2014-2我国海洋污染现状

国情研究NATIONALCONDITIONS

我国海洋污染现状尧生态修复技术及展望

因陈晶

张毅敏汪龙眠

杨阳

林超

吴晗

由于海洋生态环境问题日益突出袁生态系统退化的趋势也越来越严重袁海洋生态环境的修复引起了国内外专家的广泛关注遥与国外相比袁我国目前海洋生态修复技术水平还比较薄弱袁为保护海洋生态系统袁有必要开展海洋生态修复理论与实践研究袁制定系统的海洋生态修复战略方案遥

以海洋生物为主体的海洋生态系统袁在维系自然界物质循环尧净化环境尧缓解温室效应等方面发挥着重要作用遥我国海域宽阔袁维持稳定的海洋生态系统袁不仅有利于我们当前的生存与发展袁更是一件关系到子孙后代长远发展的大事遥然而袁随着我国海洋经济的发展袁开发利用海洋的活动日益增多袁导致近海海域污染日益严重袁我国海域海洋生态环境面临着前所未有的威胁和破坏院部分近岸海域尧港湾污染逐年加剧袁氮尧磷等富营养元素浓度严重超标袁水体富营养化日趋严重袁水域生态系统功能丧失袁赤潮频繁爆发袁海域生物多样性急剧下降袁部分近岸海域呈现荒漠化袁许多优质鱼种无法形成鱼汛袁而有害生物的种类和种群密度增加遥海洋生态系统的保护与修复已刻不容缓遥

面积为67880公里2袁较2011年增加了24080公里2遥渤海尧黄海尧东海和南海劣于第四类海水水质标准的海域面积分别增加了8870尧6990尧6700和1520公里2遥劣于第四类海水水质标准的区域主要分布在黄海北部尧辽东湾尧渤海湾尧莱州湾尧江苏沿岸尧长江口尧杭州湾尧珠江口的近岸海域遥近岸海域主要污染要素是无机氮尧活性磷酸盐和石油类遥南海中南部中沙群岛及南沙群岛海域水质状况良好袁海水中无机氮尧活性磷酸盐尧石油类和化学需氧量等监测要素均符合第一类海水水质标准遥

20世纪末以来袁由于江河携带大量陆源污染物入

海袁我国近岸2/3的重点海域受到营养盐污染遥其中袁辽河口尧大连湾尧胶州湾尧长江口尧杭州湾尧象山湾尧三门湾尧乐清湾尧闽江口尧珠江口等海域污染较重袁且污染范围不断扩大袁大部分河口尧海湾以及大中城市邻近海域污染日趋严重遥至2012年袁经由全国72条主要河流入海的污染物量分别为院化学需氧量渊CODCr冤1388万吨袁氨氮32.8万吨袁硝酸盐氮228万吨袁亚硝酸盐氮6.2万吨袁总磷渊NP冤35.9万吨袁石油类9.3万吨袁重金属4.6万吨渊其中锌40147吨尧铜3710吨尧铅2067吨尧镉226吨尧汞77吨冤袁以及砷3758吨遥连续两年实施监测的50条河流入海污染物量统计结果显示袁2012年经由河流入海的CODCr较2011年降低14%袁硝酸盐氮尧总磷分别增加38%尧47%遥

海洋生物是海水环境和沉积环境污染的直接受害对象袁并且海洋环境中的污染物对海洋生物质量的影响具有累积作用袁其体内的污染物含量反映了其生存环境的质量袁可食用底栖生物质量的好坏对人体健康更是有着直接的影响遥目前袁我国海洋生物质量状况并不十分乐观袁主要表现为院海洋生物结构失衡袁珍稀濒危物种减少曰主要经济生物体内有害物质残留量偏高曰

（66卷2

期）

我国近海环境污染现状

全海域环境质量状况

重遥我国近海水质劣于一类海水水质标准的面积袁从

1990年代以来袁我国海洋环境污染一直比较严

1992年的10万公里2上升到1999年的20.2万公里2袁平均每年以14.6%的速度增长遥到2012年夏季袁我国管辖海域海水环境状况总体较好袁但近岸海域海水污染依然严重遥符合第一类海水水质标准的海域面积约占我国管辖海域面积的94%曰符合第二类尧第三类和第四类海水水质标准的海域面积分别为46910尧302海水水质标准的海域

1

陈晶袁硕士曰杨阳袁硕士曰林超袁硕士曰吴晗袁硕士院常州大学袁常州213116遥

张毅敏袁教授曰汪龙眠袁博士院环境保护部南京环境科学研究所袁南京210042遥

ZhangYimin袁Professor曰WangLongmian袁Doctor院Nanjinginstituteofenvironmentalsciences袁MinistryofenvironmentalprotectionofChina袁Nanjing210042.

