毕业论文：辽东湾海域质量评价.doc

本科生本科生毕业论毕业论文（文（设计设计） ） 题题 目：目： 辽东辽东湾海域湾海域环环境境质质量量评评价价 专业专业代代码码： ： 071401 作者姓名：作者姓名： 孙继孙继磊磊 学学 号：号： 2007202092 单单 位：位： 环环境与境与规规划学院划学院 指指导导教教师师： ： 刘衍君刘衍君 2011 年年 6 月月 1 日日 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） II 目目 录录 前言前言.1 1 研究区域概况研究区域概况.1 1.1 地理位置1 1.2 水环境质量概况2 2 污染源的调查与评价污染源的调查与评价3 2.1 沉积物质量调查与评价3 2.2 近岸海域贝类体内污染物残留状况4 2.3 海洋大气环境质量与污染物沉降通量5 2.4 入海排污口排污状况5 3 辽东湾海域水环境质量评价辽东湾海域水环境质量评价.6 3.1 辽东湾海域水环境质量评价指标选取.6 3.2 辽东湾海域水环境质量评价方法6 3.2.1 单项水质评价方法.6 3.2.3 水体富营养化状况评价方法.6 3.3 辽东湾海域水环境质量评价结果7 3.3.1 综合指数评价结果7 3.3.2 水体富营养化评价7 4 辽东湾海域水质影响因素分析辽东湾海域水质影响因素分析8 4.1 氮、磷排放导致赤潮频繁发生 ,危及海洋生物的生存8 4.2 污染物沉积近岸海底 , 对近海水质安全形成威胁.8 4.3 有机污染致使海产养殖病害 ,生物物种减少.8 5 辽东湾海域水环境保护措施辽东湾海域水环境保护措施.9 5.1 完善环境监督机制建设，加强执法管理9 5.2 快速推进城市污水处理厂建设.9 5.3 加快统筹治理河流污染，实施生态恢复9 6 结语结语.10 参考文献参考文献11 致致 谢谢.12 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） III 摘摘 要要 在对辽东湾海域水环境质量现状进行全面监测的基础上，着重分析辽东湾海 域海水环境污染的主要原因和污染物类型；根据各区域特定功能分区对其进行综 合评价与分析；提出了防治辽东湾海域污染的具体措施。 关键词：关键词：辽东湾；污染物；环境质量；保护措施 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） IV Abstract Liaodong Bay in the status of water quality on the basis of a comprehensive monitoring, analyzes the Liaodong Bay marine environment, major cause of pollution and pollution types; region-specific functional area according to its comprehensive evaluation and analysis; proposed control Liaodong Bay pollution of specific measures. Key words: Liaodong Bay; Pollutants; Environmental Quality; Protection measures 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） V 原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在指导老师指导下，独立进行研究 取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的 材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名： 日期 指 导 教 师 签名： 日期 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 1 辽东湾海域环境质量评价辽东湾海域环境质量评价 前言前言 辽东湾是渤海三大海湾之一，西起河北省大清河口，东至辽东半岛南端老 铁山角联线以北的渤海海域1。