赤潮多发期岱山丁嘴门增养殖区海水水质分析与评价

何东海,王晓波,朱志清,辛士河,俞海波

(国家海洋局宁波海洋环境监测中心站 宁波 315040)

赤潮多发期岱山丁嘴门增养殖区海水水质分析与评价

何东海,王晓波,朱志清,辛士河,俞海波

(国家海洋局宁波海洋环境监测中心站 宁波 315040)

通过2008年5—9月对丁嘴门海水增养殖区的水质监测,对该海域水质的变化趋势和质量状况进行了研究分析。结果表明,该海水增养殖区海水综合质量总体上处于污染水平,富营养化明显,DIN和DIP是水质富营养化的主要因素,应加强控制。

丁嘴门;海水养殖区;富营养化

丁嘴门增养殖区位于浙江省岱山县大长涂岛西南端 , 其地理坐标为 122°17′E～122°28′E,30°07′N～30°15′N。增养殖区水深 3～28 m, 平均18 m。丁嘴门养殖基地已被列为浙江省浅海养殖示范园区。所养殖的“岱衢族”大黄鱼,其野生种基本灭绝,而该鱼种仅适宜在岱衢洋附近生长,现发展独家养殖。

近年来,随着丁嘴门海域海水养殖业和周边地区经济迅猛发展,工农业废水 (含水产养殖废水)、生活废水的排放量不断增加,海域环境质量不断下降,生态条件持续恶化,赤潮灾害频发,使丁嘴门海水养殖业和生态环境遭到沉重打击,根据海洋环境监测机构对该养殖区2002—2004年的监控资料,该养殖区内共发生赤潮6起,累计发生面积达240 km2,赤潮优势种主要为具齿原甲藻、米氏凯伦藻 (有毒)和长崎裸甲藻 (有毒)。

笔者通过对赤潮多发季节丁嘴门海域水质的调查和分析,报道其水体氮、磷营养盐以及重金属等各种水质要素的含量情况,并提出了控制污染的办法和对策,为有效控制赤潮的发生和丁嘴门海区的合理开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 调查站位设置

在岱山嘴门海水增养殖区布设调查站位8个 (图 1)。

图1 岱山丁嘴门海水增养殖区调查站位

1.2 样品采集和分析

2008年5—9月,每月采集养殖海域的水样2次,采集表层水样。所有样品均严格按照《海洋监测规范》(GB17378-1998)[1]和《海洋调查规范》(GB12763-1991)[2]规定的方法采集、预处理及保存直至实验室分析测定。

监测项目包括水温、盐度、溶解氧 (DO)、化学需氧量 (CODMn)、亚硝酸盐氮 (NO2-N)、硝酸盐氮 (NO3-N)、氨氮 (N H3-N)、无机磷 (DIP)、铜 (Cu)、铅 (Pb)和镉 (Cd)等,无机氮 (DIN)为亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和氨氮三氮之和。

1.3 海水水质评价方法

1.3.1 水质单因子质量指数评价法

各评价因子的污染指数评价公式[3]为

式中:Ci为各评价因子的实测浓度;Csi为各评价因子的评价标准值;Pi为各评价因子的污染指数。

水质综合质量指数评价公式[3]为

1.3.2 水质综合质量指数法

式中:Pi为各评价因子的污染分指数;Wi为评价参数的权重系数;K为评价参数的数目;Qi为水质综合质量指数。

1.3.3 评价标准、权重系数与质量等级

采用《海水水质标准》(GB3097-1997)[4],各评价因子的权重系数参考姚炜民等[5]对洞头县重点养殖海域水质评价因子的权重系数值,根据笔者实际情况稍做调整,水质单因子质量和综合质量等级划分见表1。

表1 丁嘴门海水增养殖区水质单因子质量和综合质量等级划分

1.3.4 营养水平评价方法

营养水平评价公式[6-7]为

式中:E为营养水平指数,其营养水平分级见表2;CCOD、CDIN、CDIP分别为化学需氧量、无机氮和无机磷的测定值,单位为mg·L-1。

表2 水质营养水平评价分级

2 赤潮多发季节海水中评价因子含量的分布状况

岱山县丁嘴门海水增养殖区赤潮多发季节在各月份海水中的各项评价因子浓度范围见表3。

(1)p H值平均值为8.09,每个月份变化不大,测定的值均符合渔业水质标准的要求。

表3 丁嘴门增养殖区各月份海水中各评价因子含量范围

(2)盐度平均值为27.95。5—8月变化不大,而9月盐度较其他月份低,可能是由于9月海域附近及周边岛屿雨水较为充足,受雨水和地表径流的影响所致。

(3)溶解氧的平均值为7.34 mg/L,7月和8月的含量较5月、6月和9月低,溶解氧含量与水温有关,水温上升会导致水中溶解氧含量的下降,由于该海区7月和8月的水温较高,所以导致水体中溶解氧下降。

