胶州湾的石油污染及其防治对策

一、胶州湾的自然形势和使用概况 胶州湾位于山东半岛南部,濒临黄海,是驰名中外的交通贸易和输汕大港——青岛港的所在地。它肚大口小,经团岛和海西半岛仅3公里的湾口与黄海沟通。湾内水深浪平,面积约423平方公里,岸线长163公里。青岛地区今天的经济繁荣和未来经济腾飞都与胶州湾航运业的开发有直接关系。 胶州湾以北部和以西是平原,其余皆为崂山山脉和小珠山山脉构成的丘陵地带,风景秀丽,气候宜人,为青岛市发展旅游业提供了极好的自然条件。 沿岸有大沽河、城阳河、湾头河、娄山河、李村河和海泊河等向湾内注入淡水.海底地形平坦,水质饵料丰富,是鱼类的良好产卵场,也是青岛市发展海水养殖业的基地. 目前胶州湾岸线使用概况是:团岛至小港为修拆船工业,小港至大港为青岛港码头区,海泊河至娄山后是工厂、仓库区;白沙河至红石崖是盐业生产区;红石崖至黄岛是待开发     

胶州湾海域营养状况的化学指标分析

本文以无机氮(IN)、无机磷(IP)、化学耗氧量(COD)和溶解氧(DO)为化学指标参数,分析了胶州湾春、夏、秋三李的有机质污染状况和营养类型,结果表明:胶州湾有机质污染和富营养水域主要出现在湾东北部的海泊河、李村河和娄山河等河口附近,除范围有所差异外,其污染程度和营养类型的季节变化不明显,工业污水和城市生活污水是导致该海域有机质污染并使其呈富营养型的主要原因。本文还在国内外赤潮研究现有工作的基础上,分析了胶州湾海域今后发生赤潮的可能性。     

2007年环胶州湾入海河流污染状况和污染物入海通量分析

根据2007年入胶州湾的7条主要河流入海断面水体污染物调查资料,分析了各条河流的水质状况,并计算了COD、氨氮、总磷和油类等污染物的入海通量。结果表明,7条河流入海断面的水质均属于劣V类,而丰水期水质较好,枯水期和平水期水质相对较差;各河流的首要污染物不同,其中,板桥坊河为COD,海泊河、李村河与楼山河为氨氮,墨水河与镰湾河为油类,大沽河为总磷。从入海通量来看,大沽河、海泊河和墨水河的COD排海通量较大,约占7条河流排海总量70％左右;李村河、海泊河与墨水河的氨氮排海通量较大,约占7条河流排海总量的70％以上,对于总磷,大沽河排放量最大,约占7条河流排海总量的70％以上,对于油类,墨水河、李村河与大沽河排放量较大,占7务河流排海总量的70％以上。最后在分析各河流污染物来源的基础上,初步提出了防治水污染的相应对策和建议。     

胶州湾海泊河口水域水体的吸收、荧光特性与溶解有机碳的实验研究

实验研究了海泊河废水及其河口区水体的光学性质以及溶解有机碳(DOC)浓度,分析了光吸收系数(aCDOM)、最大荧光强度与DOC的关系.结果表明,海水中aCDOM在1.81～3.51 m-1内,平均值为2.39 m-1;而废水样品的aCDOM在0.59～16.23 m-1内,平均值为3.35 m-1.海水中aCDOM、光吸收指数斜率系数(S)、最大荧光强度以及DOC浓度都小于废水中相应的参数.水体中aCDOM、最大荧光强度以及DOC浓度三者之间均存在较好的线性关系.胶州湾东部海区海水中CDOM主要来源于海泊河排放的废水,由于水动力和潮汐作用较强而很快扩散,它们的浓度很快降低,在海泊河附近海区没有明显的积累.     