2014年3月

国情研究NATIONALCONDITIONS

沿岸经济贝类卫生状况欠佳遥

态区域为重点袁对我国管辖海域994个站位开展的海

2012年春尧夏季袁以典型海洋生态系统和关键生

复是在生态系统自我修复能力的基础上袁结合物理尧化学尧生物等人为干扰措施促进生态系统的恢复遥

当生态系统完全退化或丧失时袁采用相应的措施重建新的生态系统的过程称为生态重建袁还包括重建某区域没有的生态系统的过程袁生态修复是生态系统自我恢复尧发展和提高的过程袁在生态修复中袁生态系统的结构及其群落由简单向复杂尧由单功能向多功能转变遥生态修复并不是对某个物种的简单修复袁而是对生态系统的结构尧功能尧生物多样性和持续性等进行的全面有效性恢复袁因此生态修复过程应该尽可能减少人为的干扰措施袁让生态系统的自然调节尧恢复和进化功能充分发挥遥

从1970年代开始袁国内外近40年的生态恢复研究主要涉及森林尧农田尧草原尧荒漠尧河流尧湖泊和废弃矿地等遥与陆源生态修复相比袁海洋生态修复的研究起步较晚遥但近些年来袁由于海洋生态环境问题日益突出以及生态系统退化趋势日益严重袁海洋生态系统的恢复与重建受到广泛关注袁国内外已开展了大量的海洋生态修复研究遥

洋生物多样性状况监测中袁共鉴定出浮游植物636种袁浮游动物704种袁大型底栖生物1087种袁海草7种袁红树植物10种袁造珊瑚礁68种遥浮游生物和底栖生物的物种数和生物多样性指数从北至南呈增加趋势袁符合其自然分布规律遥

我国海域生物多样性状况监测表

海域

生物多样性监测

鉴定出浮游植物182种袁主要类群为硅藻和甲藻曰

鉴定出浮游动物77种袁主要类群为桡足类和水母类曰

鉴定出大型底栖生物343种袁主要类群为环节动物尧软体动物和节肢动物遥

鉴定出浮游植物214种袁主要类群为硅藻和甲藻曰

鉴定出浮游动物66种袁主要类群为桡足类和水母类曰

鉴定出大型底栖生物250种袁主要类群为环节动物尧软体动物和节肢动物遥

鉴定出浮游植物336种袁主要类群为硅藻和甲藻曰

鉴定出浮游动物237种袁主要类群为桡足类和水母类曰

鉴定出大型底栖生物459种袁主要类群为环节动物尧软体动物和节肢动物遥

生物多样性指数湾海域浮游动物多样性指数呈上升趋势袁滦河口-北戴河海域底栖生物多样性指数呈下降趋势袁黄河口和莱州湾海域底栖生物多样性指数呈上升趋势遥

2008年以来袁苏北浅滩海域浮游生物和底栖生物多样性指数均呈下降趋势遥

渤海区域

黄海区域

海洋藻类修复污染海水

2008年以来袁长江口海域浮游植物多样性指数呈下降趋势袁长江口和闽东沿岸海域浮游动物多样性指数呈下降趋势袁乐清湾海域浮游动物多样性指数呈上升趋势遥

东海区域

海洋藻类控制富营养化

大型海藻是海洋生态系统的重要初级生产者袁其生命周期长尧生长速度快袁能通过光合作用吸收固定海水中的氮尧磷等营养物质袁具有超累积营养盐的能力袁是非常有效的氮尧磷营养盐生物过滤器遥何培明等指出袁每1000吨紫菜可从海洋中除去50耀60吨氮和10吨磷袁每1000吨海带可除去30耀40吨氮和3吨磷袁每1000吨江蓠可除去50耀60吨氮和3吨磷袁每1000吨

