基于环境基线的北部湾海岸带污染成因与演化趋势

Coastal zone, a region between land and sea, is not only an important coupling place between geochemical cycles of substance and biological systems but also the most intense human activity zone. Currently, the Beibu Gulf is on the early stages of economic development. Environment damage did not happen yet in this region. This is just the best time to track pollution formation and environmental evolution on the basis of the obtained environmental base data. The project collected seawater, sediment, and biological samples from the gulf and surrounding rivers in the Beibu Gulf coastal zone, China. The objects are to investigate the pollution characteristics of the region, to establish the environmental baseline database, to diagnose the sources of PTS, to study the kinetics process, migration and transformation behavior of POPs when they across the different interface in the coastal zone, and to master the scientific laws of POPs contamination formation in the Beibu Gulf coastal zone. This would be further contribute to identify the potential hazards of pollutants during the long-term development process by track the environment evolution of the Beibu Gulf coastal zone and compared them with the developed coastal areas. Implementation of the project will help to get the first-hand data of pollutant characteristics of pollutants in the Beibu Gulf coastal zone, to provide important information for tracking pollution process, future contamination assessment and pollution prevention and control, to provide the basis for better understanding ecological impact of human activities on coastal zone, and to serve the industrial layout and environmental management of the Beibu Gulf.

海岸带是海陆之间物质地球化学循环和生物系统之间耦合的重要场所，也是人类活动最为剧烈的地带。我国北部湾目前正处于经济开发初期，环境本底尚未受到破坏，是在及时获得环境基线基础上追踪研究污染形成与环境演变的最佳时机。本研究系统采集北部湾海湾和入海河流的水、沉积物、大气等多介质样品，查明北部湾海岸带污染现状，建立环境基线数据库；针对典型持久有毒污染物，解析污染来源，研究污染物在多介质中和穿越不同界面时的运移、转化的动力学过程，掌握北部湾海岸带污染形成的基本科学规律。与发达沿海区域进行对比，通过追踪和反演双向耦合研究北部湾海岸带环境演变趋势，识别污染长期发展变化过程中的潜在危害。 项目的实施，将获得北部湾海岸带环境基线的第一手数据，为追踪污染过程、未来污染评估和污染防控提供重要信息；为更好地理解人类活动对海岸带生态环境影响提供依据，为北部湾产业布局与环境管理服务。

本研究较为深入系统地开展了北部湾海岸带污染研究。分析了北部湾典型海岸带沉积物中主要重金属、POPs和抗生素的含量与空间分布，发现研究区重金属总体含量较低，符合国家沉积物质量一类标准，但Cd含量超过了一类标准；POPs和抗生素污染水平与国内外相比处于中低水平；总体上，内湾（茅尾海）受OCPs污染最为严重，其次为入海河流，最后为外湾。同分异构体组成研究发现，DDTs、HCHs主要来源于历史使用残留；PAHs标志化合物比值表明主要污染来源于植物、木材和煤的不完全燃烧；入海河流的输入对北部湾抗生素污染有重要影响，是海湾抗生素污染的重要“源”；研究区域重金属主要为陆源输入，该区域主导产业包括石化、沥青、林浆纸、冶金等工业是重金属污染的主要来源，污染的主要输入途径为工业区的直接排放和河流输入。利用沉积柱研究反演了钦州湾POPs六十年沉积记录，从1960年至今，钦州湾沉积柱OCPs浓度总体变化趋势呈上升趋势；钦州湾沉积柱中PAHs浓度总体呈现有波动的上升趋势，与钦州湾开发初期（1983-1984年）、中期（1990-1999年）和后期（2003年）时间基本对应，表明PAHs是北部湾区域发展的指示指标。应用多种方法对北部湾沉积物OCPs和PAHs进行评价，结果显示氯丹和林丹毒性和生态风险较低，而DDT类物质存在较大毒性风险；该区域属于PAHs低生态风险区，但仍然存在潜在生态风险。北部湾沉积物中7种致癌性PAHs是TEQ总量的主要贡献者，其中BaP和BbF对毒性当量浓度的贡献最大，表明BaP和BbF的致癌性潜在风险最大，应引起重视。本次研究提供了北部湾海岸带环境基础数据，为优化产业布局提供支撑。