胶州湾水体重金属Hg Ⅱ. 分布和污染源

根据1980年6月,7月,9月,10月胶州湾水域调查资料,探讨和研究胶州湾重金属Hg的水质、平面分布、垂直分布、月变化以及污染源.结果表明:在胶州湾东部近岸,有三个Hg的重度污染源:海泊河、李村河和娄山河的河口区0.0832～13.04 μg/L,在近岸水域有两个Hg的轻度污染源:薛家岛的两侧0.0637～ 0.134 μg/L;在胶州湾近岸水域,其Hg的含量在0.030～0.050 μg/L之间;胶州湾中心水域,其Hg的含量都低于0.030 μg/L.胶州湾海域表层水和底层水中Hg含量分布的变化证实了Hg的迁移过程,表明了Hg入海后沉降较快,在胶州湾近岸水域沉降.通过胶州湾Hg污染的时空分布,认为人类活动造成Hg的污染,Hg污染的程度与采取的措施密切相关.因此,要治理胶州湾Hg的污染,首要的是采取措施控制陆源污染物的排放.     

胶州湾海域营养状况的化学指标分析

本文以无机氮、无机磷、化学耗氧量和溶解氧为化学指标参数，分析了胶州湾春、夏、秋三季的有机质污染状况和营养类型，结果表明：胶州湾有机质污染和富营养水域主要出现在湾东北部的海泊河、李村河和娄山河等河口附近，除范围有所差异外，其污染程度和营养类型的季节变化不明显，工业污水和城市生活污水是导致该海域有机质污染并使其呈富营养型的主要原因。本文还在国内外赤潮研究现有工作的基础上，分析了胶州湾海域今后发生赤潮的     

胶州湾河口沉积物中耗氧有机物的释放研究

以COD为耗氧有机物指标,通过对胶州湾海泊河河口沉积物引起的上覆海水COD变化的模拟实验,估算了耗氧有机物的释放量和释放速率,并对河口沉积物中耗氧有机物释放的影响因素和释放规律进行了研究。结果表明,胶州湾海泊河河口沉积物中耗氧有机物的释放对上覆水污染较重,泥水比、温度和溶解氧都对上覆水COD有明显影响,pH值的影响仅表现在前2 d。从总体变化趋势来看,静态海水中耗氧有机物的长期释放规律与悬浮态下的短期释放规律一致,而风干沉积物中耗氧有机物的短期释放规律用零级动力学方程拟合较好。     

基于拉格朗日方法的胶州湾物质输运特征研究

利用非结构网格有限体积海洋模型（FVCOM）,分析了胶州湾的拉格朗日余流、有限时间Lyapunov指数场（FTLEs）和拉格朗日相干结构（LCSs）的关系。结果表明:胶州湾西部的主要涡旋呈逆时针方向,中部从北向南分布着顺时针、逆时针、顺时针三个涡旋,东岸存在多个逆时针涡旋,大沽河河口、李村河河口和洋河河口存在小的余流涡。与余流结构相对应,在胶州湾内存在南北方向的拉格朗日相干结构的"脊","脊"与余流涡旋边界基本重合,是物质输运的通道,并对两侧物质输运起阻隔作用。本文从拉格朗日角度研究了胶州湾污染物输运特征,研究结果可解释污染物浓度局部高值现象,为胶州湾排污口的优化和海洋环境管理提供参考依据。     

