萊州灣扇貝養殖區水體質量調查

李希磊　吳雪　楊俊麗

摘要[目的]了解萊州灣扇貝養殖區水體質量。[方法]于2015年4—11月對扇貝養殖區水體質量進行了8個航次的調查，并采用營養狀態質量指數、內梅羅環境質量綜合評價等進行綜合評價。[結果]各養殖區水溫變化范圍為19.6～26.6 ℃，平均水溫23.39 ℃，適宜扇貝的養殖；pH變化范圍為7.94～8.48，符合二類水質標準，可以滿足漁業養殖需求；鹽度變化范圍為29.38‰～30.80‰，平均鹽度在30.10‰左右，起伏變化小，適宜扇貝的生長；溶解氧含量變化范圍為6.31～8.29 mg/L，平均值為7.28 mg/L，達到一類水質標準；化學需氧量達到二類水質標準，水質清潔；營養鹽含量、營養狀態水平偏高，適宜條件下可能發生赤潮；內梅羅污染指數較低，水質清潔。[結論]此次調查海域水體質量較高，符合二類或以上水質標準，適宜扇貝養殖，但仍應控制外源污染的輸入，防范赤潮的發生。

關鍵詞萊州灣；水體質量；扇貝養殖

中圖分類號S949文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）20-0106-05

Abstract[Objective]To investigate the water quality of Laizhou Bay scallop aquaculture areas.[Method] Eight voyages of surveys were made on water quality of scallop aquaculture areas from April to November of 2015.The evaluation of eutrophication index and Nemerow index were adopted to evaluate the water quality.[Result] The water temperature changed in the range of 19.6 ℃ to 26.6 ℃，the average value was 23.39 ℃，which was suitable for scallop culture.pH changed in the range of 7.94 to 8.48，which accorded with Grade Ⅱ water quality standards and met the demands of fishery breeding.Salinity changed in the range of 29.38‰ to 30.80‰，the average value was about 30.10‰ with slight fluctuation，which was suitable for the growth of scallop.Dissolved oxygen（DO） content changed in the range of 6.31 mg/L to 8.29 mg/L，the average value was 7.28 mg/L，which accorded with Grade Ⅰ water quality standards.Chemical oxygen demand（COD） reached Grade Ⅱ water quality standards.The water was at clean level，nutrient salt and nutritional status were too high，which might cause red tide.Nemerow pollution index was low and the water was in good condition.[Conclusion]The water quality of investigated area exceeded Grade Ⅱ water quality standards，which was suitable for scallop aquaculture.However，it was necessary to control the input of external pollution and prevent the occurrence of red tide.

Key wordsLaizhou Bay； Water quality； Scallop aquaculture

萊州灣位于渤海南部、山東半島北部，是渤海三大海灣之一，多條河流由此入海，導致泥沙堆積、淺灘變寬、海水漸淺，海洋養殖環境良好[1]，加之河水攜帶大量有機質，萊州灣因而成為我國重要的貝類養殖區。然而，隨著貝類養殖規模的擴大以及周邊工業、農業的發展，養殖環境不斷惡化，十余年來萊州灣生態系統一直處于亞健康或不健康狀態[2]，養殖產量也不高。萊州灣扇貝養殖大多采用浮筏式垂下養殖方式，扇貝對水質的依賴性較高，海水需保持一定的動態平衡才能維持扇貝的生存與生長，海水任何理化成分或狀態的異常都會影響扇貝等水生生物的養殖，如水溫、pH和鹽度過低或過高均會引起扇貝大面積死亡，溶解氧（DO）偏低會導致扇貝因供氧不足而窒息或死亡，總磷（TP）、活性磷（DIP）、總氮（TN）等偏低會使海水處于貧營養狀態[3]，偏高則可能引起赤潮[4]，硫化物過高會引起細菌的大量繁殖，且導致海水處于缺氧狀態，直接或間接影響扇貝生存與生長。為了解萊州灣扇貝養殖區水體質量狀況，筆者對其水體進行了多種成分檢測，以期為扇貝養殖提供科學依據。

1材料與方法

1.1采樣地點與時間

在萊州灣的萊州市和招遠市海域共選取5個扇貝養殖區，分別記為1#～5#養殖區（圖1），于2015年4—11月每月中旬采樣1次。每個養殖區設置4個平行采樣點，每個平行采樣點采集上、下2個水層的水樣。

1.2樣品采集與保存

使用有機玻璃采水器進行水樣的采集，水樣為4個平行采樣點、8個水層的等量混合水。采集水樣的處理及保存均按照《海洋監測規范》[5]第3部分。

1.3試驗方法

水溫、pH、鹽度和DO使用美國奧利龍5 - star水質分析儀、硫化物使用德國默克NOVA - 60A現場檢測，其余各化學指標的檢測以《海洋監測規范》[5]第四部分為依據，檢測方法如下：COD含量的測定采用堿性高錳酸鉀法，TN和TP含量的測定采用過硫酸鉀氧化法，DIP含量的測定采用磷鉬藍分光光度法，葉綠素a含量（Chla）的測定采用分光光度法。

1.4評價方法

采用營養狀態質量指數（NQI）[3]、葉綠素a營養水平指數（D）[6]及內梅羅環境質量綜合評價指數[7-8]等評價方法對扇貝養殖區海水質量進行分析與評價。各指標評價標準的依據為《海水水質標準》[9]二類標準。

1.4.1營養狀態質量指數（NQI）評價。按照以下公式計算NQI：

NQI=CCODC0COD+CTPC0TP+CTNC0TN（1）

式（1）中，CCOD、CTP和CTN分別為COD、TP和TN的實測濃度（mg/L），C0COD、C0TP和C0TN分別為COD、TP和TN的評價標準濃度，其數值分別為3.00、0.03和0.60 mg/L。