辽东湾地处北温带,气候、海域条件优越，海洋生 物资源、能源及矿产资源丰富，环境类型多样、岛屿景观奇特，浅海滩涂广阔， 开发利用的价值极高，是发展海洋水产、海盐和盐化工、海洋石油化工、矿产开 发、海水利用、海洋能源利用等海洋经济以及开发港口和海运、海洋旅游事业的 良好自然条件。随着国家振兴东北老工业基地的战略实施，辽东湾必将为辽宁乃 至整个东北地区的经济发展发挥越来越重要的作用。 改革开放以来，辽东湾同渤海的其他沿海陆域一样，经济得到快速发展，城 市化进程加快，沿海陆域排入近海的污染物迅速增加，加上船舶排泄、海岸工程、 海水养殖等排放物的不断增加，辽东湾海域的生态系统已受到严重的威胁2,3。 然而近年来，辽东湾逐步成为东北亚经济圈的重要地域，经济的快速发展为辽东 湾带来了大量的氮磷等生源物质以及重金属污染物，河口附近的海域不仅水质较 差，而且近岸海域的海洋生物体内污染物含量也很高。辽东湾的整体概况不容乐 观，研究该区域的整体概况并进行质量评价，为科学、合理、持续地开发该海区 的资源提供科学依据。 1 研究区域概况研究区域概况 1.1地理位置地理位置 辽东湾位于渤海的东北部，是渤海的三大湾之一，面积1万km2左右。西起辽 宁省西部六股河口，东到辽东半岛西侧的长兴岛，有辽河、大凌河、小凌河等注 入4。广义的辽东湾则指河北省大清河口到辽东半岛南段老铁山角以北的海域。 湾底地形自顶端及东西两侧向中央倾斜 ，东侧深于西侧 ,最大水深32米。全 湾被第三纪以来的厚层沉积物覆盖。湾顶与辽河下游平原相连，水下地形平 缓，构成小凌河口到西崴子 350公里淤泥质平原海岸。东西两岸与千山、燕山、 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 2 松岭相邻，水下地形较陡，形成基岩 砂砾质海岸。湾中央地势平坦，沉积 黑色微臭淤泥。 1.2水环境质量概况水环境质量概况 辽东湾是中国边海水温最低、冰情最重处，每年都有固体冰出现，受西北风 影响，东岸又较西岸为重。辽东湾海域水含盐度多低于30。近岸海域海水受 到不同程度的污染， 1996年通过全国沿典型近海海域海水水质监测结果分析， 近海海水水质以超三类和三类为主，年际间变化不大；从中可以看出无机氮、无 机磷和石油类依然是影响辽东湾海域海水质量的主要污染因子5-7。辽东湾海域 化学耗氧量超标率较高，重金属污染相对较轻，但铜在渤海和东海的个别海域超 标率较高；pH值和溶解氧指标有超标现象；辽东湾所在的渤海海域海水环境污 染程度很严重，仅次于东海海域。近年来，辽东湾海域水环境恶化，见图1。 2009 年，全海域未达到清洁海域水质标准的面积为 146 980 km2，其中较清 洁海域面积 70 920 km2，轻度污染海域面积约 25 500 km2中度污染海域面积约 20 840 km2，严重污染海域面积约 29 720 km2。严重污染海域主要分布在辽东湾、 渤海湾、莱州湾、江苏沿岸、长江口、杭州湾、珠江口和部分大中城市近岸局部 水域。 辽东湾海域的主要污染源有沉积物质量、近海岸的生态环境造成的污染、河 流入海带来的生物污染以及大气环境等。海水中的主要污染物依然是无机氮、活 性磷酸盐和石油类。 近岸海域贝类体内污染物残留情况比较严重，王修林等8监测与评价结果显 示，2009 年我国近岸海域部分贝类体内的铅、石油烃、砷、镉和滴滴涕残留水 平超第一类海洋生物质量标准，其中个别站位贝类体内的石油烃、砷和滴滴涕的 图 1 2009 年渤海水质等级分布示意图 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 3 残留水平超第三类海洋生物质量标准，表明我国近岸海域局部环境受到铅、砷、 镉和石油烃的污染。 