汪晋三　曾水泉　潘樹榮　易紹楨　許貽嬰

　　一、電廠附近的水域和漁業、農業概况

　　1．水域　沙角電廠面向伶仃洋的交椅灣。交椅灣位於伶仃洋的東北部，面積約72.7平方公里，平均水深3.5米，容積爲2.74億立方米。

　　虎門水道和蕉門水道從北面和西北面流入伶仃洋，經伶仃水道(又稱西槽)和礬石水道(又稱東稽)出海，小部分由西向東流入交椅灣。漲潮時，潮流先從礬石水道上溯，在旗山西南匯入川鼻洋水道，然後流入虎門和蕉門，部分潮流停留在礬石水道以東灘地。交椅灣的東北部有磨碟河和茅洲河流入，屬地區性小河，流經農田和村莊，帶來較多的有機物質。

　　2.漁業和農業生産　伶仃洋的東岸至深圳灣是我省主要養蚝區，約有蚝田16,900多畝，其中採苗區5，610畝，生長區44，600畝，寄肥區10，000畝。從事蚝業生産有6個公社16個半蚝農大隊和6個蚝業大隊，養蚝人數11,000多人。每年生産鮮蚝5萬擔，最高年達7萬擔。本區養蚝已有5 0 0年曆史，沙井蚝是名貴産品，盛名兩廣和港澳。珠江口是我省主要漁場之一，盛産各種經濟魚類。同時也是許多魚類孵化繁殖區。從事漁業生産的單位有東莞縣的新灣漁業公社、蛇口漁業協會、番禺縣的蓮花山和新墾公社，珠海市的香洲，灣仔、萬山等公社。從事漁業生産總人數約5萬人，擁有機動船和非機動船4-5千艘。近一、二十年來，由於濫捕、大面積圍墾和水污染等的影響，漁産大量减少。

　　伶仃洋兩岸是河口冲積平原，俗稱“沙田”地區，這些農田主要靠潮水進行灌溉，冬半年由於水質含鹽度高，除鹹草田外，一般不進行排灌。伶仃洋東岸靠近交椅灣的地方，約有農田5萬畝，這些土地以種植水稻、甘蔗、黄麻和水草爲主，冬半年依靠東引工程和附近山塘水庫進行灌溉。 

　　 3．東江引水工程水質情况　東江引水工程是從東江下游的橋頭引水，流經茶山、莞城、沙田、虎門、長安等公社在太平鎮口和虎門公社的磨碟口流入虎門和交椅灣。據1981年東莞縣環保辦的調查資料，每年排入東江廢水563萬噸，污染物含有氮的化合物、氟化物、氰化物、鉻、鉛、酚和砷等污染物，致使東江引水工程的水質受到不同程度污染，但當流到下游的鎮口附近，由於河流的自净作用，僅有氮化物、氰化物和砷還有輕微污染，水質基本還是好的。

　　二、水域中化學物質含量和變化

　　1．水化學特徵　水域的水化學特徵，受珠江逕流和水質，河口區的潮汐、交椅灣的灣床和氣象因素的綜合影響。

　　豐水期，珠江逕流的影響起主導作用，水域基本爲淡水所控制，咸、淡水交界(氯化物含量l‰界綫)在伶仃洋的中南部，即交椅灣以南。水中懸浮物平均含量爲127.42毫克／昇，比枯水期高出2.5倍，水的pH值平均爲7.12，溶解氧平均含量爲5.78毫克／昇，耗氧量平均爲2.28毫克／昇，氯化物和硫酸鹽受鹹水輕微影響，平均含量分别爲30.92毫克／昇和7.9毫克／昇。潮汐對水質的影響，表現在大潮汛和低潮的懸浮物，耗氧量、硫酸鹽的含量和pH值都高於小潮汛和高潮，而小潮汛和高潮的溶解氧含量高於大潮汛和低潮。

　　豐水期各種化學成分的分佈有不同的特點，氯化物、硫酸鹽和pH值的分佈南部>中部>北部，而懸浮物和耗氧量的分佈東灘>東槽>西槽(圖1)。懸浮物、溶解氧垂直變化較明顯，懸浮物含量底層>中層>上層，溶解氧含量底層>上層>中層。氯化物、硫酸鹽和耗氧量垂直變化不明顯。各種化學成分變化與流速的關系，pH值在退急和漲急時高，退平和漲平時低，溶解氧含量在漲平、漲急時高，退平和退急時低。

