三亞珊瑚礁國家級自然保護區海域水質環境狀況分析及評價

謝海群　孫婆援　龐巧珠　張光星　邢孔敏　吳瑞

摘 要 2015年10月，對海南三亞珊瑚礁國家級自然保護區進行水質調查，調查站點布設三亞西瑁洲西端3個站點，鹿回頭南端4個站點，亞龍灣2個站點，共布設9個調查站點。分析了水溫、pH、鹽度、溶解氧、化學需氧量、活性磷酸鹽、無機氮、油類、銅、鉛、鋅、鎘、汞、砷共14項指標。采用單項水質指數法、有機體污染指數法以及水質富營養化指數法對三亞珊瑚礁國家級自然保護區附近海域水質進行分析和評價，結果顯示：該海域水質評價指數均小于1，單因子指數較小；有機污染評價指數A<1，污染物濃度較低；富營養化評價指數E<1，該海域海水水質均符合第一類海水水質標準，水質處于良好狀態。

關鍵詞 水質環境 ；單項水質指數法 ；有機污染指數法 ；富營養化指數法

中圖分類號 X832 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.09.014

Abstract In order to investigate the sea water quality in Sanya Coral Reef National Nature Reserve， Hainan 9 sites were set in October 2015： 3 sites at the west of Ximaozhou Island， 4 sites at the south of Luhuitou and 2 sites at Yalong Bay. A total of 14 parameters were analyzed for sea water quality evaluation， including temperature， pH， salinity， dissolved oxygen， chemical oxygen demand， active phosphate， inorganic nitrogen， oils， copper， lead， zinc， cadmium， mercury， arsenic. single water quality index （SWQI）， organic pollution index （OPI） and eutrophication index （EI）. The results showed that the SWQI， OPI and EI were all less than 1， and that the sea water quality conformed to the first class sea water quality standard， indicating the water quality was good.

Keywords water quality ； single water quality index ； organic pollution index ； eutrophication index

三亞珊瑚礁國家級自然保護區位于海南省三亞市南部近岸及海島四周海域，地理位置在北緯18°10′30″～18°15′30″，東經109°20′50″～109°40′30″范圍內[1]，屬于三亞市沿海區，以鹿回頭、大東海海域為主，包括亞龍灣片區、鹿回頭半島、榆林角沿岸片區、東西瑁洲島片區。保護區面積為55.68 km2，主要保護對象為珊瑚礁，保護區于1989年建立，1990年升級為國家級自然保護區。近年來，隨著三亞的經濟發展，旅游業的開發，人類活動的加劇，對珊瑚礁的影響不容忽視，給三亞珊瑚礁國家級自然保護區帶來一定的壓力，同時，隨著人們環境保護意識的增強及管理水平的提高也對保護區海域產生了積極的作用。本文根據2013～2015年連續的海域監測數據對該海域附近海水水質質量環境狀況進行了分析評價，這對保護珊瑚礁有著重要的意義。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集與分析

于2015年10月對三亞珊瑚礁國家級自然保護區附近海域水質進行監測采集樣品。該保護區附近海域共布設9個站位，調查站點布設三亞西瑁洲西端3個站點；鹿回頭南端4個站點；亞龍灣2個站點（圖1）。

調查項目有：水溫（Tem）、pH、鹽度（Sal）、溶解氧（DO）、化學需氧量（COD）、無機磷（DIP）、無機氮（DIN）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、油類（Oil）共14項。

1.2 方法

1.2.1 監測與分析方法

海水水質調查項目根據水深分別采集表層和底層水樣進行監測，監測項目的分析方法依據《海洋調查規范》[2]和《海洋監測規范》[3]進行。

項目檢測依據的標準方法和使用儀器，見表1。

1.2.2 評價方法

1.2.2.1 單項水質指數法

本文采用水質單因子污指數評價法對該海域環境現狀進行分析與評價。

計算公式為：

Sij=Cij/Csj（1）

式中，Sij表示單項水質參數i在第j點的標準指數；Cij表示污染物i在監測點j的濃度，單位為mg/L；Csj表示水質參數i的海水水質標準，單位為mg/L。利用單因子水質指數法進行評價，水質評價因子標準指數大于1，則表明該項水質已超出標準[4]。

1.2.2.2 水質有機體污染指數法[5-7]

