2011年三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

馬祖友,夏永健,石志洲,徐炳旭,覃 寶,朱 峰

(國家海洋局閩東海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 寧德 352100)

2011年三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

馬祖友,夏永健,石志洲,徐炳旭,覃 寶,朱 峰

(國家海洋局閩東海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 寧德 352100)

文章對(duì)2011年三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的水質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析評(píng)價(jià),并在結(jié)合20世紀(jì)80年代以來的歷史調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行比較,比較結(jié)果表明:三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的較高水溫、穩(wěn)定的鹽度和適合的p H有利于漁業(yè)養(yǎng)殖;溶解氧、化學(xué)耗氧量和油類均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),較小的年際變化不會(huì)對(duì)海水養(yǎng)殖帶來大的影響;無機(jī)氮和活性磷酸鹽含量超二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),呈富營養(yǎng)化狀態(tài);重金屬含量均滿足二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但近20年來銅含量正逐年增加,應(yīng)嚴(yán)格控制營養(yǎng)鹽和重金屬物質(zhì)進(jìn)入海洋,防止赤潮發(fā)生。

三沙灣;水環(huán)境;富營養(yǎng)化;評(píng)價(jià)

三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)位于福建省東北部沿海,是我國典型的近海封閉型的海灣,西北側(cè)有賽江、霍童溪等中小河溪注入,僅東南方經(jīng)東沖口與東海相通,咸淡水交混,營養(yǎng)鹽豐富,具有獨(dú)特的海洋生態(tài)環(huán)境,是全國唯一的內(nèi)灣性大黃魚產(chǎn)卵場(chǎng)及最大的海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖基地。近年來,由于人為的過度捕撈和生活污水、工業(yè)廢水排放以及涉漁工程等不利因素的影響,導(dǎo)致了增養(yǎng)殖區(qū)的環(huán)境發(fā)生了較大變化,富營養(yǎng)化問題日趨嚴(yán)重,赤潮也時(shí)有發(fā)生,導(dǎo)致魚類種類組成結(jié)構(gòu)及其優(yōu)勢(shì)種發(fā)生了變化,引起了眾多學(xué)者的關(guān)注[1-4]。

本研究通過對(duì)2011年的環(huán)境調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)價(jià),對(duì)于掌握水質(zhì)現(xiàn)狀及其變化趨勢(shì)、進(jìn)行海洋環(huán)境保護(hù)和水產(chǎn)養(yǎng)殖健康的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,也為海域功能區(qū)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和處理

2011年在三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)共布設(shè)7個(gè)站位,對(duì)水環(huán)境各項(xiàng)目進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè) (圖1)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的采樣和處理方法依據(jù) 《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T12763-2007)和《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》(GB17378-2007)進(jìn)行。

圖1 三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)調(diào)查站位

1.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與測(cè)定方法

水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分別為水溫、鹽度、p H、化學(xué)需氧量、溶解氧、無機(jī)氮、活性磷酸鹽 (簡(jiǎn)稱磷酸鹽)、石油類、總汞、鎘、鉛、銅、砷,其監(jiān)測(cè)和分析方法按照 《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》(GB17378.4-2007)測(cè)定進(jìn)行。

2 環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.1 單因子污染指數(shù)法

根據(jù)海水增養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程 (國家海洋局2002年4月),海水增養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)評(píng)價(jià)采用GB3097的第二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

評(píng)價(jià)方法采用單因子污染指數(shù)法 (測(cè)定值與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值的比值)和綜合評(píng)價(jià)指數(shù)法。

2.2 富營養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)

富營養(yǎng)化狀態(tài)采用富營養(yǎng)化指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià),一般當(dāng)E≥1就可視為富營養(yǎng)化。E越大,則富營養(yǎng)化程度越高。E計(jì)算公式為

3 結(jié)果與討論

3.1 水溫、鹽度與p H

全年水溫年均值為25.4℃,鹽度均值27.65,p H均值7.96。一般來說,水溫在25℃～27℃、p H在7.9～8.2比較適合養(yǎng)殖生物生長(zhǎng);而鹽度會(huì)間接影響生物的生物代謝和滲透壓等,因此不能過高也不能過低,且需要保持穩(wěn)定[5-9]。由表1可知,近年來三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)水溫逐漸升高,p H有所降低,鹽度則保持了相對(duì)穩(wěn)定,基本都處在養(yǎng)殖生物最適生長(zhǎng)的范圍內(nèi),因此該海域的水溫、鹽度、p H適合漁業(yè)養(yǎng)殖。

表1 三沙灣水環(huán)境歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比較[3,10-11]