辽东湾沉积物质量状况一般，局部海域受到镉、砷和石油类污染。近岸局部 海域沉积物受到镉、铜、滴滴涕和石油类污染。 2 污染源的调查与评价污染源的调查与评价 2.12.1 沉积物质量调查与评价沉积物质量调查与评价 被调查研究区域为辽东湾海域，调查表明，研究区域入海工业污染源排放的 污染物主要为有机物 (COD)、石油类9以及重金属。沿海城镇居民产生的生活污 水直接进入海洋形成入海市政生活污染源。大部分入海市政生活污染源的污水经 市政下水口直接入海，部分地区城市污水经城市污水处理厂处理后入海。市政生 近岸海域主要污染物及变化趋势近岸海域主要污染物及变化趋势 19972009 年变化趋势年变化趋势 海域海域 主要污染物主要污染物 汞汞 镉镉 铅铅 砷砷 铜铜 石油类石油类 滴滴涕滴滴涕 多氯联苯多氯联苯 1 辽东湾 2 渤海湾多氯联苯 3 莱州湾 4 金州湾至复州湾砷 石油类 5 黄海北部近岸滴滴涕 石油类 6 烟台至威海近岸 7 青岛近岸 8 苏北近岸 9 长江口 10 杭州湾 11 象山港 12 三门湾石油类 13 温州近岸铜 14 宁德近岸 滴滴涕 15 闽江口至厦门 16 粤东近岸 17 珠江口海域铜 18 粤西近岸 19 广西近岸 近岸海域综合质量及变化趋势近岸海域综合质量及变化趋势 20 海南近岸镉 1 14 15 17 19 20 3 6 7 8 9 10 11 13 16 18 4 5 12 2 沉积物综合质量 良好 一般 较差 显著改善 基本不变 显著变差 综合质量变化趋势 显著升高 升高 无明显变化趋势 显著降低 降低 数据年限不够 污染物变化趋势 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 4 图 2 近岸海域沉积环境污染现状及变化趋势16 活污染源。大部分入海市政生活污染源的污水经市政下水口直接入海，部分 地区城市污水经城市污水处理厂处理后入海。市政生活污水也包括了大量工业废 水。据调查，研究区域入海的市政生活污染源排放的污染物包括有机污染物(以 COD 计)、氨氮及总磷 3 种。 由图 2 可知，近岸海域沉积物质量状况一般。辽东湾沉积物质量状况一般，局 部海域受到镉、砷和石油类污染，砷污染严重。 2.2 近岸海域贝类体内污染物残留状况近岸海域贝类体内污染物残留状况 由图3可以看出辽东湾海域贝类体内砷、铅、石油类污染物基本无明显变化。 2009年，我国继续实施贻贝监测计划，旨在通过监测海洋贝类体内污染物的残留 水平，评估我国近岸海域的污染程度和变化趋势。监测的主要贝类种类。 海海 域域石油烃石油烃总汞总汞镉镉铅铅砷砷六六六六六六 滴滴涕滴滴涕 多氯联苯多氯联苯 大 连 近岸 辽东湾 渤海湾 莱州湾 烟台和威海近 岸 青 岛 近岸 苏 北 浅滩 南 通 近岸 杭州湾和宁波近岸 三门湾和温州近岸 宁 德 近岸 闽江口至厦门近岸 粤 东 近岸 深 圳 近岸 珠江口 粤 西 近岸 广 西 近岸 海 南 近岸 显著升高显著降低无明显变化趋势 图例说明 升高 降低 图 3 19972009 年近岸海域贝类体内污染物的残留水平变化趋势16 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 5 为缢蛏、文蛤、菲律宾蛤仔、紫贻贝、僧帽牡蛎、泥蚶、翡翠贻贝和四角蛤 蜊等10。 王修林等8监测与评价结果显示，2009 年我国近岸海域部分贝类体内的铅、 石油烃、砷、镉和滴滴涕残留水平超第一类海洋生物质量标准，其中个别站位贝 类体内的石油烃、砷和滴滴涕的残留水平超第三类海洋生物质量标准，表明我国 近岸海域局部环境受到铅、砷、镉和石油烃的污染。 