式中，A表示海水有機體污染指數，ICOD、IDIN、IDIP、IDO分別表示監測海域海水化學需氧量、無機氮、無機磷、溶解氧的測定值；SCOD、SDIN、SDIP、SDO分別表示監測海域海洋功能區劃所對應的海水水質評價標準值。評價等級見表2。

1.2.2.3 評價標準

根據《海南省海洋功能區劃》（2011-2020），水質評價采用《海水水質標準（GB3097-1997）》中的第一類海水水質標準，實驗結果及評價標準參數值見表3。

1.2.3 水體富營養化標準指數法[6-7]

式中，CCOD表示監測海域海水化學需氧量，單位為mg/L；CDIN表示監測海域海水的無機氮含量，單位為mg/L；CDIP表示監測海域海水的無機磷的含量，單位為mg/L；若E大于1，則說明調查海域水質有富營養化現象，E值越高，則說明水質富營養化越嚴重。

2 結果與分析

2.1 監測海域水質各要素分布特征

根據2015年現場監測及測試結果可知，（1）表層水溫：平均值為27.5℃，變化范圍在27.2～28.5℃；（2）pH值：變化范圍在8.11～8.21，平均值為8.15，最大值為8.21出現在062號站表層，各站位之間pH值存在差異，但變化值不大；（3）鹽度值：該調查海域鹽度平均值為33.202，變化范圍在32.723～33.427，最大值為33.427出現在062號站表層，處于西瑁洲附近的062、063、064站位鹽度較高；（4）溶解氧：調查海域結果顯示溶解氧含量平均值為6.59 mg/L，其變化范圍在6.21～6.82 mg/L，各監測站位之間溶解氧含量變化值不大，分布較均勻，最大值出現在西瑁洲附近的062號站底層值為6.82 mg/L；（5）化學需氧量：化學需氧量含量變化值在0.25～0.47 mg/L，平均值為0.38 mg/L，本次調查該海域各站位間化學需氧量含量變化較小，分布較均勻。最小值為0.25 mg/L，最大值0.47 mg/L僅出現在鹿回頭以南的066號站位；（6）無機氮：本次調查海域無機氮含量平均值為0.08 mg/L，含量變化范圍在0.03～0.13 mg/L，各站位間的含量變化不大，最高值為0.13 mg/L，出現在065和067號站的表層，最小值0.03 mg/L，出現在070號站的表層；（7）無機磷：調查結果顯示無機磷含量平均值為0.005 mg/L，變化范圍在0.002～0.010 mg/L，最大值出現在067號站。各測站間的測值有一定的差異，但變化值都不大。無機氮、無機磷含量最大值同時出現在067號站位，該站位處于鹿回頭以南三亞港附近，受人類活動影響及船舶的影響較大；（8）石油：調查海域表層石油含量平均值為0.013 mg/L，變化范圍在0.010～0.036 mg/L；表層石油含量較高，調查海域屬于旅游景點，往來游艇較多，因此表層石油含量較高且分布均勻；（9）銅：銅含量變化范圍在0.001 1～0.001 7 mg/L，含量平均值為0.001 5 mg/L，各站位間的表底層含量變化較小，含量最高值在068號站的表層，最小值在067號站的表層；（10）鋅：鋅含量平均值為0.009 8 mg/L，變化范圍在0.007 1～0.013 5 mg/L，各站位之間鋅含量測值存在一定的差異，其中最大值出現在062號站的表層；（11） 鉛：調查海域鉛含量平均值為0.000 74 mg/L，變化范圍在0.000 64 ～0.000 86 mg/L，最大值出現在065號站表層，最小值出現在062號站底層。各站位間的測值變化不大，分布相對比較均勻；（12） 鎘：鎘含量平均值為0.000 07 mg/L，變化范圍在0.000 06～0.000 08 mg/L。最大值0.000 08 mg/L同時出現在063號站底層、065號站表層、066號站底層、067號站表層、068號站表層、070號站表層，最小值0.06 μg/L同時出現在063號站和069號站，鎘含量在該調查海域分布十分均勻；（13）汞、砷：汞含量變化范圍在0.000 02～0.000 04 mg/L，平均值為0.000 03 mg/L，最大值出現在065號站表層，最小值出現在068號站表層，各調查站位間含量值變化不大，但存在一定的差異。砷含量變化范圍在0.000 9～0.001 5 mg/L，含量平均值為0.001 1 mg/L，最大值出現在065號站表層，最小值出現在062號站表層和070號站表層。汞、砷含量主要分布在065號站，該處主要受三亞港港口影響較大。