(4)化学需氧量浓度平均值为0.635 mg/L,各月份差别较大,5月COD含量最低为0.181 mg/L,6月含量最高为1.379 mg/L,其他月份在0.433～0.617 mg/L,相对差异较小。6月含量偏高,可能与海域附近地区在该月份排入的工业污水、生活污水较多有关。

(5)无机氮浓度平均值为0.721 mg/L。5月和6月含量分别为0.652 mg/L、0.658 mg/L,较7月、8月和9月低 (7月、8月和9月的含量分别为0.717 mg/L、0.798 mg/L、0.778 mg/L)。

(6)无机磷平均值为0.022 mg/L。除8月含量较高0.034 mg/L,7月含量较低为0.016 mg/L外,其他各月份之间差别不大。

(7)重金属 (铅、镉、铜)平均含量分别为1.21μg/L、0.201μg/L和3.67μg/L,各月份含量相差很小。

3 海水水质评价

为了判断岱山县丁嘴门海水增养殖区的海水质量状况,以及对主要污染物和主要污染类型进行了解,采用单因子质量指数法和综合质量指数法对表4中所列的7项因子进行评价,评价结果见表5和表6。

表4 丁嘴门海水增养殖区水质评价标准和评价因子的权重系数

表5 丁嘴门海水增养殖区海水单因子质量评价

表6 丁嘴门海水增养殖区综合质量状况与营养水平

在评价的7项因子中,重金属铅、镉、铜各月份均保持清洁、相对清洁水平,该海域海水中重金属含量较低,能完全符合养殖水体的海水水质要求。COD和溶解氧个别月份出现了轻污染的状况,其他月份则水质状况良好,均为清洁、较清洁水平。无机氮和无机磷的含量相对偏高,无机磷7月和8月为重污染,其他月份处于轻污染和污染水平。污染最为严重的是无机氮,它的含量各月份均处于重污染水平。

岱山县丁嘴门海水增养殖区水质8月综合质量指数最高,达0.93,其他月份综合指数差别不大 ,在0.7 0的水平,但也处在较高的水平,总体来讲,赤潮多发期丁嘴门海水增养殖区的水质处于污染水平。6月和8月营养水平最高,E值分别达到4.03和3.41,处于高富营养化水平;7月和9月的 E值分别为1.57、1.65,处于富营养化水平;5月营养水平最低,E值为0.47,处于贫营养水平。

丁嘴门海水增养殖区海水水质的高营养化的原因主要体现在两个方面:一方面,岱山丁嘴门海水增养殖区是国内唯一“岱衢族”大黄鱼网箱基地。基地养殖面积353.3 hm2,而且同时在浅水及滩涂养殖贝类246.7 hm2,大面积的养殖产生大量的养殖废水;另一方面,当地政府在大力发展水产养殖的基础上,进行整体开发该养殖区周边岛屿的休闲旅游业,使周边岛屿排向该海域的生活污水大大增加。养殖废水和生活废水中含有大量的氮、磷化合物,致使水体中氮、磷含量升高,从而导致水体营养水平的升高。为确保丁嘴门海水增养殖区的可持续发展,一是必须控制削减陆源污染的源头;二是必须控制和减少水产养殖业自身的污染源;三是调整养殖布局,养殖结构,降低污染影响风险,科学养殖,提高养殖区自身的污染自净能力。

4 结束语

(1)岱山县丁嘴门增养殖区海水水质综合质量总体上处于污染水平,其中以8月的污染水平最为严重,其他月份基本处于轻污染稍高的水平。

(2)无机氮是污染最为严重的污染因子,其污染状况在赤潮多发季节的每个月份都达到了重污染水平,磷酸盐含量个别月份也达到了重污染的水平,其他污染因子含量都较低,处于清洁、较清洁的水平。DIN和DIP是造成水体富营养化的主要因子,要降低富营养化水平必须加强控制,削减氮、磷输入量。

(3)总体来讲,丁嘴门海水增养殖区水质已处于富营养化和高富营养化的水平,近几年来,赤潮灾害增多,污染日趋严重,已成为养殖生态高风险区,应采取有力措施减少污染,保证该海域水产养殖业的健康持续发展。

[1] 国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会.GB17378-2007海洋监测规范[S].2007.

[2] 国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会.GB12763-2007海洋调查规范[S].2007.

[3] 郦桂芳.环境质量评价[M].北京:中国环境科学出版社,1989.

[4] 国家环境保护局,国家技术监督局.GB3097-1997海水水质标准[S].1997.

[5] 姚炜民,蔡圣伟,郜钧章.洞头县重点养殖海域水质监测及分析[J].海洋通报,2005,24(5):92-96.

[6] 姚云,沈志良.水域富营养化研究进展[J].海洋科学,2005,29(2):53-57.

[7] 姜太良.莱州湾西南部水环境的状况与评价[J].海洋通报,1991,10(2):19-21.