岙山监测浮标周边海域水质分析与评价

胡益峰 蒋红 缪文

摘要：文章根据岙山监测浮标周边海域2015年9—12月水质调查资料，采用水质有机污染指数（A）、富营养化指数（E）和营养状态质量指数（NQI）等进行评价。结果表明：岙山监测浮标周边海域水质化学需氧量（COD）、溶解氧（DO）、油类（oils）符合二类海水水质标准，无机磷（DIP）和无机氮（DIN）含量均超过二类海水水质标准，DIP最高为0.048 mg/L，DIN最高为0.753 mg/L，总磷（TP）各月平均含量范围0.098～0.185 mg/L，总氮（TN）各月平均含量范围0.650～0.818 mg/L，叶绿素a（Chla）含量基本稳定，DIN是主要的超标污染因子;富营养化评价结果显示，岙山监测浮标周边海域水质富营养程度严重，E值最高达9.10，NQI值最高为4.58;有机污染评价结果表明，岙山监测浮标周边海域水质总体处于轻度污染状态，A值最小为10月的1.90，最大为12月的2.73;使用A值、E值和NQI值方法同时对岙山监测浮标周边海域进行评价，其结果变化的一致性较好。

关键词：岙山;海水水质;海洋环境;有机污染;富营养化;评价

中图分类号：X834;P76 文献标志码：A 文章编号：1005-9857（2020）01-0056-06

Abstract： Organic pollution index of water quality were employed in this paper：（A），Eutrophication index（E） and Nutrient status quality index （NQI） to evaluate water quality around coastal waters of Aoshan buoy according to in-situ monitoring data during September to December of 2015.The results indicated that chemical oxygen demand（COD），dissolved oxygen（DO） and oils of coastal waters around Aoshan buoy qualified the second class of sea water quality standard while dissolved inorganic phosphorus（DIP） and dissolved inorganic nitrogen （DIN） exceeded the second class of sea water quality standard with a highest DIP of 0.048 mg/L and a highest DIN of 0.753 mg/L.Besides，the variation range of monthly average total phosphorus （TP） and monthly average total nitrogen（TN） was 0.098～0.185 mg/L and 0.650～0.818 mg/L，respectively，and the content of Chl-a basically remains stable.DIN was the main pollutant factor in this area.According to eutrophication evaluation，eutrophication level and pollution degree were severe in coastal waters around Aoshan buoy with a highest E of 9.10 and a highest NQI of 4.58.According to Organic pollution assessment，the coastal water around Aoshan buoy was slightly polluted with a lowest A of 1.90 in October and a highest A of 2.73 in Decembe.The results of using A，E and NQI to evaluate coastal water around Aoshan buoy were consistent.

Key words：Aoshan，Seawater quality，Marine environment，Organic pollution，Eutrophication，Evaluation

0 引言

舟山岙山島位于舟山群岛南部，作为国家重要的石油储备基地，建有多家大型油储公司。根据浙江省“十二五”生态建设项目——浙江省近岸海域浮标实时监测系统建设项目的总体规划，于2013年8月在舟山岙山岛海域布放一套监测浮标[1]，用于实时监测监控岙山岛周边海域的海水环境质量状况。

浮标监测系统虽具有现场自动监测、长时间序列等区别于传统监测方法的优点，但也存在只反映“一点”水质情况的缺陷。为开展岙山海域水环境质量监测点、线、面数据融合研究提供基础数据，为完善并验证基于岙山浮标实时监测系统的溢油风险评价与预测预警模型，根据“国家海洋公益性行业科研专项——浙江近岸海域海洋生态环境动态监测与服务平台技术研究及应用示范”项目实施要求，分别于2015年9月、10月、11月、12月对岙山周边海域开展现场监测。而在目前的公开报道中，仅有李子孟等[2]对舟山本岛南部海域（含岙山海域）进行了水质调查及含量分析，并未进行海域水质富营养化和有机污染等方面的综合评价。本研究基于4个航次实测资料，分析讨论了岙山监测浮标周边海域海水环境质量现状，同时进行富营养化和有机污染评价。

