山东招远扇贝养殖区水质状况调查与评价

崔龙波 沈雨欣 李书杰

摘要 [目的]為了解山东招远扇贝养殖区海水水质状况，加强养殖区环境保护。[方法]在2018年5—10月对该养殖区进行调查，并采用有机污染评价指数（A）法、营养状态指数（E）法、营养状态质量指数（NQI）评价法和内梅罗综合污染指数（P）法对该海域水质状况进行分析与评价。[结果]调查海域扇贝养殖区水温和pH分别为17.28～27.28 ℃和7.97～8.30，均符合海水水质二类标准，适宜扇贝养殖;盐度为30.16‰～31.40‰，变化幅度小，适宜扇贝生长;溶解氧和化学需氧量分别为6.48～8.76和0.792 0～1.955 0 mg/L，均达到海水水质一类标准;营养盐浓度、营养状态水平偏高，一定条件下易引发赤潮;内梅罗污染指数较低，水质较为清洁。[结论]总体上，此次调查海域水质状况普遍较好，达到二类或以上水质标准，适宜扇贝养殖。

关键词 扇贝养殖;水质;调查;评价;招远

中图分类号 S 949;X 824  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）12-0073-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.12.021

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract [Objective] The research aimed to know the water quality of scallop aquaculture areas and strengthen the protection of aquaculture areas environment.[Method]The water quality of scallop aquaculture areas in Zhaoyuan， Shandong Province was investigated from May to October， 2018. And the organic pollution assessment index （A）， nutritional status index （E）， nutritional status quality index （NQI） and Nemerow index （P） were used to evaluate the water quality of the area.[Result]The water temperature and pH were 17.28-27.28 ℃ and 7.97-8.30， which were accorded with Grade Ⅱ water quality standards and suitable for scallop culture. Salinity was 30.16‰-31.40‰ with a small variation range， which was suitable for the growth of scallop. The dissolved oxygen and chemical oxygen demand was 6.48-8.76 mg/L and 0.792 0-1.955 0 mg/L， which accorded with Grade Ⅰ water quality standards. The concentration of nutrients and the level of nutrient state were on the high side. Under certain conditions， it was easy to cause red tide. Nemerow pollution index was lower and the water quality was cleaner.[Conclusion] In general， the water quality of the surveyed area was generally good and accorded with Grade Ⅱ or above water quality standards， which was suitable for scallop aquaculture.

Key words Scallop aquaculture;Water quality;Investigation;Evaluation;Zhaoyuan

山东招远扇贝养殖区所处的莱州湾位于渤海南部，山东半岛北部，是渤海三大海湾之一。由于黄河等多条河流大量携入泥沙，使得海底堆积迅速，海湾滩涂辽阔;河口内湾一带营养盐含量高，大量浮游植物在此生长，且河流常带有丰富的有机物质，为贝类提供充足的食物源[1]，因而莱州湾发展成为山东省重要的扇贝养殖区。由于莱州湾是位于渤海之内的内湾，水体交换能力较差，而且沿海地区经济发展迅速，对于开发利用海洋的力度也在不断加大，这些都给莱州湾海洋生态环境造成了巨大压力[2]。近几年《山东省海洋环境质量公报》显示，莱州湾海洋生态环境系统处于不健康状态[2]或者说亚健康状态，海水水质状况变差，这使扇贝生存受到威胁，对扇贝生长以及产品质量也有一定影响。海水水质是保持海洋生态平衡、影响海洋产业发展的主要因素[3]，因此，为了解山东招远以及莱州湾扇贝养殖区海水水质状况，笔者于2018年5—10月在该区域分期采样，分析海水水质，以期为扇贝的科学养殖提供技术支持，为海洋生态环境的保护和修复提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样站位与时间

在山东招远海域选取距岸分别1海里、3海里、7海里的3个扇贝养殖区，分别记为L1、L2、L3，并在每个养殖区设置 4 个平行采样点，进行水质现场采样，采样站位见图1。于2018年5—10月每月中旬采样一次，取4个平行采样点平均值，记录试验结果。

1.2 样品采集与分析方法

检测项目包括海水的温度、盐度、pH、透明度、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、亚硝酸盐（NO2-N）、硝酸盐（NO3-N）、氨氮（NH3-N）、无机氮（DIN）、活性磷酸盐（DIP）和叶绿素a（Chl a）等。水样的采集使用有机玻璃采水器，样品的现场处理及分析测量均按《海洋监测规范》[4]提供的标准方法执行。水温、盐度、DO、pH使用美国奥立龙5-star水质分析仪测定，透明度使用塞氏盘测定，硫化物使用德国默克Spectroquant NOVA-60A测定，COD采用碱性高锰酸钾法测定，总氮（TN）和总磷（TP）采用过硫酸钾氧化法测定，NO2-N采用萘乙二胺分光光度法测定，NO3-N采用镉柱还原法测定，NH3-N采用靛酚蓝分光光度法测定，DIP采用磷钼蓝分光光度法测定，Chl a采用分光光度法测定。

1.3 评价标准

采用《海水水质标准》[5]对各养殖区水质状况进行分析与评价。

1.4 评价方法

采用有机污染评价指数（A）法、营养状态指数（E）法和营养状态质量指数（NQI）评价法对海水有机污染状况和营养水平进行评价，采用内梅罗综合污染指数（P）法对海水环境质量进行综合评价，其中有机污染评价指数、营养状态指数和营养状态质量指数依据《海水增养殖区监测技术规程》[6]给出的公式计算。