2.3 海洋大气环境质量与污染物沉降通量海洋大气环境质量与污染物沉降通量 2009 年，国家海洋局在大连海域、青岛海域、长江口海域和珠江口海域四 个重点海域继续开展大气污染物监测，评价结果表明 20022009 年期间，辽东 湾海域大气中重金属沉降通量无明显变化或呈下降趋势。大气中铜、铅和总悬 浮颗粒物沉降通量无明显变化趋势，镉沉降通量呈下降趋势。 2.4 入海排污口排污状况入海排污口排污状况 由图 4 可知，主要超标污染物包括总磷、悬浮物、化学需氧量（）和 r C COD 氨氮，超标排放上述污染物的排污口占监测排污口总数的比例依次为 50.6%、41.1%、40.7%和 17.7%。 图 4 2009 年不同类型入海排污口的超标排放状况16 对入海排污口 3、5、8、10 月的监督性监测与评价结果表明：337 个排污口 存在超标排污现象，占监测排污口总数的 73.7%。其中，71 个排污口 1 次超标排 污，70 个排污口 2 次超标排污，55 个排污口 3 次超标排污，141 个排污口全年 4 次监测均超标，分别占监测排污口总数的 15.5%、15.3%、12.0%和 30.9%。 不同类型排污口的超标排放现象差异显著，超标率从高到低依次为：其他类 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 6 排污口（83.8%）市政排污口（81.1%）排污河（78.3%）工业排污口 （58.5%） 。 3 辽东湾海域水环境质量评价辽东湾海域水环境质量评价 3.1 辽东湾海域水环境质量评价指标选取辽东湾海域水环境质量评价指标选取 海水质量监测项目为温度、 盐度、 pH、DO、 COD、 悬浮物、 石油类、 TIN、 NO2-2N、NO3-2N、 NH3+2N、 PO43 -2P、 TP、 重金属等共 20 项。 采样与分析方法均按 海洋调查规范 海水化学要素观测 和 海洋监测规范提供的方法。 3.2 辽东湾海域水环境质量评价方法辽东湾海域水环境质量评价方法 采用标准指数法评价单项因子对环境产生的等效影响程度，采用综合指数法 评价海域水质综合环境质量现状。 3.2.1 单项水质评价方法单项水质评价方法 标准指数法计算公式为： jsjiji CCS , / DO 的标准指数为: s s s sf f )( 910 - - DODO DODO DO DO DODO DODO S j j j j DOj ）（ ）（）（ ）（ ）（ ）（）（ ）（）（ ）（）（.631/468 f DO 式中：为标准指数；为污染物 在监测点的浓度；为调查因子的评 ji S ,ji C , ij ji C , j 价标准值；为溶解氧的标准指数；为饱和溶解氧浓度； j DO S f ）（DO 为 站位的溶解氧测定值；为溶解氧的评价标准值；为 j DO）（j s ）（DO 站位的水温测定值。对该海域采用一类海水水质标准进行评价。j 3.2.2 综合评价指数方法综合评价指数方法 采用分指数的平均值和最大值的平方和的尼罗梅法，既考虑了平均分指数的 影响，也照顾到最大分指数的影响： WQI=式中： WQI 为多项污染的综合质量指标为各项污染 2 2 j 2 max SS max S 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 7 物中的最大分指数； = 为 j 站位各项污染物的分指数之平均值；n j S n 1ni jSi， 为评价因子种类数量。 3.2.3 水体富营养化状况评价方法水体富营养化状况评价方法 目前国内外关于水体富营养化程度评价的方法很多，我国常用的评价方法是 基于营养物质指标的营养状态指数法11以及基于营养盐限制性的潜在性富营养化 评价法12 采用富营养水平公式13:E =COD DIN DIP/450010- 6, 目前公认的海洋富营 养化标准:COD 为 13 mg/ dm3，DIN 为 0. 200. 30 mg/ dm3，DIP 为 0. 045 mg/ dm3以上；COD 在 310 的范围内为超营养。当 E1 时，即为富营养型。 