胶州湾石油时空变化的过程及机制

第1章　胶州湾水域石油的分布及含量

 海洋石油污染已成为海洋污染中*严重、*受普遍关注的事件，它对海洋及近岸环境造成严重的危害。世界石油产量逐年增加，1970年产量约22亿t，而到1990年石油的产量已达30亿t。大量的含油废水、含油污染物及一些工业排放的污水、居民的生活污水排向海洋，不仅污染了陆地，也污染了近岸海域。因此，了解石油（PHC）对近海的污染程度，可以为治理海洋环境、恢复生态持续发展提供重要帮助。

 本章通过1979年胶州湾PHC的调查资料，探讨胶州湾海域PHC的来源、分布以及迁移过程，研究胶州湾水域PHC的分布特征和季节变化，为PHC污染环境的治理和修复提供理论依据。

 1.1　背景

 1.1.1　胶州湾自然环境

 胶州湾是一个半封闭的深入内陆的天然海湾，位于黄海中部、山东半岛南部，介于东经120°04′～120°23′，北纬35°58′～36°18′之间。水深较浅（平均水深为7m），湾口狭小（约2.5km），胶州湾内的海水全部交换完所需要的时间大约为15天。湾东部和东北部沿岸是青岛市的工业密集区域。胶州湾有洋河、大沽河等河流注入。在胶州湾的东部，有海泊河、李村河和娄山河，这3条河带有工业及生活废水，汇入海区，给胶州湾带来大量的污染物，对胶州湾的环境影响较大。

 1.1.2　材料与方法

 1979年5月和8月胶州湾水体石油烃的调查数据由国家海洋局北海环境监测中心提供。在胶州湾水域有8个站位：H34、H35、H36、H37、H38、H39、H40、H41（图1-1）。1979年5月和8月两次进行取样，根据水深取水样（大于15m时取表层和底层，小于15m时只取表层），调查采样中用抛浮式无油玻璃采水器采集表层海水样品500mL用于石油烃分析，样品采集后立即加入1∶3H2SO4溶液；调节样品至弱酸性（pH≈4），然后用0.01m3石油醚萃取两次，萃取液密封后在5±2℃条件下避光保存。在实验室中应用751GD紫外分光光度计测定水样中油类含量。这个方法与《海洋监测规范》（GB17378.3—2007、GB17378.4—2007、GB17378.7—2007）中规定的方法是一致的。

 1.2　石油的含量及分布

 1.2.1　含量

 5月，在胶州湾水体中，PHC的含量为0.08～0.32mg/L，整个水域超过了国家一类海水水质标准（0.05mg/L）。除了H38站位，整个水域都达到了国家三类海水水质标准（0.30mg/L）。只有在H38站位的水域，超过了国家三类海水水质标准（0.30mg/L）。

8月，水体中PHC的含量明显增加，达到0.10～1.10mg/L，整个水域都超过了国家一类海水水质标准（0.05mg/L）。除了H39站位，整个水域都达到了国家三类海水水质标准（0.30mg/L）。只有在H39站位的水域，超过了国家四类海水水质标准（0.50mg/L）（表1-1）。

 1.2.2　水平分布

 在春季，湾内水体中表层PHC的分布状况是其含量由东北向西南方向递减，从0.32mg/L降低到0.08mg/L，东北部的H38站位水体中PHC的含量为0.32mg/L。海泊河和李村河是东部相邻河流，在这两个河流入海口的中间近岸水域，以H38站位为中心形成了PHC的高含量区，PHC的含量大于0.30mg/L，明显高于西南水域：湾中心、湾口和湾外（图1-2）。

 在夏季，表层PHC含量的等值线（图1-3）展示以H39站位为中心，形成了一系列不同梯度的半个同心圆。湾的东北部有相邻的李村河和娄山河，在这两个河流入海口中间的近岸水域，形成了PHC的高含量区，这是以H39站位为中心的，PHC含量从中心高含量（1.10mg/L）沿梯度降低。从湾的东北部沿岸水域向湾的中心水域，PHC的含量由高（1.10mg/L）变低（0.10mg/L）。说明沿着海泊河、李村河和娄山河的河流方向，胶州湾水体中PHC的含量递减（图1-3）。