1.4.1 有机污染评价指数（A）法。

有机污染评价指数法综合考虑了海水的有机污染和无机污染指标，利用COD、DIN、DIP、DO 4个水质指标对海水质量状况进行评价，以反映水质的整体状况[7]。其计算公式为：

A=COD/COD0 + DIN/DIN0 + DIP/DIP0-DO/DO0（1）

式中，COD、DIN、DIP、DO分别为水体中化学需氧量、溶解态无机氮、溶解态活性磷酸盐和溶解氧的实测浓度（mg/L）;COD0 、DIN0 、DIP0 、DO0 分别为水体的上述各项指标的评价标准，COD0 为3.0 mg/L，DIN0 为0.10 mg/L，DIP0 为0.015 mg/L，DO0 为5.0 mg/L。

有机污染评价分级见表1。

1.4.2 营养状态指数（E）法。多数研究者都用营养状态指数E来研究海域富营养化和有机污染问题[8-9]，该方法最早在日本使用，后由邹景忠等[10]引入，并根据不同海域环境合理使用，其计算公式为：

E=COD×DIN×DIP×106/4 500（2）

若E<1，则水体处于贫营养状况;若E ≥ 1，则水体出现富营养化;E值越大，表明富营养化程度越严重。

1.4.3 营养状态质量指数（NQI）评价法。

除了营养状态指数法，陈于望[11]提出的营养状态质量指数法也被广泛应用，其计算公式为：

NQI =CCOD / C′COD + CTN / C′TN +CTP/C′TP（3）

式中，CCOD 、CTN 、CTP分别为水体的化学需氧量、总氮、总磷的测量浓度;C′COD 、C′TN 、C′TP分别为水体的COD、TN、TP 的评价标准，C′COD为3.0 mg/L，C′TN为0.6 mg/L，C′TP为0.03 mg/L。

参照郭卫东等[12]提出的营养级分级标准，根据营养质量指数值，将海域营养水平划分为3级，见表2。

1.4.4 内梅罗综合污染指数（P）法。

参照崔力拓[13]、钟硕良等[14]提出的利用单因子评价指数和内梅罗环境质量综合评价指数对贝类养殖区海水生态环境质量进行综合评价，其计算公式为：

P=P2max+（1nni=1Pi）22（4）

式中，P为内梅罗综合污染指数，Pmax为所测污染因子中最大的污染指数，Pi为某污染因子的污染指数。海水质量综合评价分级标准见表3。

pH的污染指数计算公式为：

PpH=pH-pHm+pHi2pHm+pHi2（5）

式中，PpH为pH的污染指数，pH为实测值，pHm和pHi分别为海水水质二类标准最大值和最小值。

2 结果与分析

2.1 水质基本理化指标含量变化

2.1.1 水温、pH、盐度。

从图2可以看出，山东招远扇贝养殖区水温、pH和盐度分别为17.28～27.28 ℃、797～8.30和30.16‰～31.40‰。山东招远扇贝养殖区水温变化呈现明显的季节性，其中8月份最高，5月份和10月份最低;pH与盐度变化幅度很小，都在一定范围内波动。其中，海湾扇贝对温度、盐度的适应范围较广，耐温范围在-1～31 ℃，当温度在10～31 ℃時可正常生长[15]，5 ℃以下则停止生长，10 ℃以下生长缓慢，18～28 ℃生长较快[16];其耐盐范围在16‰～43‰，适宜范围在21‰～35‰，故监测的扇贝养殖区水温、盐度均在海湾扇贝的适宜生长范围内。此外，pH的高低对贝类摄食存在影响，在适宜的pH范围内，摄食率较高;低于或高于适宜的pH范围，贝类的摄食率都会降低，一般贝类适宜的pH在8左右[17]，故监测的各扇贝养殖区pH均适宜扇贝生长摄食，且都符合海水水质二类标准。

2.1.2 DO和COD。

从图2可以看出，DO和COD分别为648～8.76和0.792 0～1.955 0 mg/L。DO在7月份随着水温的升高而下降，在9月份随水温的降低而升高，因为氧在海水中的溶解度主要受温度影响。COD变化幅度较小，在一定范围内波动，其中8月份最低。监测结果表明，DO和COD均达到海水水质一类标准。

（3）有机污染评价表明，山东招远3个扇贝养殖区在5、6、9月份均处于良好或较好状态，其他月份开始受到有机污染，10月份甚至达到严重污染。海水质量综合评价结果表明，各养殖区在5—9月水质状况在一般以上，大多数为良好及较好状态，而在10月份各养殖区均出现不同程度的污染，个别甚至达到重度污染。

（4）整体来看，距海岸较近的养殖区富营养化水平及污染程度更重一些，最易受到污染的时间为10月份前后，其中DIN为主要的污染指标。虽然目前个别月份山东招远扇贝养殖区的富营养化水平和污染程度较高，但尚未导致生态平衡的失调，因此应采取有效措施控制污染源，在保障浮游植物生长繁殖摄取必需的营养盐的同时，严格控制氮、磷和有机物入海量，降低海洋生态环境污染程度，防止富营养化加剧和赤潮的发生。

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