　　枯水期，珠江逕流小，海水侵入河口區，整個交椅灣都受鹹水控制，氯化物和硫酸鹽含 量很高，氯化物平均含量爲10，444.68毫克／昇，硫酸鹽平均含量爲l，365.64毫克／昇。pH值平均爲7.97，屬弱碱性，由於此時珠江逕流比豐水期小，帶來的泥沙少，加上交椅灣枯水期風力較小，因此，懸浮物和耗氧量都較低，懸浮物平均含量爲36.48毫克／昇，耗氧量平均爲1.66毫克／昇。枯水期的氣温較低，水中的還原性物質比較少，溶解氧含量增高，平均含量爲8.30毫克／昇。潮汐對水化學成分的影響也很明顯，大潮汛和低潮的懸浮物含量和pH值都高 於小潮汛和高潮。而小潮汛和高潮的氯化物、硫酸鹽，溶解氧的含量又都大於大潮汛和低潮。

　　枯水期各種物質分佈，氯化物、硫酸鹽，pH值和懸浮物都是東灘>東槽>西槽(圖2)，而溶解氧和耗氧量則是西槽>東槽>東灘(圖3)。氯化物、硫酸鹽、

　　懸浮物和溶解氧的含量垂直變化比較明顯，前三種物質的含量都是底層>中層>上層，溶解氧的含量是底層>上層>中層。

　　 2．水中污染物質的時間、空間變化

　　根據電廠排污和水域特點，這次水中測定污染物有石油、酚、氰化物、汞、砷、銅、鉛、六價鉻、鋅、鎳和鎘。

　　上述大部分污染物由於珠江逕流量大，自净能力强，同時電廠附近水域没有大的污染源，因此，大多數污染物質的含量不高，僅石油和酚的含量由於輪船排放艙水的影響，某些測次含量較高，石油的超標率(超過地面水最高容許濃度百分比)爲5.2%，酚的超標率爲2.4%，其它污染物未發現超地面水最高容許濃度(表1)。若從漁業用水的水質標準來看，石油超過標準達71.4%，銅超過標準達27.3％，酚和鎳有少數測次超過標準，其它各項均未超過漁業用水標準。 

　　各種污染物的分佈情况：豐水期，東灘的石油、酚和銅的含量高於東槽和西槽(圖4)，這與東灘是淺水區和向風面，水中懸浮物較多和污染物易在此停留等有關，因此，大部分污染物含量較高，僅有汞和氰化物的含量西槽略高於東槽和東濰。枯水期，東灘的石油、氰化物和汞的含量高於東槽和西槽，酚的含量西槽和東灘很接近，砷、銅和鉛的含量則東槽和西槽高於東灘(圖5)。

　　3.底質主要污染物的分佈與累積

　　底質砷的含量較高(平均爲22.69毫克／公斤),各採樣點含量相差頗大，最高含量與最低含量相差8倍。東灘和西槽南部含量較高，西槽北部和東槽中部含量較低。砷的累積系數最大，爲16，844.2倍，系數最大區分佈在東槽和東灘的北部，最小區分佈在東灘的南部。

　　 底質汞的含量也很高(平均爲0.1912毫克／公斤)；各採樣點含量相差很大，最高與最低含量相差54倍。交椅灣的北部、東灘南部和虎門水道東測含量較高，東槽中部和西槽南部含量較低。汞的累積系數較大，爲5，406.5倍，系數最大、最小分佈區與汞的含量最高區、最低區相似。

　　銅的含量較低(平均爲10.27毫克／公斤)，各採樣點相差頗大，最高和最低含量相差接近6倍，東灘北部和西槽南部含量較高，西槽北部含量較低。銅的累積系數爲24，445.9倍，最大區分佈在東槽附近，最小區在西槽北部和東灘南部。酚的含量不高(平均爲0.0479毫克／公斤)，各採樣點含量相差較大，最高和最低含量相差16倍，西槽附近含量最高，其次爲東槽南部和東灘，東槽中部含量最低。酚的累積系數較低爲133.9倍，最大區分佈在西槽附近，最小區分佈在東灘。

　　氰化物含量也不高(平均爲0.0582毫克／公斤)，各採樣點含量變化很大，最高與最低含量相差38倍。東灘北部、東槽和西槽含量較高，東灘的中部和南部含量較低。氰化物的累積系數爲336.8倍，最大區分佈在東灘北部和西槽南部，最小區分佈在西槽北部。