3.3 辽东湾海域水环境质量评价结果辽东湾海域水环境质量评价结果 3.3.1 综合指数评价结果综合指数评价结果 辽东湾浅水区综合指数变化范围是 1. 958. 86 ，平均值为 3. 85。轻污染 站位只有 1 个，22 %的站位属污染级 ,61 %的站位属重污染，14 %的站位属恶 性污染。污染严重的站位一般都分布在近岸河口附近。去掉 TIN 指数的影响 , 整个海域综合指数平均值降为 2. 22，并且整个海域 75 %的站位属轻污染。由此 可知，整个海域 TIN 污染最为突出。 3.3.2 水体富营养化评价水体富营养化评价 E 指数总体都很高，变化范围为 5. 491. 5，平均值为 21. 4。平面分布十 分明显，双台子河入海口处向外海逐渐降低。 监测结果表明：COD 88. 6 %在 13 mg/dm3，11. 4 %超过 3 mg/ dm3，DIN 100 %超过 0. 30 mg/ dm3，DIP 27. 8 %超过 0. 045 mg/dm3。 因此，辽东湾水体属富营养化型，说明该海域质量已明显恶化，其中 TIN 贡献最大。 4 辽东湾海域水质影响因素分析辽东湾海域水质影响因素分析 4.1 氮、磷排放导致赤潮频繁发生氮、磷排放导致赤潮频繁发生 ,危及海洋生物的生存危及海洋生物的生存 今年来，辽东湾逐步成为东北亚经济圈的重要地域，经济的快速发展维辽东 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 8 湾带来了大量的氮磷等生源物质以及重金属污染物，河口附近的海域不仅水质较 差，而且近岸海域的海洋生物体内污染物含量也很高，部分海区的水质呈富营养 化，辽东湾海域的生态系统已受到严重的威胁，根据 20042008 年的监测数据， 分析和探讨了辽东湾海域水体营养盐和重金属的分布特征、 季节变化特征及水 质的综合状况， 以期为辽东湾污染治理和赤潮的防治提供科学依据。 赤潮的危害是多方面的，主要表现为:首先是大量赤潮生物的呼吸作用，季 度性消耗水中的溶解氧，使鱼、虾、蟹、贝类等生物因缺氧而窒息死亡;再者， 密集的赤潮生物或其胞外物质堵塞鱼、虾的鳃也会使之窒息死亡；赤潮生物死亡 分解除消耗溶解氧外，还会产生硫化氢，这也会危及海洋生物的生存。 4.2 污染物沉积近岸海底污染物沉积近岸海底 , 对近海水质安全形成威胁对近海水质安全形成威胁 辽东湾近岸大部分海域的底质沉积环境质量状况良好，但是一些海域的海底 沉积环境受到污染，特别是部分河口、港口、海湾海域沉积环境污染严重，主要 污染物除有机物、营养盐外，还有重金属等。在一些污染严重的海域底质沉积物 中，还检测出人工合成的难降解的有机物 PCB，DDT，酞酸脂，多环芳烃等有 害有毒的污染物，对海域沉积环境及近海水质安全造构成严重威胁。沉积环境污 染严重的海域主要是锦州湾、辽河口、大连湾和鸭绿江口海域。 4.3 有机污染致使海产养殖病害有机污染致使海产养殖病害 ,生物物种减少生物物种减少 有关研究表明,养殖水体有机污染是诱发病毒、弧菌大量繁殖,并引起近海水 域生物病害的主要原因。1993 年，包括辽东湾在内的全国对虾养殖业病害大规 模暴发,实际上就是近海环境污染加剧、生态环境恶化的结果。导致对虾病暴发 的病毒、细菌 (主要是弧菌)、原生动物等病原微生物,有的来自陆地，有的来自 国外或外地的携病源生物的虾苗、亲虾，有的是海洋中原有的10-14。但是,可以 肯定种种病原微生物只有在水质污染 (尤其是有机污染)、养殖水生动物种群密度 过大，以及海水中其他理化性质条件适宜时才能导致病害暴发,养殖的鱼、虾死 亡。 5 辽东湾海域水环境保护措施辽东湾海域水环境保护措施 5.1 完善环境监督机制建设，加强执法管理完善环境监督机制建设，加强执法管理 是要进一步完善环境监督机制建设，尽快制定地区、 城市、 河流及企业的 污染物排放控制指标，并明确环保问责制，将环境指标真正纳入官员考核机制， 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 9 在重要河流流域水环境的管理上，要根据流域整体性组织环保监测，海域与渔业， 水利、 城建、 林业、 农业等部门开展联合监测和执法，分地区、分段确定污 染物排放指标、 明确责任，严格实行环境责任跟踪制度, 谁污染谁负责。 