 在春季，在整个胶州湾表层水体中，PHC的表层含量为0.08～0.32mg/L。在夏季，PHC的表层含量为0.10～1.10mg/L，达到高值。以同样的站位，作8月与5月的PHC的含量差，得到H34、H40站位为负值，为-0.02～-0.01，其他站位都为正值，为0.01～0.91，而H34站位在湾外，H40站位在湾的*北端。说明在胶州湾的表层水体中，夏季PHC的表层含量几乎都高于春季。

 1.3　石油的迁移

 1.3.1　水质

 在胶州湾水域，春季PHC的含量达到了国家三类、四类海水水质标准。夏季PHC的含量也达到了国家三类、四类海水水质标准。而且在夏季，有些水域PHC的含量远远超过了国家四类海水水质标准，说明PHC严重地污染了这些水域。因此，在一年中，胶州湾水域在春季PHC污染较重，在夏季PHC污染更严重。

 1.3.2　污染源

 在时间尺度上，考虑春、夏季PHC含量的变化，研究结果表明，在胶州湾，夏季的表层水体中PHC的含量几乎都高于春季。说明从春季到夏季，PHC在整个胶州湾水域的含量是增加的。另外，在空间尺度上，海泊河、李村河和娄山河的入海口在胶州湾的东北部水域，为湾的东北部近岸水域提供了河流的输送，沿着河流的输送方向展示了PHC的含量形成了梯度变化：从高到低呈下降趋势。在春季，在海泊河和李村河的这两个入海口的中间近岸水域，形成了PHC的高含量区；在夏季，在李村河和娄山河的这两个入海口中间的近岸区域，形成了PHC的高含量区。表明胶州湾东北部的海泊河、李村河和娄山河是胶州湾PHC污染的主要来源。

 1.3.3　迁移状况

 在胶州湾水域，PHC从河口到湾外进行迁移。

 胶州湾东部和东北部沿岸是青岛市的工业密集区域，工业废水和生活污水排放比较多。而在胶州湾东部和东北部沿岸有3条河：海泊河、李村河和娄山河，这3条河基本上承担着工业废水及生活污水向胶州湾排泄的功能，给胶州湾带来大量含有PHC的污染物。

 在春季，海泊河和李村河水系均从湾的东北部入海，这些河流从陆地带来了大量的PHC，导致在胶州湾的东部和东北部地区PHC污染严重。表明胶州湾的东北部区域PHC含量较高，往西南方向递减。在春季，胶州湾水域PHC的含量较低。

 在夏季，李村河和娄山河水系均从湾的东北部入海，这些河流从陆地带来了大量的PHC，同时，河流处于汛期，导致在整个胶州湾水体中，PHC的含量普遍增加。表明在夏季，胶州湾的东部和东北部区域PHC的含量开始逐渐增加，含量较高，往西南方向递减。在夏季，胶州湾水域PHC的含量较高。

 1.4　结论

 在春季5月，在整个胶州湾水域，PHC的含量达到了国家三、四类海水水质标准。在胶州湾东北部的近岸水域，PHC的含量达到了国家四类海水水质标准，除此之外，胶州湾的其他水域（包括湾中心、湾口和湾外）都达到了国家三类海水水质标准。在夏季8月，在整个胶州湾水域，PHC的含量达到了国家三、四类海水水质标准。在胶州湾东北部的近岸水域，PHC的含量超过了国家四类海水水质标准，除此之外，胶州湾的其他水域（包括湾中心、湾口和湾外）都达到了国家三类海水水质标准。表明在时间尺度上，从春季到夏季，PHC含量是增加的；在空间尺度上，从湾的东北部近岸水域到湾的其他水域（包括湾中心、湾口和湾外）PHC的含量呈现从高到低的下降趋势。

 海泊河、李村河和娄山河带来了大量的工业废水和生活污水，其入海口都在胶州湾的东北部水域，导致胶州湾东北部海域水体中PHC的含量比湾的其他水域PHC的含量要高得多。随着夏季降水量的显著增加，胶州湾东北部海域水体中PHC的含量会更高。

因此，胶州湾水域中的PHC主要来源于工业废水和生活污水，表明加强对环境的保护，PHC的污染就会减少。