庞巧珠 程娇因 邢孔敏 谢海群 孙婆援 梁计林 吴瑞
摘 要 根据2014年10月和2015年5月白马井渔港近岸的水质监测结果,采用有机污染指数法和富营养化指数法对该海域水质污染状况进行评价。结果表明:白马井渔港近岸海域海水质量总体良好,基本符合第一类海水水质标准,局部海域海水呈富营养化状态。
关键词 海水水质状况 ;污染指数 ;富营养化 ;白马井渔港
中图分类号 X824 文献标识码 A Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2018.04.018
Abstract Based on the data of the coastal waters in Baimajing Fishing Port from October 2014 to May 2015, the sea water quality status in these coastal waters was analyzed by using the organic pollution index (A) and the eutrophication index (E) methods. The results showed that the seawater quality was good, which was basically accorded with the first group of sea water quality standard, although the sea water quality in partial sea waters was at the eutrophication state.
Keywords water quality status ; pollution index ; eutrophication ; Baimajing Fishing Port
儋州市瀕临北部湾,发展海洋渔业的自然条件得天独厚,渔业生产历史悠久,是海南省渔业生产重点市。白马井中心渔港位于传统强镇—白马井镇北端的洋浦湾南岸,儋州湾入海口处,临近北部湾鱼场,是能够抗避12级以上台风的天然避风良港,属国家一级渔港,是广东、广西和港澳地区渔船补给、避风和渔货集散的主要基地,是全省著名海港之一和重要的渔业生产基地。近年来随着洋浦港的开发建设和白马井开发区、白马井边贸市场的设立及洋浦跨海大桥、中南建设、恒大地产等重点项目的建设推进,这将促使白马井掀起新一轮发展热潮,迎来新的历史性发展机遇,与其同时,人们对如何保护当地海域水质环境产生较大的思考。本文主要分析白马井渔港附近海域水质DO、COD、营养盐含量,了解水质营养化水平和有机体污染水平情况,这对白马井镇今后的发展有重要的意义。
1 材料与方法
1.1 样品的采集与分析
2014年秋季和2015年春季对儋州白马井渔港附近海域进行了水质环境的监测,共设调查站位20个(图1),调查范围为108°58′34.67″E~109°17′03.60″E,19°37′36.56″N~19°55′55.20″N,所覆盖的区域有:新英湾内湾、白马井渔港、洋浦港口航运区、大铲礁附近海域。
调查项目为盐度(Sal)、水温(Tem)、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、无机氮(DIN,包括硝酸盐NO3-N、亚硝酸盐NO2-N、氨氮NH4+-N)、活性磷酸盐(PO4-P)等。水质调查项目分别采集表层和底层水样进行监测,采样及预处理与分析监测方法均根据《海洋监测规范》进行[1]。
1.2 评价方法
1.2.1 水质有机体污染指数[2-4]
式中,A为有机污染指数;ICOD、IDIN、IDIP、IDO分别表示监测海域海水化学需氧量、无机氮、无机磷及溶解氧的实测值;SCOD、SDIN、SDIP、SDO分别表示监测海域海洋功能区划所对应的海水水质标准值。有机污染评价分级标准见表1。
1.2.2 水体富营养化指数法[3-4]
式中,E为富营养化指数;CCOD为化学需氧量含量(mg/L);CDIN为无机氮含量(mg/L);CDIP为无机磷的含量(mg/L)。营养水平分级见表2。
2 结果与分析