纳米银对胶州湾西北部海区及河口区沉积物反硝化能力和功能基因丰度的影响

在胶州湾西北部海区和大沽河河口区选择S站和E站2个研究站位,现场采样带回实验室进行模拟培养,研究纳米银对沉积物反硝化能力、反硝化酶活性及功能基因丰度的影响.将不同剂量(0、135、1 350 mg·L~(-1))的纳米银添加至由表层沉积物和原位底层海水组成的培养体系中培养6 d,测定其在不同时间内NO_3~-和NO_2~-含量、NO_3~-还原酶和NO_2~-还原酶活性、反硝化功能基因narG和nirS相对丰度的变化,探讨纳米银对不同区域沉积物反硝化过程的影响和可能的作用途径.结果表明,纳米银胁迫对2个站位沉积物NO_3~-和NO_2~-的还原能力、NO_3~-和NO_2~-还原酶活性及narG和nirS的基因丰度均具有明显的抑制效应,纳米银浓度越高,抑制程度越强,并会导致NO_2~-累积量的增加;纳米银对NO_2~-还原酶的抑制程度明显大于NO_3~-还原酶,对功能基因nirS的抑制程度明显大于narG;纳米银胁迫对NO_3~-还原过程的影响主要通过对功能基因的抑制作用,而对NO_2~-还原过程的影响主要是通过对还原酶活性的抑制作用;纳米银对胶州湾西北部海域反硝化能力、NO_3~-还原酶和基因丰度的抑制程度大于大沽河河口区.     

紫露草微核法与化学分析法监测河流污水的对比试验

村河、板桥坊河、娄山河、湾头河)入海口断面水质污染情况进行监测,并与化学分析法作了对比.监测结果:五条河的污水对紫露草花粉母细胞染色体都有损伤作用,引起染色体断裂,在四分体时期产生微核,污水高度有毒时,使部分四分体细胞死亡.从四分体时期产生的微核率作为污染程度指标.得出娄山河污染最重,其次是李村河、海泊河,较轻的是板桥坊河、湾头河.与化学法测定多种污染物再进行统计处理.来评价各河口水质污染状况,取得了基本一致结果.此法是监测污水行之有效的一种生物法,其方法简单、经济、方便,能在短时间内测出水质污染程度,可作为理化方法评价环境污染的一种补充方法.     

环胶州湾河流入海口CDOM吸收光谱特征

为深入认识河流对胶州湾水体有机碳的贡献,于2016年4月-2017年2月对环胶州湾河流入海口进行双月采样,通过分析水体中DOC（溶解有机碳）和POC（颗粒有机碳）质量浓度及CDOM（有色溶解有机物）的吸收光谱特征,揭示环胶州湾入海口有机碳的分布特征,辨析CDOM的组成和来源,探讨其与主要环境因素的关系.结果表明:①环胶州湾河流入海口DOC和POC质量浓度范围分别为0.98~32.75和0.13~22.40 mg/L,其中李村河口最高,轮渡和大港相对较小.②a（355）（CDOM的吸收系数）变化范围为0.23~16.35 m-1,存在明显的季节性差异,与盐度成反比,其分布与DOC和POC基本一致.③研究区域水体中,表征CDOM分子组成、来源及芳香化程度的S_R[光谱斜率比,S_g（275~295 nm）/S_g（350~400 nm）]和A_{250 nm}/A_{365 nm}存在显著的时空差异.④夏季、秋季CDOM的整体分子量水平高于春季、冬季;轮渡、大港、板桥坊河和娄山河S_R相对较高,CDOM组成趋向于蛋白类或富里酸类物质.⑤轮渡、大港和镰湾河A_{250 nm}/A_{365 nm}相对较高,类腐殖质的芳香化程度较低,受海源控制;其他河口A_{250 nm}/A_{365 nm}相对较低,CDOM以陆源输入为主,其类腐殖质的芳香化程度较高,结构相对稳定而不易降解.⑥CCA（Canonical Correspond Analysis,典范对应分析）结果表明,DOC与CDOM吸收特性存在较好的相关性,河口CDOM主要来自地表径流,温度和DO是影响CDOM时空分布的主要因素.研究显示,CDOM的组成、降解的难易程度与来源密切相关,秋季生物量丰富,水体中腐殖酸所占比例增大,CDOM芳香度较高,不容易被降解.      

