围填海工程对附近海域沉积物影响分析研究

朱志清 金余娣 叶林安

摘要：以洋山深水港区围填海工程为例，利用2001～2013年的沉积物历史监测数据，分析沉积物中有机碳、硫化物，石油类，重金属等指标的变化，以期发现其变化规律和影响因素，以致今后尽可能减少在海洋围填海过程中对相关海域生态环境的影响。

关键词：围填海;沉积物;变化规律;生态环境

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

围填海是人类开发利用海洋的重要方式，围填海带来的海洋与海岸带环境影响也是不容忽视的[1]。如改变海域沉积物，加速沿海滩涂湿地生态系统功能退化及水质恶化等。近年来，我国关于围填海对海洋生态系统的影响极其关注，并进行了系统的研究。谢挺等[2]研究发现随着舟山海域围填海工程快速发展，水质污染加剧，舟山海域主要污染物为无机氮、活性磷酸盐和石油类。索安宁等[3]在深入剖析曹妃甸围填海工程对海洋环境影响特征的基础上，水体质量方面选取活性磷酸盐、无机氮、石油类3个指标，沉积物质量方面选取硫化物1个评价指标。韩双雪[4]发现罗源湾同填海工程附近海域的溶解氧含量则低于其他测站，从一个侧面证明了围垦工程对水环境质量的影响。王勇智等[5]也认为罗源湾围填海工程加剧了湾内的水质环境恶化，海水环境质量自1991年以来总体呈下降趋势，湾内绝大部分海域水质基本已经不能满足水产养殖业的要求。曾继平[5]指出围填海施工期对水环境的影响主要是：围堰和吹填施工过程中使附近海域悬浮物浓度增高，对水质产生影响;水体中悬浮物浓度增高将提高沉积物中污染物的溶出率，而使局部区域水质污染物浓度增高。营运期间工业项目产生的工业废水、船舶污染物及居住人员产生的生活污水经处理达标排放，对局部海域水环境造成影响。本研究以洋山深水港区围填海活动为例，利用2001～2013年附近海域沉积物监测历史数据，研究海洋工程对周边海域沉积物的影响，以期发现其变化规律和影响因素，尽可能减少在海洋围填海过程中对相关海域生态环境的影响。

2 沉积物影响分析

2.1 沉积物监测结果变化

根据洋山港区附近海域2001～2013年历史监测数据的统计，结合趋势性监测沉积环境调查结果，沉积物各要素历次监测结果变化见表1、图1～图10。水质评价标准采用海水水质标准（GB3097-1997）[6]。沉积物各指标变化趋势分析具体如下：

2.1.1 有机碳

2001～2013年间洋山港区附近海域海洋沉积物中有机碳含量均值范围0.27～1.00×10-2，其中，2003年8月航次最高，2011年2月航次最低（图1）。总体来看，有机碳含量有所波动，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当。从评价结果看，历次均符合第一类海洋沉积物质量标准。

2.1.2 硫化物

2006～2013年间硫化物含量均值范围1.4～12.1×10-6（图2）。总体来看，历次监测结果在低浓度水平下有所波动，施工后硫化物含量低于施工中平均水平。从评价结果看，历次监测均符合第一类海洋沉积物质量标准。

2.1.3 石油类

2001～2013年间石油类含量均值范围5.3～43.1×10-6，其中，2013年8月航次最高，2001年2月航次最低（图3）。总体来说，历次监测均在低含量水平下波动，施工前石油类含量较低，施工中高于施工前水平，施工后高于施工中水平;从评价结果看，历次监测均符合第一类海洋沉积物质量标准。

2.1.4 重金属锌

2001～2013年间重金属锌含量均值范围54.1～118.5×10-6（图4）。总体来说，除2003年8月航次较高外，其余航次差异不大。从评价结果看，历次监测结果均符合第一类海洋沉积物質量标准。

2.1.5 重金属铬

2001～2013年间重金属铬含量均值范围24.8～53.6×10-6（图5）。总体来说，历次监测呈波动状态，施工前铬含量相对低，施工中略高于施工前，施工后水平与施工中相当。从评价结果看，历次监测结果均符合第一类海洋沉积物质量标准。

