杭州湾周边区域的污染负荷及其特征研究＊

2012-11-06黄秀清杨耀芳

海洋开发与管理 2012年5期

关键词：杭州湾面源污染源

刘莲，黄秀清，曹维，杨耀芳

（国家海洋局宁波海洋环境监测中心站宁波 315040）

杭州湾周边区域的污染负荷及其特征研究＊

刘莲，黄秀清，曹维，杨耀芳

（国家海洋局宁波海洋环境监测中心站宁波 315040）

文章主要对杭州湾及其沿岸各县（区）的工业、生活、农业、畜禽养殖和海水养殖等污染负荷及贡献率进行了系统、定量的分析与研究。研究结果表明：杭州湾各污染源中，工业污染负荷和贡献率最大，其次为畜禽养殖污染，同时生活和农业面源污染负荷亦不容忽视；杭州湾周边12个县（区）中，萧山、绍兴的污染负荷和贡献率相对最大；加强萧山和绍兴等区域的污染负荷控制，尤其是来源于工业和农业面源排放的CODCr和畜禽养殖排放的BOD5以及农业面源和畜禽养殖排放的总氮及总磷等，对杭州湾污染源和污染物的削减以及海域环境的改善等都起着关键性作用。

杭州湾；污染负荷；贡献率；特征

随着经济社会的快速发展，沿海地区开发强度持续加大，对近岸海洋生态系统产生巨大的压力，几乎中国所有的近岸海域都面临着富营养化等环境污染的威胁［1］，如何实现控制污染、改善环境质量，是当前亟待解决的突出问题。据相关报道，海洋污染物中80%是陆源污染物［2－3］，陆源污染主要包括工业污染源、生活污染、畜禽粪便污染、农业化肥污染和水土流失等，陆源污染物随地表径流以及入海排污口排放等方式进入海洋。另外，如不合理的养殖等海洋资源的不合理开发利用虽是次要的但也是不能忽略的原因［4］。

杭州湾位于我国东部沿海浙江省东北部，是钱塘江入海形成的喇叭状河口海湾，杭州湾周边地区是我国人口最密集、工业最发达的地区之一，拥有素有鱼米之乡之称杭嘉湖平原、长江三角洲和萧绍宁平原，每年有大量的生活污水、工业废水、农业退水和浅海养殖废水等进入该海域，造成水体水质恶化、生态环境和海洋资源受损。因此，了解该区域的污染现状和特点，对防治海洋污染、保护海域生态环境有着重要意义。有关杭州湾污染研究，多年来主要从物理、生物和化学等角度对海域水体中的氮、磷和重金属等污染物的含量变化、分布特征及污染成因等进行了分析与探讨［5－6］，也有学者主要从农业非点源［7－10］等陆域污染角度对杭州湾污染负荷进行了研究。如，2002年钱秀虹等［7］分析杭嘉湖区域农业非点源污染负荷贡献率，而从点源和非点源等全面角度以及杭州湾整个区域进行污染源分析与研究，目前尚未见报道。因此，本研究主要从工业污染、生活污染、农业污染、畜禽养殖污染及海水养殖污染等陆源和海域、点源与非点源角度，系统分析了杭州湾及其沿岸各县（区）各污染源的污染现状以及分布特征，定量研究和分析杭州湾周边区域各污染源的污染负荷及其贡献率，为杭州湾的污染控制及其海域环境容量研究等提供基础依据。

1 研究区域及方法

1.1 研究区域

研究区域为杭州湾南、北两岸的各县（区），包括了上海、嘉兴、杭州、绍兴和宁波，即北岸主要有上海的南汇区、奉贤区、金山区和嘉兴的平湖市、海盐县、海宁县，南岸主要有杭州的萧山区、绍兴市的绍兴县、上虞市和宁波的余姚、慈溪和镇海等，共12个县（区）。

