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珠江口海域环境污染研究
2010-07-19 | 编辑:田 磊 | 【  】【打印】【关闭

黄小平  海洋环境与生态学专家。1965年10月生于湖南省邵阳市,1990年毕业于中山大学。现任中国科学院南海海洋研究所责任研究员,海洋环境污染与生态保护学科组组长,中国科学院珠江三角洲环境污染与控制研究中心副主任,中国海洋学会海洋环境学分会理事,中国海洋与湖沼学会水环境学分会理事,中国水产学会渔业资源与环境分会委员,中国自然资源学会湿地资源保护分会委员,农业部濒危野生动植物保护科学委员会委员,广东省海洋与湖沼学会水环境专业委员会副主任,广东省濒危野生动植物保护科学委员会委员。主要从事海洋环境污染与生态保护方面的研究工作。在国内外核学术刊物上发表论文90多篇;出版《珠江口污染防治与生态保护》和《中国南海海草研究》等专著;获省部级科学技术奖3项,其中负责完成的《珠江口海域污染防治与生态保护技术研究》成果,获2005年度广东省科学技术二等奖。

珠江口海域是我国经济活动频繁、人类活动和自然因素交汇冲突集中的大河口还海域之一,生态环境极为敏感。随着珠江三角洲经济的迅速发展,珠江口海域不仅大量接纳了毗邻沿岸地区直接排放的污水,还接收通过各种大小径流携带入海的污染物。同时,珠江口海域大规模的水产养殖业,也是其重要的污染物来源之一。珠江口环境质量日趋恶化,目前面临着十分严重的生态环境问题,并对南海海洋生态环境构成严重威胁。珠江口水质污染最突出的问题是营养盐,特别是无机氮。大部分水域的无机氮浓度基本上超过了三类海水水质标准,无机磷浓度也部分超标。珠江口海域的营养盐的浓度有不断增高的趋势。珠江三角洲地区的经济在全国占有举足轻重的地位。珠江口海域的生态环境已受到较严重的破坏,其环境问题已成为制约粤港澳地区可持续发展的重要因素之一。因此,急需对珠江口海域的环境进行研究和治理,并对其生态环境进行修复和恢复。

污染物来源与迁移转化规律

弄清珠江口海域主要污染物的来源及其迁移转化规律,是治理、控制与恢复其环境的前提条件。通过长期的观测与研究,黄小平博士负责的研究组发现,珠江口海域的主要污染物无机氮主要来源于虎门、蕉门、横门等八大口门的径流,同时深圳湾附近陆源污染亦有较明显的贡献。无机氮浓度基本表现为自北向南递减。大部分海域的无机氮形态以硝酸氮为主,而在深圳湾附近海域则以氨氮为主。珠江口海域的无机氮普遍超过0.30mg/L的二类海水水质标准,大部分海域则已超过0.50mg/L的四类标准。而另一主要污染物无机磷则以深圳湾至大屿山附近海域的无机磷浓度最高,超过0.030mg/L的二类海水水质标准,这说明深圳湾附近陆源对无机磷的贡献较大。而珠江口伶仃洋海域四大口门附近的无机磷浓度则相对较低,说明枯水期径流对伶仃洋海域无机磷的贡献相对较小。

珠江口海域沉积物也已受不同程度的污染。沉积物种总氮各观测站位超标率为100%,可见珠江口沉积物中总氮含量较高,受氮的污染严重。沉积物中能引起最低级别生态毒性效应的总氮和总磷的浓度分别为550×10-6和600×10-6,具有严重级别生态毒性效应的总氮和总磷的浓度分别为4800×10-6和2000×10-6。珠江口沉积物总氮含量从1203×10-6至2365×10-6,都处在最低级别生态毒性效应和严重级别之间;而总磷的浓度变化范围为340×10-6~581×10-6,全部低于600×10-6,说明总磷的浓度还不具有生态毒性效应,对环境产生的危害较小。

研究结果表明,珠江口伶仃洋海域的Cu、Hg和As主要来自于珠江八大口门中的蕉门和横门,Pb则主要来自于虎门和蕉门。在珠江口深圳湾的研究表明,沉积物中的Pb、As、Cu、Zn 等明显受到人类污染源的影响,而Ni、Co则主要为自然来源。