5.2 快速推进城市污水处理厂建设快速推进城市污水处理厂建设 海域污染的最主要原因是陆源污染物的排放, 污水处理厂、 站建设滞后。 防治海洋污染，必须先控制陆源上游河流污染物含量，实现达标排放，需要政府 出台有关政策鼓励企业、 个体及股份在生产企业集中河流污染源下游修建污水 处理厂、站，或在生产过程中同时处理污水，达到标准排入河流。要加强环境执 法力度，(1) 对清理出的死灰复燃的中小型污染环境严重的企业，一律取缔，采 取拆除设备、 断水断电的强制措施，防止死灰复燃。 (2) 对不符合国家产业调 整政策的企业一律关闭，生产设备就地销毁，严禁向其他地区转移。 (3) 对未经 环保部门批准的项目必须立即停产，拆除生产设备，不得恢复生产。 (4) 对超标 排放污染物和不正常使用污染物处理设施、 有偷排偷放违法行为的企业，一律 停产整顿。(5) 目前已经停产的企业，未经市环保部门与海洋与渔业主管部门验 收，一律不得开工生产。对治理达标无望的，一律关闭。(6) 企业建设过程中需 同时修建和完善排水网和污水处理设施，解决污水排放出路问题。 (7) 对环保及 海洋与渔业主管部门审批、 验收和排污申报登记手续健全，符合环保法和海洋 环境法律法规规定的企业，要采取严格的日常监管措施，确定稳定达标。 5.3 加快统筹治理河流污染，实施生态恢复加快统筹治理河流污染，实施生态恢复 (1) 采取 “一河一策” 治理河流污染。不同河流其污染源、污染物及污染 量都有区别，应在详细摸清污染状况的前提下，制定有针对性的治理对策。例如， 大凌河上游的主要污染来自朝阳城市污水和朝阳造纸厂排放的工业废水，应尽快 制定朝阳城市污水和朝阳造纸厂工业废水的具体治理措施和规划。金城造纸集团 年排放 COD 占大凌河流域工业 COD 排放总量 77%，有专家提议是否可将金 城造纸集团的工业废水经过一级处理后，通过专用排污管线排入附近的芦苇湿地， 即减少了企业废水治理费用，又能为芦苇湿地补充富含营养的水。(2) 充分利用 湿地降低农村面源污染农村的面源污染由于污染面广，不利于集中防治。应着眼 于改变生活方式和生态调节来降低污染产业的影响。例如，可以通过鼓励实施封 山育林和植树造林等措施，促进森林生态系统的恢复，提高水源涵养能力，保证 河流水的流量。恢复并增加流域湿地及草甸的面积，发挥湿地及草甸对水的净化 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 10 作用，提高水体的自净能力。建立科学的用水机制，规范涉水行为，以水定发展， 从节约用水、合理开发水资源、保护生物多样性等方面，确保河流合理的径流量， 保证生态用水。(3) 建立多部门联合体系共同保护海洋环境。 6 结语结语 近岸海域污染主要原因一是城市工业废水、生活污水等的陆源排放，二是海 域环境管理薄弱15。辽东湾浅水区蕴藏着丰富的油气资源，又是海洋养殖区。并 且，该水域也是湿地自然保护区和珍惜濒危海洋生物保护区。因此，应采取必要 措施控制陆源污染物进一步加重水体的恶化，并加大海洋管理力度，以便合理开 发和利用现有资源，促进资源开发和环境保护的协调发展。 聊城大学本科毕业论文聊城大学本科毕业论文（设计）（设计） 11 参考文献参考文献 1 袁宇，朱京海，侯永顺，等.辽东湾入海污染物调查及海域水质安全分析 J. 中国安全 科学学报, 2008, 18(2): 122161. 2 国家环境保护总局.渤海碧海行动计划 (国务院国函 2001124 号文 ) Z,2001. 3 国家环境保护总局等六部委.辽河流域水污染防治“十五”计划 (国务院国函 200313 号 文 ) Z,2003. 4 邹立言，