海口湾陆源入海口污染状况及主要污染物分布特征*

聂 瑞 王 芬 周 涛 梁计林,2#

(1.海南省海洋监测预报中心，海南 海口 570206；2.海南省海洋与渔业科学院，海南 海口 570125)

海口市是海南省省会，位于海南岛北部，北濒琼州海峡。海口湾毗连海口市主城区，是琼州海峡南侧由陆地岸线内凹形成的海湾，是海南省极为重要的自然地理依托。近年来，随着海口市经济和社会的发展，尤其是海南省国际旅游岛发展建设以来，大规模的海岸带旅游和海洋产业开发带来人口聚集和资源高消耗，使海口湾近岸海域接纳的污染负荷日趋加重，根据《海南省海洋环境状况公报》[1-5]，部分海域出现无机氮含量严重超标现象。海口市境内主要河流17条，其中五源河、鸭尾溪、南渡江、横沟河、海甸溪等将陆源污染物携带进入海口湾。除此之外，丘海大道泄洪沟、万绿园西沟、龙昆沟排污口、秀英工业排污口、观海台泄洪沟等人工排水沟渠也直接将污染物排入海口湾海域。如何从根本上改善海口湾海域的水环境质量，满足国际旅游岛建设和全国生态文明示范区建设的需要，并协调好经济社会发展与海洋生态环境之间的关系，已成为海洋行政主管部门迫切需要解决的问题。

早在20世纪90年代，人们逐渐意识到海洋污染的现状。近年来，国内外学者的研究逐渐偏向陆源入海污染物的总量控制。1999年，THIA ENG从概念、途径和方法出发，对整个亚太地区的海洋污染防治和管理进行了分析研究[6]80-87，对亚太地区海洋污染与防治起到指导性作用；2002年，AJAO等[7]对尼日利亚三角洲的陆源污染物进行研究。以往关于海口湾陆源入海口的污染研究有过一些报道，但研究仅限于少数陆源入海口[8]177-180,[9],[10]102-103。本研究对观海台泄洪沟、秀英工业排污口、丘海大道泄洪沟、万绿园西沟、龙昆沟排污口、五源河、鸭尾溪、海甸溪、横沟河、南渡江等10处主要陆源入海口的污染状况进行调查，全面、系统地掌握海口湾陆源入海口污染现状和污染物时空分布，明确主要污染物的来源及浓度变化规律，为海口湾的海洋环境治理提供科学依据。

图1 采样点分布Fig.1 Distribution of sampling sites

1 调查方法

1.1 采样点设置和采样时间

选择五源河、观海台泄洪沟、秀英工业排污口、丘海大道泄洪沟、万绿园西沟、龙昆沟排污口、鸭尾溪、海甸溪、横沟河、南渡江等作为海口湾陆源入海口的代表，分别在丰水期(2013年6月、7月和9月)和枯水期(2013年3月、11月和2014年1月)共6个时段采集水样，采样点分布见图1。

1.2 样品处理

样品的采集、贮存、运输和分析按照文献[11]、[12]进行；监测项目包括：温度、盐度、pH、COD、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、活性磷酸盐、TP、TN、铜、铅、锌、镉、铬、汞和砷，共17项。

1.3 评价标准

根据《海口市水务发展“十二五”规划》(2011—2015)[13]、《海南省海洋功能区划》(2011—2020)[14]和《海南省近岸海域环境功能区划》[15]，秀英工业排污口和龙昆沟排污口按照《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)[16]中的二级标准进行评价；其余按照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)[17]进行评价，其中海甸溪执行Ⅳ类地表水标准，其他陆源入海口执行Ⅱ类地表水标准。

1.4 评价方法

采用单因子指数评价法对海口湾海域环境质量状况进行分析，计算公式如下：

Pi=Ci/Cs，i

(1)