我国近海赤潮爆发情况

害袁直接经济损失达20.15亿元遥其中袁福建省赤潮灾害直接经济损失最大袁为20.11亿元遥在我国袁沿海赤潮多发期为5要8月袁高发期在5月和6月袁其中5月

2012年袁我国沿海共发现赤潮73次袁12次造成灾

发现赤潮31次袁累积面积达3746公里2曰6月发现赤潮种袁多次或大面积引发赤潮的优势种主要有米氏凯伦

11次袁累积面积3909公里2遥引发赤潮的优势种共18藻尧中肋骨条藻尧夜光藻尧东海原甲藻和抑食金球藻等遥

海洋生态修复

海洋生态修复是指利用大自然的自我修复能力袁在适当的人工措施的辅助作用下袁使受损的生态系统恢复到原有或与原来相近的结构和功能状态袁使生态系统的结构尧功能不断恢复遥按照生态修复措施中的人工干预程度袁一般将海洋生态修复划分为三大类即自然生态修复尧人工促进生态修复及生态重建遥自然生态修复是利用相应的措施消除压力袁降低生态系统退化的速度袁从而使生态系统恢复遥人工促进生态恢

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源园猿园圆园

猿员

员员怨

愿员园缘缘圆园园园园园圆

员圆猿源缘远苑愿怨员园员员员圆

月份

2012年我国沿海各月发现赤潮次数

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国情研究NATIONALCONDITIONS

浒苔可除去45吨氮和5.5吨磷遥黄道建等研究结果也表明袁广东省珠海桂山岛附近海域网箱养殖区生长的江蓠尧海带尧石莼尧羽藻和草叶马尾藻中总氮渊TN冤的平均含量范围为4.076%耀5.460%遥

人工栽培大型海藻是一种较为可行的海水富营养化生物治理技术袁因为大型海藻不仅能够吸收和利用水体过剩营养盐袁改善养殖区的水环境质量袁还能通过向外界输出海藻生物质产生较高经济价值遥目前袁大型海藻修复海水养殖区富营养化的研究较多袁尤其是应用大型海藻与养殖动物混养的生态养殖模式遥大型藻类与养殖动物渊鱼类尧贝类等冤具有生态上的互补性袁它们能吸收养殖动物释放到水体中多余的营养盐袁并转化为具有较高经济价值的产品曰同时具有固碳产氧尧调节水体pH值的作用袁从而实现养殖环境生物修复和生态调控的目的遥徐永健等研究表明袁在有脉冲氮尧磷输入时袁菊花江蓠的生长速率大大增加袁而介质中营养盐快速下降袁在低密度系统中袁含氮营养盐去除率大于50豫曰在高密度系统中含氮营养盐几乎完全被去除遥

富营养化海区生长的海藻体内氮尧磷含量远高于

石油类是目前最主要的海洋污染物之一袁多环芳烃渊PAHs冤尧多氯联苯渊PCBs冤等有机污染物的危害也很严重遥目前国内外关于海洋石油等有机物污染对海藻的影响以及利用海藻修复污染的研究正在兴起袁但仍处于起步阶段遥

帕瓦尼渊C.Pavoni冤等分析了受PAHs尧PCBs和农药污染海区石莼尧江蓠尧囊链藻等体内有机污染物含量袁其中石莼尧囊链藻对PAHs富集量较高袁可达5.6伊10-8袁江蓠尧囊链藻对PCBs和农药富集量相对较高遥有研究表明袁虽然邻苯二甲酸二甲酯渊DMP冤尧邻苯二甲酸二乙酯渊DEP冤尧邻苯二甲酸二丁酯渊DBP冤尧邻苯二甲酸二异辛酯渊DEHP冤等4种酞酸酯类能够降低龙须菜的相对生长速率和叶绿素a含量袁但龙须菜对这些酞酸酯类也有一定的富集能力袁体内残留量最高分别达到0.14伊10-6尧0.83伊10-4尧1.89伊10-6和10.4伊10-6袁并且随着处理浓度增加和时间推移逐渐增多遥拉德温渊S.