1 材料与方法

1.1 采样站位与样品采集

在岙山监测浮标周边海域共布设9个水质监测站位（图1），于2015年9月、10月、11月、12月共计进行4个航次的监测采样，样品采集层次、储存及运输严格按照GB 17378.3—2007[3]要求执行，其中水深10～25 m，采集表层、底层样品;水深25～50 m，采集表层、10 m层、底层样品;石油类和叶绿素a只采集表层样品。

1.2 样品分析

水质样品的分析测试按照GB 17378.4—2007[4]进行，其中叶绿素a（Chla）按照GB 17378.7—2007[5]进行。化学需氧量（COD）、溶解氧（DO）、无机磷（DIP）、油类（oils）、Chla分别采用碱性高锰酸钾法、碘量法、磷钼蓝分光光度法、紫外分光光度法、分光光度法测定;总氮（TN）和总磷（TP）采用过硫酸钾氧化法测定;无机氮（DIN）为亚硝酸盐、硝酸盐、氨氮三者之和，分别采用萘乙二胺分光光度法、锌-镉还原法、次溴酸盐氧化法测定。

1.3 评价方法

采用有机污染指数（A）和富营养指数（E）[6]、营养状态质量指数（NQI）[7]对海水水质进行有机污染和富营养化水平评价。

式中，COD、DO、DIN、DIP、Chla为实测值，除Chla浓度单位为μg/L，其余浓度单位为mg/L。本研究以第二类海水水质标准进行评价，Chla取5 μg/L。有机污染水平、富营养化水平评价分级见表1至表3。

2 结果与讨论

2.1 水质监测指标含量分析

岙山监测浮标周边海域4个航次的监测结果见表4。从监测结果可以看出：COD、DO、oils 3项监测指标含量均符合二类海水水质标准，并达到一类海水水质标准。COD平均含量在9月和10月相同，均为0.64 mg/L，各站位含量也较接近，在11月和12月的平均含量和各站位含量也较接近，但明显高于9月和10月，COD含量最高为1.76 mg/L，出现在11月。DO各月平均含量范围6.68～8.75 mg/L，从9月到12月，平均含量逐月升高，因在自然条件下，压力不变时，水温越低溶解氧的含量就越高。oils各月平均含量范围0.019～0.023 mg/L，比较接近，站位最高含量为0.028 mg/L，出现在9月;DIP和DIN各月平均含量均超过二类海水水质标准，DIP最高为0.048 mg/L，出现在12月，超过二类海水水质标准的0.6倍，DIN最高为0.753 mg/L，出现在12月，超过二类海水水质标准的1.5倍;TP各月平均含量范围0.098～0.185 mg/L，最高出现在11月，TN各月平均含量范围0.650～0.818 mg/L，最高出现在12月;Chla含量基本稳定，变化不大，各月平均含量在0.4～0.7 μg/L。

综合以上分析可以看出，岙山监测浮标周边海域主要污染超标因子是DIN，DIP也有一定程度的污染，长江和钱塘江携带大量陆地营养物质入海并汇聚舟山群岛海域，是导致该海域营养盐含量居高不下的主因，这与相关学者关于长江口邻近海域高营养盐含量的研究结果[8-10]相一致，也与浙江省开展的业务化监测评价得出舟山海域DIN超标污染严重的结果[11]相吻合。

2.2 水质富营养指数（E）分析

海水中由于营养盐含量过高从而引起海水富营养化，当海水处于富营养化状态并在适宜的海水温度、盐度条件下容易引起浮游生物大量繁殖，从而诱发赤潮，这已成为近年来海洋生态环境常态现象，因此富营养化评价研究已成为沿海国家普遍关注的问题，而浙江舟山海域又是赤潮的高发海域，因此进行富营养化研究很有必要。

由式（1）计算得出富营养指数（E）值，见表5。从表5可以看出，岙山监测浮标周边海域富营养化状况比较严重，全部处于高富营养状态，E值的月平均值最低为3.07，出现在10月，最高达到9.10，出现在12月，超出高富营养标准的2倍。从月份上看E值，9月和10月相接近，而11月和12月接近，且是9月和10月的2～3倍。以9月和10月均值、11月和12月均值，来分析E值中的3项变量的含量变化，其中DIP增幅为11%、DIN为22%、COD为85%，可见因COD 含量的升高，是11月和12月E值急剧上升的主要贡献因子。