主要污染物演变过程与趋势

近20多年来,珠江口海域的水质变化情况与趋势如何,也是研究组所关心与感兴趣的内容。研究结果表明,近20多年来,珠江口化学需氧量(COD)含量保持比较平稳的态势,近几年则呈现略有下降的趋势。化学需氧量能满足环境功能的需要(二类海水水质COD小于3.0 mg/L)。无机磷含量总的来讲在上世纪90年代呈逐年缓慢下降的趋势,进入二十一世纪之后,则保持平稳状态。无机氮含量在2003年以前一直保持比较平稳的态势,在0.6mg/L上下波动,但在最近两年有所增长而且比较明显。近10多年来石油类呈下降趋势。

人类活动对河口的沉积环境和沉积作用也产生了重要的影响,这就需要从沉积物中提取水体富营养化发生的高分辨率沉积记录,研究其发生发展的演变过程。研究结果表明,各种氮磷(氨氮除外)的含量变化均表现出含量逐渐呈上升趋势,显示自上世纪60-70年代以来,珠江口海域的营养盐水平一直受人为影响的持续扰动。另外一个特点是,大约在上世纪80年代以后,这些营养盐含量都出现大幅度的上升,特别是总磷和有机磷的含量该特征尤为显著。

对深圳湾的柱状沉积物重金属含量研究可知,多数重金属元素在14~26cm和0~8cm深度处的浓度相对较高。这两个深度对应的年代恰好为1960~1975年与1985~2000年。前一段时间恰好是香港经济高速发展的年代,其北部新界地区工业迅速发展,大量废水直接排入深圳湾海域,或者通过深圳河流入深圳湾,其中的重金属则迅速进入沉积物中。后一段期间则是深圳和珠江三角洲其它地区经济崛起的年代,大量的工业废水,特别是电子、电器业废水中含有较多的重金属,这些重金属可直接排入或经过深圳湾河进入深圳湾海域,也可通过珠江口的径流和潮流由深圳湾口进入该海域。可见,深圳湾沉积物中重金属污染物历史记录的重建,较好地反映了其重金属污染的累积过程,也较好地解释了人类活动对深圳湾沉积物重金属污染的影响过程与程度。近20年深圳经济的快速发展,以及上世纪60至70年代香港经济的崛起时期,对深圳湾沉积物重金属污染累积有明显的影响。

污染物削减与控制策略

为了科学制定珠江口海域污染物削减与控制方案,使环境保护与区域社会经济发展相协调,水环境容量的合理利用是环境污染综合防治重要技术之一,课题应该对其进行认真研究。水环境容量的研究主要包括污染物在水环境中的物理迁移扩散能力、化学降解能力和生物降解能力等。河口兼得了海洋和江河的蕴蓄水环境容量的优势,但更多地兼容了两者的复杂性,珠江河口的复杂程度在世界范围内也是首屈一指的。针对这种状况,课题组应用数学模型,发挥模拟值在整个计算范围内的同步优势,通过对珠江口水动力条件数值模拟、氮磷时空分布与变化的现状模拟和氮磷环境容量模拟等三个方面的研究,探索珠江口海域生态环境承载力,课题组研究了该海域环境容量的大小、空间分布情况和时间变化情况,为制定污染物总量消减计划和环境污染控制规划提供了科学的依据,最终达到控制和减少污染、保护珠江口及毗邻海域生态环境的目的。研究结果表明,虎门、蕉门、洪奇门、横门、深圳和珠海输入的无机氮,分别需要削减68%、65%、62%、58%、70%和46%。

水环境修复研究

珠江口富营养化就是当前一个突出问题,由富营养化引发的赤潮对海洋生态和渔业生产具有严重的破坏作用。针对珠江口存在的水体富营养化问题,学科组在珠江口桂山岛网箱养殖海域开展了海洋大型藻类对无机氮、无机磷的吸收解技术研究;通过藻类室内筛选实验、鱼藻混养实验和藻类现场实验,筛选出能高效吸收无机氮和无机磷,易于大面培植的大型藻类——江蓠,为高度富营养化的珠江口水域进行生物修复技术应用提供了科学依据。




























 
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