3.2 溶解氧、化學(xué)耗氧量和油類

三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的溶解氧、化學(xué)耗氧量和油類的單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)范圍為0.17～0.81,綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為0.47,均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)20世紀(jì)80年代以來的歷史調(diào)查數(shù)據(jù)[3],三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)化學(xué)需氧量變化較小,溶解氧含量逐年緩慢降低,油類除2005年較高外,其余年份也相對(duì)變化較小,不會(huì)對(duì)海水養(yǎng)殖帶來較大的影響。

3.3 營養(yǎng)鹽

三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的無機(jī)氮和活性磷酸鹽的單項(xiàng)質(zhì)量指數(shù)分別為1.28和1.43,均超過二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從三沙灣的地理環(huán)境看,腹大口小的半封閉型的海灣特點(diǎn)決定了其水體交換能力弱;另外由于近年來人類劇烈的海洋開發(fā)活動(dòng)導(dǎo)致大量的營養(yǎng)鹽進(jìn)入到海域,再加上灣內(nèi)海水養(yǎng)殖規(guī)模巨大,素有 “海上漁城”之稱,使得海水中氮、磷超養(yǎng)殖海水標(biāo)準(zhǔn),極易引起近岸水體富營養(yǎng)化,引發(fā)赤潮,影響漁業(yè)養(yǎng)殖。

富營養(yǎng)化是水體衰老的一種表現(xiàn),隨著有機(jī)物質(zhì)和營養(yǎng)鹽的不斷輸入,當(dāng)其含量超過該生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力時(shí),水體就出現(xiàn)富營養(yǎng)化。一般認(rèn)為,造成海區(qū)富營養(yǎng)化的主要營養(yǎng)物質(zhì)是氮、磷[12]。本研究根據(jù)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù) (E)的大小來表示該水域的富營養(yǎng)化狀況[13]。

根據(jù)表2的監(jiān)測(cè)結(jié)果,計(jì)算得三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的富營養(yǎng)化指數(shù)E值為1.85,即水質(zhì)已經(jīng)呈富營養(yǎng)化狀態(tài)。從表1可知,三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)在2000年、2000年—2006年均出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象,海水中的氮和磷濃度在過去30年中分別增加了1.4倍和3.3倍,而化學(xué)需氧量變化不大 (圖2),因此應(yīng)嚴(yán)格控制三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的營養(yǎng)鹽輸入,同時(shí)調(diào)整養(yǎng)殖的規(guī)模、品種和布局,保持生態(tài)平衡和養(yǎng)殖均衡,緩解富營養(yǎng)化的程度,避免養(yǎng)殖海域赤潮發(fā)生。

圖2 三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)營養(yǎng)鹽和COD年際變化

表2 三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

3.4 重金屬

重金屬具有來源廣、殘毒時(shí)間長(zhǎng)和富集性,污染后難于發(fā)現(xiàn)和恢復(fù),對(duì)水生生物和人體健康有較大的負(fù)面影響。水體中的部分重金屬離子 (如銅、錳、鉻)在濃度適量時(shí)還對(duì)赤潮生物的生長(zhǎng)有生長(zhǎng)促進(jìn)作用,引發(fā)赤潮[14]。

三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的總汞、鎘、鉛、銅和砷的均值分別為0.09μg/L、0.14μg/L、0.89μg/L、3.75μg/L和0.006 mg/L。從表1可知,近20年來,銅含量逐年增加,90年代初為0.71μg/L, 2011年則達(dá)到了3.75μg/L,增加了5倍;而鎘和鉛的含量則表現(xiàn)為先增加再降低,總體變現(xiàn)為升高趨勢(shì)(圖3)。

總體來看,各重金屬的單項(xiàng)質(zhì)量指數(shù)變化范圍為0.03～0.45,綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為0.25,均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)營養(yǎng)鹽和COD年際變化

4 結(jié)論

(1)三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)有較高水溫、穩(wěn)定的鹽度和適合的p H,雖然近年來均有所變化,但仍有利于漁業(yè)養(yǎng)殖。

(2)溶解氧、化學(xué)耗氧量和油類均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其相對(duì)較小的年際變化不會(huì)對(duì)海水養(yǎng)殖帶來較大的影響。

(3)海水中無機(jī)氮和活性磷酸鹽含量超二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),呈富營養(yǎng)化狀態(tài);重金屬含量均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但近20年來銅含量正逐年增加,應(yīng)嚴(yán)格控制營養(yǎng)鹽和重金屬物質(zhì)進(jìn)入海洋,防止赤潮發(fā)生。

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