1.2 数据收集

杭州湾污染源，主要包括点源（工业企业排污）和面源（生活、农业化肥、禽畜养殖、水土流失及海水养殖等）。污染源数据的收集，以12个县（区）为单元，分类收集各项原始数据（数据从略），同时收集用于负荷核算的必需参数。其中，点源污染源强通过当地环保局统计资料收集获取。面源污染主要通过收集沿岸县市人口、耕地面积、禽畜养殖量和海水养殖量等统计数据（主要从统计年鉴上获取，数据量不足时通过渔业局和水利局等部门获取），采用相关计算公式计算出面源污染源强。数据主要以2008年为基准。

1.3 计算方法

对于面源污染负荷估算，本研究选择输出系数法［11］，计算方法如下：

式中：L为污染物流失总量，kg；Ei为不同类型的污染物输出系数，即单位面积或每头（只）畜禽、人均生活污染的污染物年输出量，kg·km－2·a－1；Ai为第i类土地利用类型的面积或第i种牲畜数量、人口数量，km2、头（只）或人；Ii为单位面积或每头（只）畜禽粪便、人均生活污染的第i种污染源污染物量，kg。

点源（工业企业）污染负荷估算方法主要是通过对点源污染排放数据的实际调查而得出。

1.4 各污染源的排污系数

根据有关文献［12－21］，确定了各污染源排入水体的排污系数如表1所示。

表1 各污染物排放系数

2 结果与讨论

表2为杭州湾各污染源的污染负荷及其贡献率情况。由表2可知，工业污染负荷最大，对总污染负荷的贡献率约32.59%，杭州湾地处长江三角洲南翼，为环杭州湾区域的中心地带，跨上海市和浙江省，工业发达。据统计显示，2008年杭州湾沿岸工业企业约2 700家，工业总产值达14 807.86亿元，约占国内生产总值的61.63%，2008年的工业废水排放总量为56 453.6万m3/a，其中COD排放总量为100 614.9 t/a，氨氮总量为6 757.4 t/a，主要为印染、电镀、纺织、造纸、皮革、化工、医药、塑料和农产品加工等，工业污染成为杭州湾沿岸最主要的污染源；其次为畜禽养殖污染负荷，其贡献率为27.69%，成为第二大污染源，这与2002年钱秀虹等［7］“诸污染源中，以畜禽粪尿污染的贡献率最大”的研究结果相同；生活和农业面源的污染负荷和贡献率亦不容忽视，均近20%左右。另外，由于杭州湾为强潮海区，且总体呈南冲北淤的演变趋势，再加上临港工业的快速发展，土地围垦政策的实施，使得沿岸滩涂及浅海养殖等养殖面积不断减少，据调查统计显示，近年来一般在1 333.3～2 000 hm2/a，减少率3%左右，2000—2005年，嘉兴约减少了4 273.3 hm2，减少率约24.6%。因此，与浙江省其他港湾如象山港［22］和乐清湾［13］等相比，海水养殖污染对杭州湾海域的贡献率较小，其贡献率仅为1.64%。

由表2还可知，CODcr的主要来源为工业污染，占总量的48.59%，其次是农业面源，占总量的21.01%；BOD5的主要来源是畜禽养殖，占总量的69.35%，其次是生活污染，占总量的26.06%；总氮（TN）的主要来源为农业面源污染和畜禽养殖，分别占总量的34.46%和32.23%；总磷（TP）的主要来源为畜禽和农业面源污染，分别占总量的40.22%和34.72%。