2.1.6 汞

2001～2013年间汞含量均值范围0.035～0.068×10-6（图6）。总体来说，历次监测结果波动不大，施工前、中、后汞含量水平相当。从评价结果看，历次监测结果均符合第一类海洋沉积物质量标准。

2.1.7 重金属铜

2001～2013年间重金属铜含量均值范围14.0～34.3×10-6（图7）。总体来说，历次监测波动不大，施工前、中、后铜含量水平相当。从评价结果看，历次监测结果均符合第一类海洋沉积物质量标准。

2.1.8 重金属镉

2001～2013年间重金属镉含量均值范围0.08～0.26×10-6（图8）。总体来说，历次监测波动不大，施工前、中、后镉含量水平相当。从评价结果看，历次监测结果均符合第一类海洋沉积物质量标准。

2.1.9 重金属铅

2001～2013年间重金属铅含量均值范围18.6～33.2×10-6（图9）。总体来说，历次监测波动不大，施工前、中、后铅含量水平相当。从评价结果看，历次监测结果均符合第一类海洋沉积物质量标准。

2.1.10 砷

2006～2013年间重金属砷含量均值范围2.5～10.7×10-6（图10）。总体来说，除2009年9月航次較高外，其余航次差异不大。从评价结果看，历次监测结果均符合第一类海洋沉积物质量标准。

2.2 填海工程附近海域沉积物影响

洋山深水港区围填海工程的实施将使填海区块原有的海洋沉积物底质类型发生彻底改变，从而产生不可逆的底质环境影响。此外，海水中的大多数污染物最终沉积在海洋沉积物中，从而影响到海域底栖生物的生长。根据对围填海工程施工过程中入海污染物的分析，会对海洋沉积物环境产生影响的主要是石油类，若施工船舶等产生的含油废水不经处理直接排放，由于含油浓度较高，扩散在水中的油不能马上被海水稀释，少部分油类将会与水中固体物质进行交换而沉入海底，而对海洋沉积物环境造成一定的影响。洋山四期工程所需吹填砂主要来自一、二、三期工程维护性疏浚和商购长江口疏浚砂，围堤、码头及接岸结构建设所需的石料包括项目自身开挖和商业采购两部分，自身开挖的石料主要来自大乌龟山、颗珠山开山区，市场采购的各类碎石、块石料主要来自附近的嵊泗县大洋镇长坑料场、大臣鼠浪岛料场和菜园镇大五龙南料场等区域。土石料无毒无害、不含放射性等污染物，疏浚泥沙中污染物含量较低，其溶出量很小，工程建设除了对海底沉积物产生部分分选、位移、重组和松动外，没有其他污染物混入，不会带来新的污染，不会影响海底沉积物质量。

3 结论

通过对实际围填海工程海区的沉积物质量分析发现，围填海工程对附近海域海洋沉积物质量影响不大，但是随着港区投入使用及时间的积累，附近海域沉积物质量可能会进一步恶化，尤其是石油类、铬含量在施工后较施工前有所上升，锌和砷含量在施工中个别航次较高，故需对上述4个指标进行定期监测。

参考文献

[1]孟伟庆，王秀明，李洪远，等.天津滨海新区围海造地的生态环境影响分析[J].海洋环境科学，2012，31（1）：83-87.

[2]王学昌，孙长青，孙英兰，等.填海造地对胶州湾水动力环境影响的数值研究[J].海洋环境科学，2000，19（3）：55-59.

[3]刘建，黄明华，娄鹏.深圳湾填海工程对出海河流泄洪能力影响的研究[J].水利水电技术，2006，37（2）：98-102.

[4]周安国，周大成，姚炎明.海湾围垦工程作用下的动力沉积响应[J].环境污染与防治，2004，26（4）：281-284.

[5]倪勇强，林洁.河口区治江围涂对杭州湾水动力及海床影响分析[J].海洋工程，2003，21（3）：73-77.

[6]中国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB3097-1997 海水水质标准[S].2002.

收稿日期：2020-06-23

基金项目：自然资源部东海局青年海洋科学基金（201803）;

作者简介：朱志清（1982-），男，硕士，工程师，研究方向为海洋环境监测与评价。

通讯作者：叶林安，男，硕士，工程师，研究方向为海洋环境生态监测与评价。