杭州湾海域水质中石油类的分布特征

俞梦男　叶林安　金余娣等

关键词：杭州湾;石油类;分布特征;相关性分析

中图分类号：P76;X55 文献标志码：A 文章编号：1005-9857（2023）04-0046-07

0 引言

随着我国经济的快速发展，石油通过石油开采、溢油事故、船舶运输、大气沉降和陆源排放石油及其炼制品等不同途径进入海洋，对海洋生态环境产生的危害不容忽视[1-2]。石油污染进入海洋后，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[3]。因此，研究海水中石油类的污染状况对保护海洋生态环境与实现海洋经济可持续发展具有重要意义。

杭州湾位于浙江省北部，是典型的强潮河口湾，潮波变形剧烈，具有潮大、流急、含沙量大等特点[4]，杭州湾上游及周边企业污染物排放和生活污水等随之入海，生态环境潜在风险较大。王姮等[5]根据2018年4月宁波杭州湾新区调查资料，对环境质量现状进行评价;陈思杨等[6]通过《资源环境承载能力监测预警技术方法（试行）》，对杭州湾等浙江省近岸海域的海洋生态环境承载能力进行评估;曹飞凤等[7]依据杭州湾区的近岸海域水文特征、水质状况以及陆源入海状况，对杭州湾区近岸海域进行污染状况及问题分析。本研究为及时掌握杭州湾海域水质中石油类污染的程度，根据2017—2019年12个航次的监测数据，分析杭州湾附近海域石油类的分布和季节变化特征，以期为杭州湾海域的海洋生态环境保护提供一定的基础支撑，也为海洋管理相关部门提供相应的决策依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集和分析

本研究于2017年3月至2019年11月在杭州湾海域布设12个采样点（图1）。

采样航次为2017年3月（冬季）、2017年5月（春季）、2017年8月（夏季）、2017年11月（秋季）、2018年3月（冬季）、2018年5月（春季）、2018年8月（夏季）、2018年11月（秋季）、2019年3月（冬季）、2019 年5 月（春季）、2019 年8 月（夏季）和2019年11月（秋季），共计12个航次。监测指标涉及石油类、叶绿素a、氨氮和悬浮物等。样品的采集、固定、储存运输、分析均严格按照《海洋监测规范》（GB17378-2007）执行[8]。其中，石油类采样时将500.0mL 玻璃瓶固定于采油器中，下放至表层海水中采集，然后立即用5mL的1∶3硫酸溶液酸化，送回实验室用正己烷萃取后，用TU-1901系列的紫外分光光度计测定石油类的含量。

1.2 评价方法

本研究用单因子指数法单独评价每个污染因子，单因子污染指数无量纲，经计算得出各自的达标率、超标率、超标倍数、统计倍数等结果[9]。数学表达式为：

1.3 数据统计

运用Surfer软件绘制杭州湾嘉兴近岸海域石油类污染物2017—2019年的季节平面分布图。采用SPSSStatisics25软件对石油类污染物的含量和其他环境评价因子进行Pearson相关性分析。

2 结果与讨论

2.1 石油类的含量及季节变化

2017—2019年杭州湾海域水质中石油类的含量变化如表1所示。

2017—2019年石油类含量范围分别为0.008～0.042mg/L、0.011～0.046mg/L、0.007～0.094mg/L，年度平均含量分别为0.023 mg/L、0.023 mg/L 和0.016mg/L。由结果可知，2017和2018年石油类含量相差不大，2019年的石油类含量相比前2年有明显降低。

在季节变化上，2017年由高到低依次为夏季、冬季、春季、秋季，2018年由高到低依次为春季、冬季、秋季、夏季，2019年由高到低依次为冬季、秋季、夏季、春季。可以发现石油类没有明显的季节变化特征，这主要由于石油类容易受物理因素的影响，杭州湾海域具有潮大、流急、含沙量大等特点，导致石油类污染不易聚集，易被冲散和吸附[10]。

2.2 石油类的分布特征

2.2.1 2017年4个航次石油类分布特征

2017年3月海水中石油类含量最大值出现在嘉兴近岸的143、145站位之间，为0.033mg/L，并向杭州湾南岸扩散，可能是受入海河流携带的污染物影响。2017年5月海水中石油类呈现双点源分布，143与147站位呈现2个高值点，含量最大值为0.036mg/L，整体趋势为向湾内及湾外逐渐降低。2017年8 月海水中石油类含量较高，最大值为0.042mg/L，该时期渔业捕捞及船只运输可能较为频繁，高值区分布在149站位海域附近，沿周围海域含量逐渐降低。2017年11月海水中石油类含量同样呈现明显的多点源分布特征，整体含量较低，最大值为0.021mg/L，高值区在147站位附近，向四周海域含量逐渐降低（图2和表1）。