表2 杭州湾各污染源的污染负荷及其贡献率

表3 杭州湾周边各县（区）不同污染物的污染负荷及其贡献率

表3为各污染物的污染负荷及其贡献率在杭州湾周边各县（区）中的分布情况。由表3可知，杭州湾周边12个县（区）中，萧山的污染负荷位居第一，其贡献率为24.07%；绍兴次之，其贡献率为11.35%；镇海最低，其贡献率仅为1.73%。另外，CODcr排放量最大的是萧山，其次是绍兴和金山；BOD5排放量最大的是萧山，其次是海盐和平湖；总氮和总磷排放量较大的主要是萧山、上虞和宁海。上述分布特征与各区域的人口、工业、农林渔及畜禽养殖等社会经济综合发展水平密切相关，如据2008年各县（区）的统计年鉴及相关统计显示，在各县（区）中，工业废水排放量以萧山、绍兴和金山最大，分别占总排放量的31%、22%和12%，镇海最小为1.17%；人口以萧山、南汇、慈溪最大，分别占总人口的13.59%、12.08%和11.73%，镇海区最少为2.85%；农业化肥施用面积（主要为水田、旱地和园地等）则以萧山、海宁最大，分别约占总面积的17%和19%，镇海最小为2%。因此，加强萧山和绍兴等区域的污染负荷控制，尤其是来自于工业和农业面源污染排放的CODCr和畜禽养殖排放的BOD5以及农业面源污染和畜禽养殖排放的总氮和总磷等，对杭州湾污染源削减，改善海域生态环境起着关键性作用。

3 结论

（1）杭州湾各污染源中，工业污染负荷最大，其贡献率约32.59%，工业污染为杭州湾沿岸最主要的污染源；其次为畜禽养殖污染负荷，其贡献率为27.69%；同时生活和农业面源负荷亦不容忽视，其贡献率均近20%；渔业污染负荷最低，其贡献率低于2%。

（2）杭州湾各污染物中，CODcr的主要来源是工业和农业面源，分别占其总量的48.59%和21.01%；而BOD5的主要来源是畜禽养殖，约占70%，其次为生活污染，约占26.06%；总氮和总磷则主要来源于农业面源污染和畜禽养殖，总氮分别占34.46%和32.23%，总磷分别占40.22%和34.72%。

（3）杭州湾周边12个县（区）中，萧山的污染负荷位居第一，其贡献率为24.07%；绍兴次之，其贡献率为11.35%；镇海最低，其贡献率仅为1.73%。另外，CODcr排放量最大的是萧山，其次是绍兴和金山；BOD5排放量最大的是萧山，其次是海盐和平湖；总氮和总磷排放量较大的主要是萧山、上虞和宁海。

（4）加强萧山和绍兴等区域的污染负荷控制，尤其是来源于工业和农业面源排放的CODCr和畜禽养殖排放的BOD5以及农业面源和畜禽养殖排放的总氮和总磷等，对杭州湾污染源和污染物的削减以及海域环境的改善等都起着关键性作用。

［1］付青，吴险峰.我国陆源污染物人海量及污染防治策略［J］.中央民族大学学报：自然科学版，2006，15（3）：213－217.

［2］陈可亮，朱晓东，王金坑，等.厦门市海岸带水污染负荷估算及预测［J］.应用生态学报，2007，18（9）：2091－2096.

［3］涂振顺，黄金良，张珞平，等.沿海港湾区域陆源污染物定量估算方法研究［J］.海洋环境科学，2009，28（2）：202－207.

［4］张蕾.试论中国近海污染问题［J］.江苏教育学院学报：自然科学版，2009，26（4）：27－29.

［5］张健，施青松，邬翱宇，等.杭州湾丰水期主要污染因子的分布变化及成因［J］.东海海洋，2002，20（4）：35－40.

［6］董恒霖，蒋国昌，王玉衡.杭州湾附近水中的硅、氮、磷［J］.东海海洋，1986，4（4）：95－104.

［7］钱秀虹，徐建民，施加春，等.杭嘉湖水网平原农业非点源污染的综合调查和评价［J］.浙江大学学报：农业与生命科学版，2002，28（2）：147－150.

［8］王婧，单保庆，张钧.杭嘉湖水网地区农村面源污染研究［J］.农业环境科学学报，2007，26（增刊）：357－361.

［9］钱忠龙.水稻化肥、农药双减增效与农业面源污染防治［J］.上海农业科技，2006（5）：78－80.

［10］全为民，沈剑峰，董妹勤，等.杭嘉湖平原农业面源污染及其治理措施［J］.农业环境与发展，2002（2）：22－24.