式中：Pi为第i种因子的污染指数；Ci为第i种因子的实测质量浓度，mg/L；Cs，i为第i种因子的评价标准，mg/L。

当水质因子污染指数大于1时，表明该水质参数超过了规定的水质评价标准，不能满足其功能要求。

2 结果与分析

2.1 陆源入海口污染状况

各监测项目的实测值及污染指数见表1和表2。五源河、观海台泄洪沟的主要污染因子为TP、TN、COD和氨氮；南渡江的主要污染因子为TN、铅和汞；丘海大道泄洪沟、万绿园西沟、鸭尾溪和海甸溪的主要污染因子为TP、TN；横沟河的主要污染因子为TN；龙昆沟排污口和秀英工业排污口的水质指标全年符合GB 8978—1996二级标准。

表1 COD、氨氮、TP和TN的监测结果

表2 重金属的监测结果1)

注：1)-为未检出。

2.2 污染物超标情况

陆源入海口污染物超标种类和超标次数见图2。除秀英工业排污口和龙昆沟排污口无污染物超标外，五源河和观海台泄洪沟的污染物超标种类和超标次数均最高，横沟河的污染物超标种类和超标次数均最低。

图2 陆源入海口污染物超标种类和超标次数Fig.2 The kinds and frequencies of pollutants exceeding the standards in land-based outlets

由不同污染物的超标次数可知，TN超标次数最高，为48，铅和汞超标次数最低，仅为1(见图3)。除龙昆沟排污口和秀英工业排污口外，其余8个陆源入海口的TN在各个时段均超标，TP超标的陆源入海口为五源河、观海台泄洪沟、丘海大道泄洪沟、万绿园西沟、鸭尾溪和海甸溪，COD和氨氮超标的陆源入海口为五源河和观海台泄洪沟，铅和汞超标的陆源入海口为南渡江。由图3可以看出，陆源入海口的主要污染物为TN、TP、COD和氨氮。

图3 陆源入海口污染物的超标次数Fig.3 The frequencies of pollutants exceeding the standards in land-based outlets

2.3 主要污染物的时空分布

2.3.1 TN

由图4可知，在丰水期，秀英工业排污口TN质量浓度最高，为5.65 mg/L；丘海大道泄洪沟其次，为5.18 mg/L；横沟河最低，为1.46 mg/L。在枯水期，秀英工业排污口TN质量浓度最高，为7.19 mg/L；五源河其次，为7.06 mg/L；横沟河最低，为1.05 mg/L。观海台泄洪沟、丘海大道泄洪沟、龙昆沟排污口、鸭尾溪、海甸溪和横沟河的TN浓度在丰水期均略高于枯水期，而五源河、秀英工业排污口、万绿园西沟的TN浓度在枯水期明显高于丰水期，南渡江的TN浓度在枯水期略高于丰水期。从整体上看，陆源入海口的TN平均浓度在枯水期高于丰水期。陆源入海口的TN年均质量浓度最高为6.42 mg/L，最低为1.26 mg/L，从大到小排序为：秀英工业排污口>五源河>丘海大道泄洪沟>龙昆沟排污口>鸭尾溪>万绿园西沟>观海台泄洪沟>海甸溪>南渡江>横沟河。

图4 陆源入海口TN的时空分布状况Fig.4 Spatial and temporal distribution of TN in land-based outlets

2.3.2 TP

由图5可知，在丰水期和枯水期，五源河的TP质量浓度均最高，分别为0.62、0.79 mg/L；丘海大道泄洪沟次之，分别为0.62、0.65 mg/L；横沟河最低，分别为0.06、0.04 mg/L。秀英工业排污口、龙昆沟排污口、鸭尾溪、海甸溪、横沟河和南渡江的TP浓度在丰水期高于枯水期，五源河、观海台泄洪沟、丘海大道泄洪沟和万绿园西沟的TP浓度在枯水期高于丰水期。从整体上看，陆源入海口的TP平均浓度在枯水期高于丰水期。陆源入海口的TP年均质量浓度最高为0.71 mg/L，最低为0.05 mg/L，从大到小排序为：五源河>丘海大道泄洪沟>龙昆沟排污口>秀英工业排污口>鸭尾溪>观海台泄洪沟>万绿园西沟>海甸溪>南渡江>横沟河。

