天津南港工业区海水淡化工程附近海域水质调查

2020-12-18宗燕平屠建波谭晓璇何荣阚文静石海明

海洋开发与管理 2020年11期

宗燕平,屠建波,谭晓璇,何荣,阚文静,石海明

(1.国家海洋局天津海洋环境监测中心站天津 300457;2.中国海洋工程咨询协会北京 100860)

我国人均淡水占有量约为世界人均淡水资源占有量的1/4,为全球13个最缺水的国家之一[1]。通过海水淡化工程将海水用于工业和生活是沿海缺水城市解决经济社会发展问题不可或缺的途径。根据《2017年全国海水利用报告》显示,截至2017年年底,全国已建成海水淡化工程136个,工程规模1 189 105 t/d,新增海水淡化工程规模1 040 t/d;年利用海水作为冷却水1 344.85亿t,新增海水冷却用海水量143.49亿t/a。天津作为北方沿海缺水城市和海水淡化工程实施的集中城市之一,已建成海水淡化工程规模317 245 t/d,各类规模的海水淡化工程共8个,其中规模10万t/d的海水淡化工程3个。

海水淡化工程带给城市经济社会效益的同时,也给海洋环境带来负担。海水淡化工程产生的大量排海浓海水在温度[2]、盐度[3]、有机物和营养盐[4]、重金属[5]、酸度[6]、余氯[7]、溶解氧和机械卷载效应[8]等方面对海洋生态环境和海洋生物会产生一定影响,甚至对人类健康产生间接的危害。这些影响亟须政府和社会高度关注,并进行长期深入研究。研究成果为预防和减少海水淡化工程对海洋环境损害和经济损失提供必要的技术支撑。

1 调查概况

本项调查以天津大港某海水淡化公司所在附近海域的水质为研究对象,进行为期一年的调查研究。鉴于该海水淡化公司以反渗透工艺进行海水淡化[9],调查指标主要选取盐度、p H、溶解氧、化学需氧量、活性磷酸盐和无机氮共6项指标。调查区域为117.666944°E-118.088333°E,38.643889°N-38.890000°N,临港航道以南至天津-河北海域交界处,由低纬度至高纬度依次布设12个调查站位,具体见图1。调查时间选取2018年2月、5月、8月、10月和12月,共5次。

图1 水质调查站位

2 研究方法

2.1 调查方法

本项调查研究依据《海洋监测规范》[10]和《海洋调查规范》[11]进行。调查研究指标分析方法具体见表1。

表1 调查研究指标分析方法

2.2 评价标准和方法

本项调查研究依据《海水水质标准》[12]和《天津市海洋功能区划(2011—2020)》要求,采用环境质量指数法和单项污染因子评价法进行分析评价。

3 结果与讨论

3.1 海水水质调查结果

2018年调查海域各月份和全年海水水质调查指标浓度范围和平均浓度见表2。

由表2可知,2018年活性磷酸盐含量变化较大,最大值约为最小值的114.51倍。

经2018年调查数据分析,p H的最小值出现在2月的3号站位,最大值出现在8月的9号站位;溶解氧的最小值出现在12月的6号站位,最大值出现在2月的6号站位;化学需氧量的最小值出现在10月的11号站位,最大值出现在2月的1号站位;活性磷酸盐的最小值出现在5月的3号站位,最大值出现在12月的11号站位;无机氮的最小值出现在5月的1号站位,最大值出现在2月的4号站位;盐度最小值出现在8月的12号站位,最大值出现在2月的11号站位。

表2 2018年调查结果

3.2 海水水质调查污染状况分析

2018年调查海域各月份和全年调查指标污染指数变化范围和平均值见表2。

由表2可知,除溶解氧外,其他调查指标均出现不符合海洋功能区划相应的海水水质标准要求,其中无机氮为主要超标因子,在全年各调查月份中均有超标现象;其次为化学需氧量,在2月和8月期间出现超标;p H和活性磷酸盐分别在8月和12月出现超标现象。

3.3 海水水质指标浓度变化趋势分析

2018年调查海域调查指标在各月份的浓度变化趋势。

①p H在全年调查期间未明显变化;②8月为丰水期,溶解氧含量除在8月的临港航道口附近海域呈现短时明显上升外,各站位变化趋势较统一,整体呈下降趋势;③化学需氧量浓度在靠近南港工业区和临港工业区陆地南侧及临港航道附近的调查站位处整体较高,呈上下规律性波动,至东南方向浓度水平降低,无明显变化;④因渤海湾属于“缺磷”海湾,活性磷酸盐的本底浓度水平相对较低,含量易出现较大波动,由近岸至外海,活性磷酸盐含量整体呈上升趋势;⑤无机氮在南港工业区近岸调查站位整体呈现先降后升的趋势,临港工业区航道以南近岸调查站位处的无机氮含量则呈现比较规律性的上下波动趋势,东南方向远离海岸的调查站位除2月无机氮含量较高外,其余月份无机氮含量无明显变化;⑥8月为丰水期,盐度在靠近海岸的调查站位处略有降低外,其余月份保持平稳,靠近外海调查站位处的盐度值全年保持平稳。