S.

Radwan冤等发现袁在江蓠尧石花菜尧马尾藻等多种大型降解石油类污染物遥

海藻上附有大量的石油分解菌袁藻菌共同作用可有效

低营养海区袁在氮尧磷含量高的肥沃海区尤其明显遥纳尔迪乌渊V.Naldiu冤等调查了富营养化海区硬石莼体内氮含量袁并进行实验室氮吸收尧累积量的对比袁结果表明该植物可从富营养化水体中吸收大量的氮遥在同一富营养化海区袁可根据不同海藻的生活习性和季节变化袁交替栽培龙须菜尧条斑紫菜等优良海藻品种袁通过将海藻收获上岸袁以达到净化水质的目的遥

海洋藻类用于富集海水中重金属

红树植物修复污染海水

红树植物是生长在热带尧亚热带海岸潮间带的木本植物袁对维护海洋生态平衡尧保护海洋生态环境起着特殊作用遥全世界的真红树有20科27属70种袁我国现已查明的真红树为12科16属27种和1个变种遥红树林由多科属红树植物组成袁属于海洋高等植物群落袁兼具陆地与海洋双重生态特性袁成为最复杂尧最多样的生态系统之一遥红树林对重金属尧富营养化水体以及有机污染等逆境均有良好的耐受性遥

红树植物降解近岸海域重金属污染

藻类吸收尧富集重金属的机理主要是将其固定在细胞表面袁或是与细胞内的配位体结合袁羟基是起主要作用的基团遥很多藻类有较强的重金属富集能力袁具有很好的净化海水重金属污染的潜力袁但是不同海藻对重金属的富集量有明显差别遥石莼和扁浒苔对钴尧铬尧铜尧铁富集能力最强袁对锌的富集量相当袁在Zn2+浓度100微克/升的海水中培养21天袁最大富集量达到渊580耀680冤伊10-6渊干重冤遥长海带和二列墨角藻对砷尧镉的富集能力最强袁但对汞富集量极微遥

海藻富集重金属的影响因素较多袁温度尧pH值尧水体中的阴阳离子尧重金属的存在形态以及藻类的不同生长阶段都会影响重金属的富集遥例如袁赫雷拉渊R.Herrero冤等研究囊链藻在pH值4.5和6.0时对汞的富集量分别为0.178伊10-6和0.329伊10-6遥马丁渊M.Martin冤等对重金属污染严重的塞弗恩河口地区墨角镉尧铜尧锌有明显的富集作用袁并随着季节变化而变化遥

海洋藻类用于降解石油类有机污染物

红树植物可以通过根部吸收海水及沉积物中的重金属袁再通过细胞壁沉淀尧液泡区域化尧螯合作用尧抗氧化系统酶的作用等方式降低重金属毒性袁并将重金属吸收并储存在根尧树干袁可减少环境中的重金属含量袁从而起到修复重金属污染的作用遥陈桂葵等采用含镍污水灌溉白骨壤袁发现白骨壤植物对镍的净吸收量随污水处理浓度的升高而增加袁且以根部含量最高袁平均占整个植株的58.67豫遥麦克法兰渊G.R.Macfarlane冤等研究也表明白骨壤对铜尧铅尧锌的富集量随着沉积物中重金属含量的升高而增加袁且根部每千克干重富集量与沉积物中含量相当遥

红树植物对重金属的富集能力因植物种类尧植物器官和重金属种类而异遥郑文教探讨了深圳福田自然保护区中的红树林对铬尧镍尧锰的吸收尧累积和分布情况袁发现3种不同类型群落叶层中铬尧镍的累积量由大

H.