图5 陆源入海口TP的时空分布状况Fig.5 Spatial and temporal distribution of TP in land-based outlets

2.3.3 COD

由图6可知，在丰水期，观海台泄洪沟的COD质量浓度最高，为51.67 mg/L；秀英工业排污口和五源河也较高；海甸溪最低，为0.96 mg/L。在枯水期，五源河COD质量浓度最高，为58.43 mg/L；秀英工业排污口和观海台泄洪沟也较高；横沟河最低，为0.91 mg/L。大部分陆源入海口的COD浓度在丰水期高于枯水期，仅五源河、丘海大道泄洪沟、万绿园西沟和海甸溪的COD浓度枯水期高于丰水期。从整体上看，陆源入海口的COD平均浓度丰水期高于枯水期。陆源入海口的COD年均质量浓度最高为48.10 mg/L，最低为1.15 mg/L，从大到小排序为：五源河>秀英工业排污口>观海台泄洪沟>丘海大道泄洪沟>龙昆沟排污口>鸭尾溪>万绿园西沟>南渡江>海甸溪>横沟河。

图6 陆源入海口COD的时空分布状况Fig.6 Spatial and temporal distribution of COD in land-based outlets

2.3.4 氨 氮

由图7可知，在丰水期和枯水期，秀英工业排污口的氨氮质量浓度均最高，分别为8.55、5.92 mg/L；在枯水期，五源河的氨氮质量浓度也较高，为5.36 mg/L；其余陆源入海口的氨氮浓度在丰水期和枯水期均较低。大部分陆源入海口的氨氮浓度枯水期高于丰水期，仅秀英工业排污口和丘海大道泄洪沟的氨氮浓度丰水期高于枯水期。从整体上看，陆源入海口的氨氮平均浓度枯水期高于丰水期。陆源入海口的氨氮年均浓度最高为7.24 mg/L，最低为0.12 mg/L，从大到小排序为：秀英工业排污口>五源河>观海台泄洪沟>海甸溪>万绿园西沟>横沟河>丘海大道泄洪沟>龙昆沟排污口>鸭尾溪>南渡江。

图7 陆源入海口氨氮的时空分布状况Fig.7 Spatial and temporal distribution of ammonia nitrogen in land-based outlets

3 讨 论

本研究共分析了10处陆源入海口的水质状况。依据GB 3838—2002，五源河、观海台泄洪沟、丘海大道泄洪沟和鸭尾溪的水质全年6个时段均为地表水劣Ⅴ类；万绿园西沟的水质除2013年3月符合地表水Ⅴ类外，其余时段均为地表水劣Ⅴ类；海甸溪的水质在2013年6月和11月为地表水劣Ⅴ类，其余时段均为地表水Ⅳ类；横沟河在2013年6月的水质为地表水劣Ⅴ类，2013年11月为地表水Ⅴ类，其余时段均为地表水Ⅲ类；南渡江在2013年6月和2014年1月的水质为地表水劣Ⅴ类，2013年11月为地表水Ⅴ类，其余时段均为地表水Ⅲ类。依据GB 8978—1996，龙昆沟排污口和秀英工业排污口的水质全年达标，若依据GB 3838—2002，则全年为地表水劣Ⅴ类。因此，五源河、秀英工业排污口、丘海大道泄洪沟、龙昆沟排污口、观海台泄洪沟和鸭尾溪的污染物浓度远超过GB 3838—2002 Ⅱ类标准，万绿园西沟、南渡江、海甸溪、横沟河的超标情况相对较轻。

总体上，海口湾主要陆源入海口水质较差，主要污染物为TN、TP、氨氮和COD。国内外的相关研究也表明，陆源入海口的主要超标污染物大多涉及TN、TP、氨氮和COD其中1项或多项(见表3)。此外，海南省北部陆源入海口的超标污染物均包括TN、TP、氨氮和COD[10]102，龙昆沟排污口及邻近海域的在2007—2009年的主要污染物包括N、P、COD等[8]177-179。由此可见，TN、TP、氨氮和COD等可能已成为当前我国陆源污染入海的主要污染物。