2.2.2 2018年4个航次石油类分布特征

2018年3月表层海水中石油類同样呈现显著的多点源分布，高值区分布在149站位附近海域，含量最大值为0.041mg/L，总体趋势由点源向四周逐渐降低。2018年5月表层石油类含量较高，含量最大值为0.046mg/L，整体呈现由湾外向湾内逐渐降低的趋势，可能是5月处于国际船舶运输高峰期，受杭州湾南北岸港口作业影响所致。2018年8月表层海水中石油类整体呈现显著的点源分布，高值区分布在141、143 站位附近，含量最大值为0.031mg/L，可能是受沿岸入海径流排污与点源排放的影响。2018年11月表层海水中石油类高值区分布在141、147站位附近海域，含量最大值为0.031mg/L，同样是受沿岸入海径流排污及点源排放的影响，石油类含量向四周逐渐降低（图3和表1）。

2.2.3 2019年4个航次石油类分布特征2019年3月表层海水中石油类含量较高，含量最大值为0.094mg/L，可能是受年初嘉兴海域“佐罗”号船体相撞溢油及水温低、水体交换差的影响，高值区分布在150站位附近海域，含量最大值超过第一类海水水质标准，总体趋势由点源向南部海域含量逐渐降低。2019年5月表层石油类含量最低，高值区分布在141 站位附近，含量最大值为0.011mg/L，整体趋势较为稳定。2019年8月表层海水中石油类高值区分布在139站位附近，含量最大值为0.026mg/L，整体趋势由湾内向湾外含量逐渐降低。2019年11月表层海水中石油类呈现显著的多点源分布，高值区分布在139、140站位附近海域，含量最大值为0.021mg/L，整体趋势由点源向周围海域含量逐渐降低（图4和表1）。

2.3 石油类污染评价

2.3.1 单因子污染指数评价

本研究采用单因子污染指数法，以第一类海水水质标准值[11]作为参考标准，单因子污染指数以石油类含量的实测值与其评价标准的比值来确定（表2）[12]。

经计算，各航次石油类含量最大值、最小值、平均值的单因子污染指数如表3所示。

各航次石油类平均含量单因子污染指数均小于0.6，属于清洁的范畴，说明该海域的石油类污染较轻微。由最大值含量单因子污染指数可知，个别航次的个别站位出现异常值，此海域在2019年1月曾发生过轮船相撞的溢油事件，可能受此影响在2019年3月出现较高值;其他航次的最大值单因子污染指数均小于1.0，均能满足第一类海水水质标准。综上所述，从单因子污染指数的评价结果来看，杭州湾海域水质未受到明显的石油类污染。

2.3.2 环境评价因子的相关性

本研究采用石油类、叶绿素a、氨氮、悬浮物4个环境评价因子进行相关性分析，选用2017年5月和2018年5月2个航次的数据，用SPSSStatisics25软件对石油类含量及其他3个环境评价因子进行Pearson相关性分析，分析结果如表4和表5所示。研究海域石油类含量与水中悬浮物质量呈显著负相关，海水中悬浮物对石油类污染物有吸附作用，海水中悬浮物的质量越大，石油类含量越低;叶绿素a和氨氮污染物含量与石油类含量的相关性较低，表明石油类污染物分布受到叶绿素a和氨氮影响较小[13-14]。

３结论

2017—2019年杭州湾海域表层石油类含量范围分别为0.008～0.042mg/L、0.011～0.046mg/L和0.007～0.094 mg/L，年度平均含量分别为0.023mg/L、0.023mg/L 和0.016mg/L。季节变化上看，由于石油类容易受物理因素影响，没有体现显著的季节性特征;年际变化上看，2017 年和2018年石油類平均含量总体高于2019年，具有一定的下降趋势;平面分布上看，2017—2019年嘉兴近岸海域表层石油类含量主要呈现为多点源分布，高值区主要出现在嘉兴沿岸，部分出现在杭州湾南岸，整体趋势为点源向四周海域逐渐降低，主要受入海径流携带污染及点源排放的影响较大。

杭州湾海域石油类各次监测结果均能满足第一类海水水质标准，该海域海水受石油类污染程度较轻微，均为低含量范围内的波动。石油类含量与海水中悬浮物呈显著负相关，主要因为海水中悬浮物对石油类污染物有吸附作用，海水中悬浮物的质量越大，石油类含量越低。