2.1 主要环境要素平面分布特征
根据监测结果,秋季水温变化范围为26.0~28.0℃,平均值为27.0℃,春季水温变化范围为30.0~32.0℃,平均为30.9℃。
秋季表层海水盐度变化范围为27.066~33.890,平均值为32.655;底层海水盐度变化范围为31.897~33.890,平均值为33.084;春季盐度范围在32.684~33.740,平均值为33.529;表层盐度变化范围为32.684~33.740,均值为33.470;底层盐度变化范围为33.399~33.670,均值为33.605;春季盐度含量高于秋季,可能与海南当年度秋季处于台风高发期有关,雨水较多的原因使得盐度相对偏低,平面分布上,春季和秋季水质盐度变化趋势一致,含量均随着水深的增加而变大,远海高于近岸。
秋季溶解氧含量范围为6.01~6.22 mg/L,均值为6.12 mg/L,表层溶解氧含量范围为6.02~6.22 mg/L,均值为6.15 mg/L;底层含量范围为6.0~6.20 mg/L,均值为6.10 mg/L。春季溶解氧变化范围为6.54~8.28 mg/L,均值为7.28 mg/L;表层含量范围为6.54~8.28 mg/L,均值为7.30 mg/L;底层含量范围为6.62~8.05 mg/L,均值为7.25 mg/L。春季溶解氧含量普遍高于秋季,存在明显的季节差异,各站点溶解氧含量变化规律相似,主要表现为表层稍高于底层。空间分布上,春季溶解氧含量在白马井渔港附近海域、大铲礁附近海域及西南部区域出现高值区,最高值出现在11号站位,为8.28 mg/L,其余海域的溶解氧含量变化幅度较小,而秋季整体分布均匀。
秋季化学需氧量含量变化范围为0.74~1.91 mg/L,平均值为1.30 mg/L,春季化学需氧量含量范围为0.30~0.88 mg/L,均值为0.58 mg/L;调查海域秋季化学需氧量均值含量约为春季的2倍,变化范围也相对较广,空间分布规律相似,高值区主要在白马井渔港和新英湾湾内附近海域,远岸区域为低值。
秋季表层活性磷酸盐含量变化范围为0.001~0.023 mg/L,均值为0.006 mg/L,底层含量为0.001~0.007 mg/L,均值为0.003 mg/L。春季表层活性磷酸盐的变化范围为0.004~0.011 mg/L,均值为0.006 mg/L;底层变化范围为0.003~0.007 mg/L,均值为0.005 mg/L。调查海域除秋季1号站位磷酸盐含量超出第一类海水质标准范围外,其余站位含量均较低,空间分布上,最值区主要集中分布在新英湾海域,且近岸高于远海,可能是因为近岸人口密集,人类生产生活和抽水养殖活动产生的营养盐等污染物排入所致。
秋季亚硝酸盐含量为0.002~0.003 mg/L,均值为0.003 mg/L,测值变化控制在0.001 mg/L范围内。春季亚硝酸盐含量为0.001~0.013 mg/L,均值为0.002 mg/L,春、秋季亚硝酸盐均值含量差异较小,但春季变化范围相对广些。总的来说,调查海域亚硝酸盐含量较小且分布均匀,受季节变化影响较小。
秋季硝酸盐含量为0.011~0.082 mg/L,均值为0.044 mg/L,表层含量为0.013~0.082 mg/L,均值为0.049 mg/L,底层含量为0.011~0.075 mg/L,均值为0.040 mg/L,表层硝酸盐含量稍高于底层。春季含量在低于检出限(小于0.001 mg/L)到0.081 mg/L之间变化,均值为0.040 mg/L,表层含量为0.013~0.068 mg/L,均值为0.035 mg/L,底层含量为未检出~0.081 mg/L,均值为0.039 mg/L,表、底层含量无显著差异。秋季硝酸盐含量稍比春季高,平面分布规律为新英湾、白马井渔港及西北部海域含量偏高,其他海域分布均匀,受季节影响较小。
秋季铵盐含量为0.010~0.072 mg/L,均值为0.032 mg/;表层含量為0.014~0.072 mg/L,均值为0.034 mg/L;底层含量为0.012~0.056 mg/L,均值为0.031 mg/L,各站点秋季表、底层铵盐含量变化幅度较小。春季铵盐含量为低于检出限~0.082 mg/L,均值为0.017 mg/L;表层含量为0.003~0.029 mg/L,均值为0.017 mg/L;底层含量为未检出~0.082 mg/L,均值为0.018 mg/L。秋季铵盐含量总体高于春季,平面分布上表现为新英湾内、白马井渔港及西北部区域附近区域偏高,其他海域的铵盐含量稍微低些。
