日照市重点海区富营养化调查与评价

于美波，张晓琳，于盟盟，张倩玉，魏海英，安萍

(1. 日照市海洋与渔业研究所 日照市 276800；2. 日照市职业技术学院 日照市 276800)

日照市重点海区富营养化调查与评价

于美波，张晓琳，于盟盟，张倩玉，魏海英，安萍

(1. 日照市海洋与渔业研究所 日照市 276800；2. 日照市职业技术学院 日照市 276800)

本文根据2016年3月、5月、8月、10月日照市两城河口外延海域调查数据，分析海区内无机氮、无机磷、COD的时空分布及N/P比值和富营养化指数 (EI)的变化。调查站位无机氮符合一类和二类海水标准的频率分别为50.0%；无机磷全部符合一类海水标准；COD符合一类和二类水质标准的频率分别为92.3%和7.70%；N/P比值远远大于16:1，EI值小于1。结果表明，调查海区属于贫磷海域，富营养化程度低，不易发生赤潮。

无机氮；无机磷；COD；N/P比值；EI值;富营养化

两城河是日照市重要的边界河流，位于日照和青岛的分界线上，两城河下游湿地生态景观较好，植被茂盛，靠近该河口有桃花岛、太公岛等沿岸岛礁群，建有西施舌水产种质资源保护区、海洋牧场区、太公岛人工鱼礁等，并规划有两城河口滨海湿地保护区、日照国家海洋公园等重点海洋生态保护项目。随着海洋经济的兴起及旅游业的迅猛发展，生活污水的排放与日俱增，加之青岛在两城河北岸布置了董家口重型工业基地，并在附近建设了董家口大型综合性散货港口，用于钢铁、石油化工等产品的接卸运输，两城河口外延海域成为日照市的重点监控区域，为摸清和掌握重点河口及邻近海域海洋生态环境现状及变化趋势，根据"日照市重点区域海洋环境监测计划"，对两城河口外延区域进行重点监测。本文通过分析2016年日照市两城河外延海域水质的调查数据，探讨海水中无机氮 (DIN)、无机磷(DIP)及化学需氧量 (COD)的时空分布与N/P比值的变化，并构建富营养化的评价模型，对附近海区的环境状况进行评价，为日照市海洋主管部门、旅游部门等提供基础资料，为日照市的海洋环境保护提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 样品采集

表1 站位坐标

在两城河口外延海域布设13个站点 (编号HZ01-HZ13，见表1)，站点沿两城河口呈发散状，选取3月、5月、8月、10月的监测数据进行分析，样品的采集、运输、贮存均按 《海洋监测规范》 (GB17378-2007)进行。

图1 站位位置

1.2 样品分析

样品无机氮、COD按 《海洋监测规范》进行分析，无机磷按 《海水化学要素调查》进行分析，所用主要仪器为紫外-可见分光光度计。

1.3 单因子指数法

根据 《海水水质标准》 (GB3097-1997)，无机氮、无机磷及COD的海水水质指标如下:

表2 海水水质标准(mg/L)

1.4 营养指数模型建立

2 结果与讨论

2.1 两城河口外延海域无机氮、活性磷酸盐及COD的时空分布特征

2016年两城河口外延海域溶解态的DIN、DIP、COD的含量见表3。

表3 海区DIN(mg/L)、DIP(ug/L)、COD (mg/L)、N/P 、EI值

续表3 海区DIN(mg/L)、DIP(ug/L)、COD (mg/L)、N/P 、EI值

调查海区中无机氮变化范围是0.099～0.295 mg/L，平均含量0.200 mg/L，符合海水水质一类标准的频率为50.0%，符合海水水质二类标准的频率为50.0%。数据显示，海水中近岸无机氮监含量稍高于远岸站点，秋季无机氮含量高于春、夏季含量。

图2 无机氮时空变化图

调查海区中无机磷变化范围是1.01～7.22 ug/L，平均含量3.02 ug/L，全部符合海水水质一类标准。无机磷8月份1、2、3、8、9、10站位监测值较高，可能原因为8月份降水多，陆源污染物被冲入海中，造成近岸无机磷稍高于其它月份及站点。

图3 DIP时空变化图

调查海区中COD的变化范围是0.862～2.57 mg/L，平均含量1.27 mg/L，符合海水一类标准的频率为92.3% ，符合海水二类标准的频率为7.7%。海区中3月份COD含量高于其它月份，5、8、10月份COD含量在1.00 mg/L左右，监测数据变化较小。

图4 COD时空变化图

2.2 富营养化指数评价法

根据表3中的数据，运用富营养化指数评价法对海水水质进行评价，日照海区富营养指数为0.03～0.55，EI＜1，8月份 EI值相对其他月份较高，10月份8号站点EI值最高，监测海区富营养化指数较低的原因为海区中活性磷酸盐含量较少，通过富营养化指数法对海区进行评估，海区富营养化程度低。

图5 海区EI值变化图

2.3 氮磷比

氮磷比值是考察海区营养盐结构的重要指标，通常以Redfield值N/P=16为开阔海域的适宜值(于志刚等，2000)，比值过高过低均会引起浮游植物的生长受限，海区中氮磷比为62～558，海区中氮磷比失调，由于在海区中浮游植物吸收营养元素生长的氮磷比为16:1，海区中不利于浮游植物的生长。当近岸海域水体N/P原子比为5～15时，可能最适合赤潮生物的生长 (何建宗等，1997)，日照近海不容易发生赤潮，海区中氮磷比的失调，主要是由于无机氮的陆源排放增加，导致浮游植物的过快生长，同时浮游植物的吸收营养元素生长的氮磷比为16:1，海区中磷酸盐供给相对于无机氮偏少，造成海区中磷酸盐含量减少，若此趋势继续发展，会导致磷供给的持续不足，相应的会使生态系统对磷的浓度变化十分敏感，若海区中磷含量突然升高，会导致海区中浮游植物大量生长，造成赤潮的发生，虽然在海区中评价赤潮不容易发生，但是对于日照市重点河流排污防控仍然刻不容缓。

图6 海区氮磷比变化图

3 结 语

调查海域主要超标物质为无机氮，无机氮符合一类、二类海水标准的频率分别为50.0%。根据海区中EI的评价，日照市近岸海区富营养化指数为0.03～0.55，日照近岸海区富营养化水平较低。

根据日照市重点海区氮磷比值，日照市近岸海区氮磷比较高，主要原因为磷贫乏，磷成为日照市浮游植物生长主要限制因子。

[1] 于志刚. 米铁柱. 谢宝东. 等. 二十年来渤海生态环境参数的演化和相互关系[J]. 海洋环境科学. 2000. 19(1): 15-19.

[2] 何建宗韩国章南中国海及香港海域的赤潮形成机制研究[M]. 广州高级教育出版社1997.

2017-08-03