基于梯形模糊数的胶州湾东部沉积物重金属生态风险评价

通过整理近10 a来公开发表的有关胶州湾东部沉积物重金属的数据,对数据进行模糊处理,构建基于梯形模糊数的生态风险评价模型。结果表明各重金属的污染程度跨度较大,其中Zn的污染水平跨度最大;就生态风险而言,胶州湾东部除毒性系数较大的Hg和Cd处于低-高风险,海泊河口除Hg和Cd分别处于高-极高风险和高-很高风险外,其余重金属均为低风险;胶州湾东部和海泊河口沉积物重金属综合生态风险分别为为低-高风险和高-极高风险,分别隶属于中等风险和高风险的可能性最大。在进行重金属风险评价时,应重视Hg和Cd的风险。     

胶州湾入海污染物总量控制研究

在胶州湾水质数值模拟的基础上,建立了污染物总量控制模型.计算了各个点源的响应系数,分担率及环境容量.结果表明,胶州湾内COD各入海污染源均有余量,不需要削减.胶州湾东北部N、P污染较严重,污染物入海总量已经超过海域的环境容量.研究结果将为胶州湾污水排海、海域水质管理、总量控制规划编制提供科学依据.     

胶州湾入海污染物目标总量控制研究

根据对胶州湾水质的实际调查结果,确定DIN,COD为胶州湾的主要污染因子。对胶州湾陆源污染物现状入海量进行调查,并以2008年为基准年,以COD,NH3-N为预测因子,预测2010年胶州湾各排污单元污染物增加情况。提出基于现实、分阶段实行目标总量控制的总量分配原则,根据国家和山东省给青岛市下达的总量控制指标和2008年青岛主要污染物实际排放情况,确定2010年胶州湾COD排放总量控制目标为34675t,NH3-N入海通量总量控制目标为6943t,并对各排污单元的排放总量控制目标值进行了分配。     

胶州湾COD、N、P污染物浓度数值模拟

在已建潮流模型的基础上，建立了胶州湾三维变边界污染物平流-扩散模型，模拟了胶州湾COD、N、P污染物现状浓度分布。结果表明，胶州湾主要污染因子为N，海湾东北部污染较为严重，东岸形成一条狭长的带状污染区，模拟结果与实测资料符合良好。本文统计了COD、N、P超标面积，N超一类水域面积为253km^2，占整个胶州湾面积的64％，COD和P大部分水域满足一类海水水质标准。模拟结果可为胶州湾水质管理、入海污染物总量控制提供依据。     

胶州湾海洋动物体中重金属含量及评价

本文主要研究了胶州湾海水、海洋动物体中重金属含量，分析结果表明：沿岸河口地区海水中重金属含量较高，其重金属污染主要受沿岸工业排放废水的影响；海洋动物体中重金属含量为底栖动物大于鱼类；海洋动物体中重金属含量不仅受其所栖息海水中重金属含量的支配，而且受季节的影响；海洋动物对于铜比其它重金属具有较强的富集能力。     

利用胶州湾水环境指标分析青岛市环境经济关系

以青岛市-胶州湾为研究对象,选取胶州湾水体中DIN、PO4-P和COD年均浓度为环境指标,以青岛市人均GDP为经济指标,分析了1980~2010年胶州湾水体环境质量变化与青岛市经济发展的关系。结果表明,胶州湾水体中DIN浓度随时间呈线性增长趋势,但与青岛市人均GDP的拟合关系具有显著的EKC单峰曲线特征,人均GDP约4.5万元/a时出现转折点,此后DIN浓度随经济发展呈下降趋势。胶州湾水体中PO4-P和COD浓度与青岛市人均GDP呈现N型曲线关系,人均GDP约5.2~5.7万元/a时出现转折点。胶州湾PO4-P浓度随时间呈波动上升,但因胶州湾生态系统中P营养盐相对不足,PO4-P浓度会受到初级生产过程的影响,其随经济发展的关系并不完全由污染治理相关的经济活动所控制;COD浓度随经济发展有先下降后上升、再下降的趋势,能够显示经济发展的贡献,但更多地反映了点源治理的影响。点源、非点源污染治理和产业结构调整等措施是环境经济关系改善的主因,充足的环保投资则是其经济保障。本研究可为认识其它沿海城市的环境经济关系提供借鉴。