2.3 水质营养状态指数（NQI）分析

由式（2）计算得出营养状态指数（NQI）值，见表5。可以看出，岙山监测浮标周边海域均呈现富营养化状态，达到NQI指数营养分级中的最高级，再次表明该海域富营养化严重。虽与E值评价中达到的高富营养级别在名称上有区别，但都达到了各自指标分级中的富营养化程度的最高级，表明同时使用E值和NQI值指数法进行该海域的富营养化程度评价，具有较好的一致性。

E值评价公式中的参数是相对固定的，即（106/4 500），是一个定值，E值是随变量COD、DIN、DIP的结果计算得到，也即海域的富营养化状态取决于海域COD、DIN、DIP的含量。但在NQI评价公式中，不但有海域的环境因子变量COD、DIN、DIP、Chla，参数也不固定，就目前的报道中，较多的是采用一类海水水质标准[12]和二类海水水质标准[13]作为评价参数，而采用不同的评价参数，有可能导致NQI评价结果的分级发生变化。

2.4 水质有机污染状况（A）分析

由式（3）計算得出水质有机污染指数（A）值，见表5。可以看出，岙山监测浮标周边海域水质有机污染指数（A）值在9月、11月、12月的月均值分别为2.60、2.70、2.73，在数值上比较接近，且均呈现轻度污染状态，最大出现在12月;A值在10月最低，月均值为1.90，仅有1号站位和4号站位A值大于2.0，总体呈开始受到污染状态。

海水水质有机污染状况指数公式中用COD、DO、DIN、DIP这4 个水质指标对海水质量状况进行评价，综合考虑了海水的有机污染指标（COD）和无机污染指标（DIN、DIP），可以较好地反映出海水水质的整体污染状况[14]。而溶解氧（DO）是指溶解于水体中的氧气，水体中溶解氧的含量与空气中氧的分压及水体温度密切相关。在自然条件下，压力不变时，水温越低溶解氧的含量就越高，当水体被大量有机物污染，由于有机物分解时消耗水体的氧气，使水体中溶解氧含量降低，故溶解氧含量的高低及变化也可作为评价水体是否受到有机物污染的间接指标[15]。也有相关研究表明，赤潮的频繁发生与有机污染物负荷增加有重要的关系[16]。

2.5 水质富营养和有机污染相关性分析

目前的诸多文献报道中，进行水质评价时，一般都将有机污染指数（A）和富营养指数（E）两种方式相结合进行评价。本研究采用有机污染指数（A）、富营养指数（E）和营养状态质量指数（NQI）3种评价方法同时对岙山监测浮标周边海域水质情况进行评价。可以看出，2015年岙山监测浮标周边海域水质有机污染和富营养化程度最轻均出现在10月，最严重出现在12月，其指数值从大到小依次排序为12月、11月、9月、10月，3种不同评价指数的月度变化趋势具有较好相关性。表明在特定海域使用水质富营养化指数（E）和营养状态质量指数（NQI）同时进行富营养化评价，一致性较好，且水质有机污染状况的轻重随富营养化程度轻重而变化，这与一些文献报道的研究结论[17-19]相吻合。

3 结论

（1）岙山监测浮标周边海域水质COD、DO、oils符合二类海水水质标准。COD含量在11月和12月明现高于9月和10月，最高含量为1.76 mg/L;DO含量范围6.68～8.75 mg/L，从9—12月，平均含量逐月升高;oils各月平均含量范围0.019～0.023 mg/L，比较接近，站位最高含量为0.028 mg/L，出现在9月;DIP和DIN含量均超过二类海水水质标准，DIP最高为0.048 mg/L，DIN最高为0.753 mg/L;TP各月平均含量范围0.098～0.185mg/L，TN各月平均含量范围0.650～0.818 mg/L;Chla含量基本稳定，变化不大。DIN是主要的超标污染因子，DIP也有一定程度污染。

（2）岙山监测浮标周边海域水质处于富营养状态，E值最高为12月的9.10，NQI值最高为12月的4.58，富营养化程度比较严重;A值最小为10月的1.90，最大为12月的2.73，水质有机污染状况总体处于轻度污染状态。水质状况不容乐观。

（3）使用A值、E值和NQI值方法同时对岙山监测浮标周边海域进行评价，其变化趋势的一致性较好，指数值从大到小依次排序为12月、11月、9月、10月。

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