秋季无机氮含量为0.026~0.140 mg/L,平均值为0.079 mg/L;表层含量为0.031~0.140 mg/L,平均值为0.085 mg/L;底层含量为0.026~0.134 mg/L,平均值为0.073 mg/L;表层平均含量高于底层。春季无机氮含量为0.019~0.134 mg/L,平均值为0.057 mg/L,表层含量为0.034~0.091 mg/L,平均值为0.054 mg/L,底层含量为0.019~0.121 mg/L,平均值为0.056 mg/L。
秋季无机氮含量显著高于春季,说明无机氮含量具有明显的季节分化,空间分布上,与铵盐和硝酸盐的分布规律相似,高值区主要集中在白马井渔港及西北部区域附近区域,无机氮的主要形态构成以硝酸盐为主,其次为铵盐和亚硝酸盐。
2.2 评价结果
2.2.1 有机污染评价结果
儋州海域水质有机物污染水平评价指数见表3和表4。
由表3、4可知,秋季海水有机体污染指数变化范围-0.26~1.90,均值为0.34,最值主要集中分布于近岸新英湾内湾的1、2、3、4号站位和白马井渔港附近海域的11、12号站位,其中1、2、12号站位水质表现出已受到外来有机物污染。春季有机体污染指数变化范围为-0.72~0.42,均值为-0.31,春季有机体污染指数普遍要小于秋季,且除了个别站位指数在0~1之间变化,其余大部分站位均小于0,说明春季水质有机体物含量较低,水质较秋季好,这可能与调查季节有关,秋季是海南台风、降雨高发期,雨水冲蚀使得近海含有有机物的生活污水等排入海中,这可能是秋季海水中有机体污染物含量要高于春季的主要原因。
2.2.2 富营养化评价结果
秋季水质营养化指数变化范围为0.01~1.04,均值为0.15,分布规律表现为1、12号站位E值均大于0.5,出现中营养氧化水平现象;2号站位E值大于1,出现富营养氧化水平现象;其余站位E值均控制在0~0.5,属于贫营养水平。春季水质营养化评价指数为0.01~0.18,均值为0.04,均低于0.5,说明春季调查海域都处在贫营养化水平,且分布规律与水质有机污染水平相似,秋季水质营养化水平普遍高于春季。总体而言调查海域水质营养化程度较低,水质质量较好,详见表5、6。
3 讨论与结论
分析儋州海域水质营养元素的主要分布特征和变化规律,并用海水有机物污染和营养化指数法对水质中DO、COD及营养含量进行评价。结果显示:儋州海域水温高,盐度变化范围较小,溶解氧含量均优于第一类海水水质标准要求,秋季化学需氧量含量高于春季,但都在第一类水质标准范围内;磷酸盐含量除了秋季1号站位出现超第一类水质标准外,其余站位含量均处于较低水平;无机氮含量分布均匀,构成形态主要以硝酸盐为主,其次是铵盐和亚硝酸盐;空间分布上,各监测要素分布规律相似,最值区主要位于新英湾、白马井渔港及东北海域,近岸高于远海;时间分布上,也存在显著的季节变化;水质富营养化程度较低,除个别站位出现富营养和中营养水平,其余多为贫营养级;有机物污染指数多为良好,秋季时局部海域出现开始受到外来污染物影响状态,说明了春季水质质量要优于秋季,可能与秋季是海南台风、降雨高发期,雨水冲蚀使得近海含有有机物的生活污水等排入海中有关。总的来说监测的海域水质较好。
参考文献
[1] 国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会. GB17378-2007. 中华人民共和国国家标准:海洋监测规范[S]. 北京:中国标准出版社,2008.
[2] 杨新梅,陈志宏,焦亦平,等. 大连湾海水环境质量状况分析[J]. 海洋环境科学,2001,20(4):18-20.
[3] 邹景忠,董丽萍,秦保平. 渤海湾富营养化与赤潮问题的初步探讨[J]. 海洋环境科学,1983,2(2):41-54.
[4] 于子江,崔文林,杨建强. 青岛奥运帆船赛区及邻近海域海水环境质量分析与评价[J]. 城市环境与城市生态,2004,17(3):25-26.