　　 三、電廠廢水中主要污染物的擴散規律

　　1．擴散模式的選擇

　　沙角電廠附近目前没有有明顯的集中的污染源，水域面積很大，我們采用現場實測的方法來研究污染物擴散情况。實測的物質是水體中内在和比較保守的成分——氯化物。

　　氯化物在調查區的變化還是明顯的，枯水期南、北含量相差達951.6毫克／昇，水期受到珠江逕流淡水的影響，南、北部含量相差47.41毫克/昇。

　　我們曾用這次實測污染物資料，對不同模式進行試算，最後我們選用鹽度法，比較適合調查區的實際情况。鹽度法的關系式如下：  

　　Ci=C0Sm-SiSm(qQ)t

　　Ci：排污口至一定距離後的某污染物濃度

　　Co；各種污染物的排放濃度  

　　Sm：河口區外的海水鹽度

　　S；：河口區内某測點的河水鹽度

　　q；污水排放量

　　Q:河流的流量

　　t；時間，

　　t=LV

　　Lt排污口至某計算點的距離 

　　 V:河流的平均流速

　　2．參數數值的確定

　　參數數值的獲得，大部分來自野外實測、實驗室實驗和設計部門提供資料，小部分利用其它單位的調查資料。

　　 C0：各種污染物的排放濃度，根據省環境保護研究所的實驗數據(單位ppm)：

　　Hg 6.0×10-5，Cd 0.018，  Pb　0.041,

　　Zn 0.066，Ca O.24，

　　 Cr    0.21，    Ni   0.42，  As  0.039。

　　Sm：  珠江口以外海水的鹽度，豐水期爲32.57克／昇，枯水期爲33．97克／昇(南海海洋研究所等單位，1978年。)

　　    Sm:各計算點氯化物的平均含量(表3、表4)

　　    q：廢水排放量2，670噸／時(省電力設計院提供)

　　    Q；交椅灣電廠附近過水斷面流量(表5)

　　    V：交椅灣電廠附近過水斷面流速(表6)

　　3．廢水污染物擴散情况

　　污染物的擴散，首先受到水文因素的影響，隨着水文期、潮汛、潮别的不同，各種重金屬的擴散速度也不同。據我們計算結果，重金屬污染物的擴散速度枯水期較豐水期快，枯水期的大潮汛的漲、落潮和小潮汛的漲潮比小潮汛的落潮擴散快，豐水期的大潮汛的漲、落湖比小潮汛的漲落潮擴散快。

　　污染物的擴散，還與各污染物排放濃度有很大關系。電廠污染物的排放濃度，以銅、鎳和鎘較高，雖然未超過國家排放標準，但超過漁業用水標準，其中銅超過23倍，鎳超過3.2倍，鎘超過0.8倍。砷和鉻的排放濃度居中，未超過國家排放標準和漁業用水標準，與漁業用水標準同一數量級。鉛，鋅和汞的排放濃度較低，均未超過國家排放標準，而且比漁業用水標準低1～2位數量級。

　　污染物的擴散程度還受電廠附近水域各污染物的背景值影響，污染物的背景值高，電廠排出的污染物的擴散，經過一定距離後就不起作用。在枯水期，銅、鎘的背景值較高，有部分測次超過漁業用水標準，鎳、鋅和砷的背景值居中，低於漁業用水標準一位數量級，鉛、鉻和汞的背景值較低，一般低於漁業用水標準二位數量級或未檢出。在豐水期，砷和銅的背景值低於漁業用水標準一位數量級，汞的背景值更低，低於漁業用水標準二位數量級。

　　綜合上述情况，由於交椅灣水域廣闊，流量大，水域中污染物背景值(銅例外)不高，電廠廢水排出的重金屬污染物濃度也不高，大部分污染物的濃度在國家排放標準和漁業用水標準以下，不致造成污染。僅有銅、鎳和鎘的排放濃度高於漁業用水標準，銅的排放濃度需要經過25-30分鐘(400—740)的擴散，濃度下降二位數量級，才達到漁業用水標準以下，同時，銅的背景值較高，預計可能造成局部的污染。鎳的濃度經過6-8分鐘(101-183米)的擴散，才達到漁業用水標準以下，預計將造成小面積的污染。鎘的濃度經過1.6分鐘(27-42米)的擴散，可達到漁業用水標準以下，預計將造成小面積的污染。