藻进行了长达20余年的采样分析袁结果表明袁墨角藻对

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2014年3月（66卷2

期）

国情研究NATIONALCONDITIONS

到小依次为院白骨壤>桐花树>秋茄曰锰累积量由大到小依次为院秋茄>白骨壤>桐花树遥林志芬等采用镉培养液处理秋茄袁28天后秋茄植物体各器官的镉积累量随着处理浓度的增加而增加袁但不同器官的积累量不同袁依次为院根>胚轴>茎>叶袁其中根部的镉含量比基质浓度高11.2耀18.7倍袁表现出明显的富集效应遥

红树植物吸收氮尧磷营养盐

或集中于某一生物群落或物种袁缺乏从整体生态系统水平尧大尺度的生态修复研究遥

渊4冤生态修复侧重于对生态退化的末端治理袁而从生渊5冤生态修复目标不明确尧不切合实际袁缺乏明确

态系统退化的源头出发进行生态修复的研究目前尚少遥

的和定量的生态修复评价标准袁对生态退化机理的了解不够遥

从具体的技术手段来讲袁植物修复具有明显的生态效益尧经济效益和景观功能袁海水污染植物修复具有良好的应用前景遥应用植物修复技术治理海水污染必须选择高耐盐性袁吸收污染物能力强的植物袁因此袁需要进一步研究不同耐盐植物的耐污能力和富集效果袁从而筛选出良好的植物品种遥

从大尺度方向来说袁海洋生态系统与陆地生态系统修复存在着许多相似之处袁但由于海洋生态系统的复杂性及特殊性袁海洋生态修复呈现出明显的差异遥在今后的海洋生态修复进程中袁需要系统地开展海洋生态修复理论尧实践尧评估研究袁同时总结国内外典型海洋生态系统的修复经验袁编制各典型海洋生态系统修复技术指南袁从全国尧全省各区域尺度制定海洋生态修复战略方案遥相信通过每一个人的努力袁一定能够使海洋生态环境日益改善遥

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理生态特性.生态学报袁2005,25渊7冤:1612-1619.

近海污染严重的重要原因就是陆源污染的大量排放袁在近海和河口地区建立红树林截污带袁利用其净化能力可减少富营养化污水对近海的污染遥红树植物自身具有较强的耐污能力袁能够在高营养盐条件下正常生长袁而红树林对氮尧磷的净化除了依靠红树植物的吸收尧富集外袁还有整个生态系统的共同作用袁因此具有很强的吸纳氮尧磷营养素污染物的能力遥叶勇等的研究结果表明袁秋茄和木榄系统对氮和磷的处理效率在海水条件下均比在淡水条件下要高袁且任一条件下吸收水中氮的能力均高于目前普遍应用的芦苇遥章金鸿等用磷含量高的废水浇灌桐花树袁其茎中的磷含量升高显著袁说明桐花树通过对加入的磷素营养增加吸收和固定的作用袁降低废水中所含的磷遥

高营养盐一般能促进红树植物的生长活动或无不良影响袁陈桂葵等用人工配制的污水持续浇灌白骨壤模拟湿地袁生长其上的白骨壤能维持正常生长袁具有良好的适应性和耐受性遥采用红树林种植-养殖复合系统能有效降低水体中氮尧磷营养盐的浓度袁提高水质袁复合系统中物质循环途径具有多样性袁除红树植物本身对氮尧磷的固定作用外袁系统中其他因子也在水体氮尧磷循环中发挥着重要作用遥红树林在净化富营养化海水的同时袁还能有效降低水体化学需氧量渊COD冤和生化需氧量渊BOD冤遥靖元孝等用CODCr约210毫克/升尧BOD5约95毫克/升尧TNl5毫克/升尧TP3.5毫克/升的生活污水灌溉海桑尧桐花树和木榄1年后袁三种红树植物株高增长量分别为134厘米尧32厘米和21厘米遥

我国海洋生态修复存在的问题及未来展望

近年来袁我国在海洋生态修复方面开展了一些研究工作袁并取得了一定的成效袁但在海洋生态修复及相关研究中存在以下几个问题遥

渊1冤主要集中在对生态修复技术措施的研究袁而对渊2冤海洋生态修复主要以人工修复为主袁忽略了生渊3冤生态修复研究大多停留在小尺度尧局部范围内

于生态修复的其他环节袁如退化诊断尧生态修复监测尧生态修复效果评估及修复管理等方面的研究相对较少遥

态系统的自我修复能力袁侧重于对生态系统结构的修复袁忽视了对生态系统功能的修复遥

关键词院海洋

海洋污染

海洋藻类

红树

生态修复

姻

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