均含量均较高，推测这两个站位石油类的主要来源是周边渔船航行排放的石油类扩散到保护区海域。

（3）保护区水体和沉积物中石油類含量的变化规律基本一致，但是沉积物中石油类含量的变化更大。

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