　　  四、電廠温排水擴散的估算

　　1. 模式的選擇

　　我們選用美I~Ediager和Polk的公式(~auderbilt，1969)

　　AAm=0.168(ScSD)-S

　　A=在指定的昇温度數的等温綫所包圍的表面積　0.168　常數

　　Sc=指定的昇温度數　單位F。  

　　SD=温排水的昇温度數單位F。

　　Am=4π3/3·W2Qp3DyQr2d

　　W=水域的寬度

　　Qp=温排水排放量單位ft3/S

　　Qr=河流流量　單位同上

　　d=水深　單位ft

　　Dy(Brooks，1959)爲横向擴散

　　 Dy=9.4×10-4W4/3　單位ft2/S

　　2．參數數值的確定

　　Sp(廣東省電力設計院，1981)—8℃電廠進出水最大温差Sc=2℃  

　　W=4.500m(不計泥灘的交椅灣水面寬度)

　　Qp=50立方米／秒(廣東省電力設計院，1981)    

　　d=4米(交椅灣斷面的平均水深)

　　Qr見表7：

　　我們選擇昇温2℃的界限(超過此温度會給水生生物帶來比較明顯的影響)，計算出豐、枯水期大、小潮的漲，落潮温排水擴散面積(表8)。

　　    温排水影響的面積變化在1.34-5.79平方公里之間，大潮汛影響面積較小，小潮汛影響面積較大，特别是豐水期的小潮汛的落潮和漲潮以及枯葉水期小潮汛的落潮，温排水影響面積都在5平方公里以上。

　　沙角電廠附近水域，豐水期表層平均水温爲29.5℃(圖6)，變化範圍爲27.2-32.1℃，日平均水温(垂綫平均值)爲29.8～30.3℃，最高水温32.1℃。枯水期表層平均水温爲16.1℃，變化範圍14.9-17.4℃，日平均水温(垂綫平均值)爲16.7℃，最低水温爲14.9℃。

　　根據水域水温特點和温排水的影響面積，可以預料，秋、冬和春季的水温不高，對水生生物影響不大，夏季水温比較高，電廠温排水進入水域後，可以引起局部範圍内一些魚類的逥避或死亡(當水温超過了魚類最適水温的1-3℃時，將出現逥避現象。美國環境保護局編，中國建築工業出版社，1981年。)

　　五、結語

　　1. 沙角電廠附近水域的水質，現階段基本上是好的。污染物中的石油和揮發酚在局部採樣點和一些測試中，有超過地面水最高容許濃度現象，而重金屬目前含量還比較低，均未超過地面水最高容許濃度(銅、鎘、鎳一些測次超過漁業用水標準)，説明電廠附近水域，可以承受一定量的污染物。但是也應該看到，目前水域中各種重金屬是不同的，其中銅、鎳、鎘、鉛和鋅的含量較高，汞、砷和六價鉻含量較低，電廠灰場排出的廢水又含有各種不同濃度的重金屬，其中以銅、鎳、鎘的濃度較高。所以必須從全面和長遠的角度來考慮重金屬的污染問題，因此，建議電廠灰場廢水的排放應建立管理制度，經常進行水質監測，排放廢水時應符合標準，以免造成污染。

　　    2．根據污染物擴散計算結果，預計銅將造成局部污染，鎳和鎘將造成小面積污染。其它各種污染物的排放濃度均在漁業用水標準以下，不會造成污染。設計中的灰場的東界與蚝場寄肥區僅隔十幾米寬的磨碟口出水道。因此，我們認爲灰場排污口選擇在灰場的西南部比較合適，可以避免或减輕對蚝場的影響。此外，在排放廢水時應選擇擴散最有利和有利擴散方向，如大潮期的漲潮，由於漲潮流速和流量大，污染物擴散快，加上潮流方向由ESE-NNW，可以把廢水帶入川鼻洋，那裏水深、流量大，自净力强。

　　3．根據温排水擴散的估算，水温昇高2℃的面積在1.34-5.79平方公里之間，所影響地區因潮流方向和排水口位置而异，漲潮時偏向排水口的西北方向，落潮時偏向排水口的東南方向。設計中排水口位置有三種方案，即主變西南、吸水口西側和煤場西側，煤場西側的排水口距蚝場和吸水口較遠，無論漲、落潮對蚝場和吸水影響均較輕，是較合適的排水口。

　　原載：中山大學學報（自然科學）論衆［4］環境科學論文集，1984