溢油事故对河口滩涂生态系统的污染胁迫及生态损害评估研究

长江河口生境条件特殊,是具有全球意义的生物多样性保护区,也是全球重要生态敏感区。随着长江航运的快速发展,以及上海国际航运中心建设的持续推进,长江口突发污染事件尤其是大型溢油事故发生的概率加大,对河口滩涂生态系统和城市生态安全构成较大威胁。论文以长江口白茆沙"12·30"典型河口溢油事故为例,研究了事故发生后,河口滩涂湿地环境中沉积物和水体受到的污染影响,以及污染胁迫下滩涂大型底栖动物群落及典型物种的动态响应特征,开展了河口溢油事故生态损害评估,提出了生态环境污染损害评估制度建议,为进一步建立完善河口溢油事故的应急处置、调查评估与治理修复技术与管理体系提供了科学依据和技术支撑。主要研究结果如下:1)溢油事故发生后,受河口地形影响,在潮汐、风浪等协同作用下,约90%以上的油污吸附到河口岸线滩涂湿地。应急处置后,高潮滩沉积物中特征污染物总石油烃(TPH)和多环芳烃(PAHs)含量均显著高于对照点和相应中低潮滩污染物含量(P<0.01),且呈现非连续渐变分布,高潮滩沉积物中TPH和PAHs含量呈极显著正相关关系(P<0.01),TPH组成均以C17~C36段含量最高,PAHs组成均以2~3环为主,研究区域滩涂沉积物受此次事故重油污染特征明显。2)事故应急处置后,滩涂周边水体中PAHs含量持续下降,在二次修复过程中滩涂沉积物受扰动再次释放出污染物,导致水体中PAHs浓度升高。随着时间推移,水体中PAHs高环占比越来越大。水槽模拟实验表明,在潮汐冲刷作用下,表层沉积物中TPH能以一定速率释放到水体中(水温27.5℃,Csed =78731e-0.083t),中底层沉积物中TPH较难释放,水温对沉积物中TPH释放存在较大影响,温度越低释放速率越慢。3)溢油事故发生后,研究区域底栖动物种数并未显著减少,但优势类群由软体动物和甲壳动物等清洁类群,变为环节动物(多毛类、寡毛类)等耐污类群,事故发生两年后,甲壳动物恢复成为优势类群,但环节动物与软体动物相比仍占一定优势。此时,该区域大型底栖动物的平均栖息密度和生物量分别为53.44 ind./m2和6.66g/m2,对比应急处置后(38.19ind./m2和5.15g/m2)有所上升,但与该区域历史数据(582.23 ind./m2和171.08 g/m2)相比仍有较大差距。4)溢油污染滩涂中无齿螳臂相手蟹体内不同组织器官TPH含量差异明显,内脏组织比肌肉组织更容易累积污染物,两者间呈极显著正相关关系(P<0.01)。从时间尺度来看,1年前后比较,生物体内TPH含量均呈显著下降趋势(P<0.05),其中内脏组织中TPH下降幅度更大。各点位肌肉和内脏组织中的TPH含量与对应点位沉积物中TPH含量呈线性相关关系,表明生物体内TPH含量在相当程度上直接受到沉积物TPH污染的累积影响。5)溢油事故造成滩涂生态系统产品供给功能损失28.11万元、调节损失526.61万元、生态支持服务损失1307.91万元、文化娱乐服务损失139.30万元,共计造成当年生态系统服务损失2001.93万元。实际事故应急处置费用投入842.21万元,后续二次修复费用投入1346.16万元,总计投入2188.37万元。河口滩涂溢油事故造成单位面积生态系统服务价值损失达每公顷每年29.44万元,以及清污恢复工程投入每公顷32.18万元。总之,以上结果表明,溢油事故对河口滩涂生态系统的污染胁迫和生态损害具有其特殊性,会受到潮汐、生境等多种因素的共同作用。论文从事件全过程探讨了典型溢油事故对滩涂湿地环境和生物的损害,针对溢油事故滩涂沉积物中TPH和PAHs污染的协同分析,以及基于近3年的野外实地观测,对长江口滩涂大型底栖动物群落结构及生物体内TPH含量分布的动态变化研究,进一步印证了溢油事故环境污染与生物损害之间的因果关系,弥补了长江口地区相关研究的不足,为类似溢油事故的调查、处置、评估与修复提供了基础支撑。

长江口; 溢油事故; 滩涂生态系统; 污染胁迫; 生态损害评估;

上海市科技攻关;

由文辉;

X171.5;U698.7

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