表3 国内外的陆源入海口及近岸海域污染状况

在主要污染物中，TN超标最严重，TP、COD和氨氮的超标程度依次递减。近年来，海口市大力推进蔬菜瓜果种植和畜禽养殖业的发展，未吸收利用的农药化肥和畜禽养殖废物、废水随着地表径流形成面源污染。同时，大部分农村生活污水未经处理或简单处理便直接排放[27]，这些废弃物中含有大量的有机污染物和N、P等营养元素，极易随着径流或雨水向水体迁移。另外，旅游发展带来大规模人口聚集，洗涤剂等日用品大量消耗，污水产生量和水体中污染物负荷也大幅增加，部分生活污水直接排放入海。以上原因均能造成TN、TP、氨氮和COD等陆源污染物入海。

五源河和观海台泄洪沟在污染物超标种类和超标次数上显著多于其他陆源入海口，而横沟河的污染物超标种类和超标次数最低(秀英工业排污口和龙昆沟排污口除外)。海口市大部分乡镇的污水处理设施并不完善，农村卫生厕所普及率较低，大部分的农村生活污水和养殖废物、废水均直接排放。五源河流经乡镇后入海，水质超标一定程度上与农村生活污染源和农业污染源有关。此外，海口市污水管网还未完全覆盖主城区，部分城区生活污水也未经达标处理就随市内排水管道进入海口湾海域，严重影响了海口湾邻近海域的水体环境。横沟河上游产生的生活污水集中纳入污水管网，因此其污染程度也相对较轻。

由表3可以看出，江河陆源入海口的污染物浓度大多表现为枯水期>丰水期，而近岸海域的污染物浓度大多表现为丰水期>枯水期。这是因为在枯水期江河流量小，污染物浓度增大，受点源污染影响明显；在丰水期，地表径流带来大量的营养物质和污染物，近岸海域受面源污染影响较大。五源河和万绿园西沟的主要污染物浓度均为枯水期大于丰水期，受点源污染影响较大；秀英工业排污口TN浓度在枯水期较高，受点源污染影响较大，TP、COD和氨氮浓度在丰水期较高，受面源污染影响较大；其余陆源入海口主要污染物浓度变化因季节而异，同时受点源污染和面源污染影响，未呈现一致的变化规律。

4 结论与建议

4.1 结 论

五源河、秀英工业排污口、丘海大道泄洪沟、龙昆沟排污口、观海台泄洪沟和鸭尾溪的污染物浓度远超过GB 3838—2002 Ⅱ类标准，万绿园西沟、南渡江、海甸溪和横沟河的水质超标情况相对较轻。主要污染物为TN、TP、COD和氨氮。海口湾主要陆源入海口超标污染物中TN污染最严重，TP其次，COD和氨氮仅在少部分陆源入海口超标。海口湾主要陆源入海口同时受点源污染和面源污染影响。

4.2 建 议

海口湾沿岸布设了众多排水口，排出的污水全未经处理，极大地影响了海口湾的海洋环境质量，调整排污口的布局和污水排放方式刻不容缓；丘海大道泄洪沟属于海口市污水次干线，水质恶劣、有漂浮异物且伴有强烈异味，但在各项水务规划、环保规划中少有提及，关于丘海大道泄洪沟的污水处理和改造计划应早日纳入相关议程和规划；目前，TN还未列入海口市水污染物总量控制约束性指标，在今后的规划中，应尽早将TN列为总量控制的约束性指标，减少其污染隐患。

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[2] 海南省海洋与渔业厅.2010年海南省海洋环境状况公报[R].海口：海南省海洋与渔业厅,2011.

[3] 海南省海洋与渔业厅.2011年海南省海洋环境状况公报[R].海口：海南省海洋与渔业厅,2012.

[4] 海南省海洋与渔业厅.2012年海南省海洋环境状况公报[R].海口：海南省海洋与渔业厅,2013.

[5] 海南省海洋与渔业厅.2013年海南省海洋环境状况公报[R].海口：海南省海洋与渔业厅,2014.

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