2.2 評價結果

2.2.1 單項水質評價

調查海域站位均處在三亞珊瑚礁國家級自然保護區，根據《海南省海洋功能區劃》（2011-2020）和《海水水質標準（GB3097-1997）》相關要求，海水水質標準均執行第一類海水水質標準。單項水質評價指數見表4。由表4可知，各單項評價標準指數值均小于1，站位超標率均為零，調查海域海水水質均滿足第一類海水水質標準，可見，三亞珊瑚礁國家級自然保護區水質處于良好的狀態。

2.2.2 有機污染評價結果

三亞珊瑚礁國家級自然保護區調查海域水質有機污染指數計算結果見表5。由表5可知，065號站表層、066號站底層、067號站表層有機污染指數0

2.2.3 富營養化評價結果

三亞珊瑚礁國家級自然保護區營養化指數計算結果如表6。由表6計算結果可知，調查海域所有監測站位海水營養化指數E值均小于1，最大值僅為0.130，出現在067號站表層；最小值為0.007，出現在062號站底層。由此表明，該調查海域附近海水水質處于良好的狀態。

2.3 歷史資料對比分析

近年來，隨著國際旅游島的建設，三亞作為海洋資源豐厚的城市也倍受人們的關注。

在2011～2014年期間，鄭洋、倪建宇等[8]對三亞亞龍灣珊瑚礁區水體環境特征研究顯示，2011年無機氮含量在0.09～0.20 mg/L，2012年無機氮的含量在0.04～0.07 mg/L，2013年監測值較大，個別站位超出第一類海水水質標準，2014年無機氮含量在0.01～0.05 mg/L，磷酸鹽的含量較低，個別站位測值均低于檢出限，營養元素含量較低。總體來看，亞龍灣水質處于良好狀態。在2011～2013年期間，海南省海洋監測預報中心對西瑁洲附近海域水質要求的研究[9]結果顯示，COD變化含量在0.19～0.27 mg/L，DO含量在6.33～6.57 mg/L，無機氮含量變化在0.014～0.056 mg/L，各項指標含量都較低。結合海南省海洋與漁業科學院2013～2015年對三亞珊瑚礁國家級自然保護區監測結果可知：2013年無機氮含量最大測值為0.076 mg/L，2014年無機氮含量最大測值為0.165 mg/L；無機磷含量測值較低，在2013年最大測值為0.007 mg/L，在2014年監測無機磷最大值為0.011 mg/L；2013年表層石油含量分布較均勻，含量較低，最大值為0.018 mg/L，2014年表層石油有所增高，其中最大值為0.043 mg/L，平均值達0.03 mg/L；但所有監測值均滿足第一類海水水質標準。見表7。

3 結論與討論

2013～2015年期間，海南省海洋與漁業科學院對三亞珊瑚礁國家級自然保護區（西瑁洲、鹿回頭、亞龍灣）海水監測數據顯示，近年來該保護區水體pH、COD、無機氮等各項監測數據有一定的差異，但差異不大。水體中溶解氧、化學需氧量、無機氮、無機磷及重金屬等各項指標含量都較低，單項水質評價指數值均小于1，有機污染評價指數值A及富營養化指數E值也均小于1，該調查海域水質均滿足第一類海水水質標準，具有較好的水質。

綜上所述，海南三亞珊瑚礁國家級自然保護區水質均滿足海洋功能區劃要求，符合第一類海水水質標準，海水水質質量處于良好的狀態，可滿足珊瑚礁的生長。

參考文獻

[1] 吳 瑞，丁翔宇，王道儒. 三亞珊瑚礁國家級自然保護區生物多樣性探討[J]. 海洋開發與管理，2013，30（11）：76-78.

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[3] 國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會. GB 17378-2007中華人民共和國國家標準：海洋監測規范[S]. 北京：中國標準出版社，2008.

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[9] 海南省海洋監測預報中心. 西瑁洲水質測試報告[R]. 海口：2005-2013.