分級標準如下：當NQI≥3時，為富營養水平；當2≤NQI<3時，為中營養水平；當NQI< 2時，為貧營養水平。

1.4.2葉綠素a營養水平指數（D）評價。按照以下公式計算D：

D=Chl a1.0（2）

分級標準如下：D<1為貧營養水域；1≤D≤10為富營養水域；D>10為過營養水域。

1.4.3內梅羅環境質量綜合評價指數。

通過pH、DO、COD、TN、TP和硫化物等因子進行內梅羅環境質量綜合評價指數的計算。

內梅羅環境質量綜合評價指數的計算公式為：

Sj=（Sij）2max+（Sij）22（3）

式（3）中，Sj為海水的質量指數，（Sij）max為海水中各評價因子的標準分指數的最大值，Sij為海水中各評價因子的標準分指數的平均值。

pH標準分指數[3]的計算公式為：

SpH=|pH-pHsp|DS，pHsp=pHsu-pHsd2，DS=pHsu-pHsd2（4）

式（4）中，SpH為pH污染分指數，pH為此次調查的實測值，pHsu為海水標準的最大值，pHsd為海水標準的最小值。

DO標準分指數[3]確定方法為：當DO≤4 mg/L時，SDO=1+（C0-C）；4COD、TN、TP和硫化物等的標準分指數[3]的計算公式為：Sij=CijCsj。式中，Sij為海水中各評價因子的標準指數，Cij和Csj分別為海水中各評價因子的實測值和標準值。

內梅羅環境質量綜合評價分級標準[10]如下：Sj<0.6，為清潔（Ⅰ）；0.6≤Sj<1.0，為較清潔（Ⅱ）；1.0≤Sj<2.6，為輕度污染（Ⅲ）；2.6≤Sj<5.0，為中度污染（Ⅳ）；Sj≥5.0，為重度污染（Ⅴ）。

2結果與分析

2.1水溫、pH、鹽度、DO和COD的變化

由表1可知，2015年4—11月各扇貝養殖區水溫變化范圍為19.6～26.6 ℃，平均水溫23.39 ℃，水溫的變化呈現出明顯的季節變化規律，最高溫出現在8月。海灣扇貝在18～28 ℃下生長較快，在10 ℃以下生長緩慢[11]，因此檢測的扇貝養殖區水溫適宜海灣扇貝的生存與生長。扇貝養殖網籠一般懸掛于水面下2～3 m的水層，其水溫受水深、天氣、光照等影響明顯[12]，當夏季水溫超過25 ℃時，可能造成扇貝大規模死亡，而秋季水溫的變化幅度較大，又會使處于繁殖期的扇貝因體質虛弱經不起水溫突變而死亡，因此應做好天氣及水溫監測，做好高溫及變溫防護。

由表1可知，2015年4—11月各扇貝養殖區pH變化范圍為7.94～8.48，上下波動較小，夏季pH略小于春、秋季，均在二類水質標準規定的范圍（7.8～8.5）內，可以滿足漁業養殖需求。pH反映海水環境的綜合變化，可以直接或間接地影響海洋生物的消化、呼吸、生長、發育和繁殖，而海洋生物的呼吸作用及有機物氧化分解產生的CO2也會反作用于海水，使其pH降低。Nunes等[13]通過研究pH對牡蠣和貽貝等的作用發現，當海水為酸性時，貝殼無力閉合，攝食活動下降而幾乎處于麻痹狀態，最終導致扇貝死亡。櫛孔扇貝對海水pH更為敏感，當pH降至7.8時已經影響到其存活，當pH降至7.0時扇貝全部死亡[14]。

由表1可知，2015年4—11月各扇貝養殖區鹽度變化范圍為29.38‰～30.80‰，5個養殖區全年平均鹽度在30.10‰左右，各養殖區不同月份間鹽度差異不大，整體表現為夏季高于春、秋季，但均在適宜范圍內，且保持相對穩定，適宜扇貝的生長。淡水注入或化工廢液的排放會導致海水鹽度的異常變化，因此可以用鹽度來衡量相應海域的污染狀況[10]。

由表1可知，2015年4—11月各扇貝養殖區DO含量均達到海水水質一類標準，DO含量變化范圍為6.31～8.29 mg/L，平均值為7.28 mg/L。DO與生物的生存繁殖和水體自凈作用有關，DO較低時生物將一部分能量供應于維持氧氣攝取量，從而抑制了其正常的生長[15]。該研究結果表明，所有養殖區的DO含量均可滿足漁業養殖的要求，適合發展扇貝養殖產業。

由表1可知，2015年4—11月各扇貝養殖區COD含量變化范圍為0.62～2.31 mg/L，平均值為1.42 mg/L。6—10月，COD含量隨溫度回升有明顯升高，且最大值多出現在8月，但并未發現COD含量超標現象，這可能是由于溫度較高時浮游生物生長代謝旺盛、扇貝排泄物等還原性有機物增加而引起的[16]。有學者指出COD的異常升高一般發生在水體不暢通的內灣或者老化的養殖區，由過多有機物質的腐敗分解所致[10]，而該研究結果表明萊州灣養殖區水體中有機物污染水平極低，均處于清潔水平。

安徽農業科學2017年

2.2營養鹽的變化

海水中浮游生物的生存對營養鹽有一定的依賴性，而浮游植物是海洋中各種化學反應的基礎，又是扇貝的餌料，因此需要穩定的營養鹽含量來保證海洋生態的穩定。由表2可知，2015年4—11月各扇貝養殖區DIP含量的變化范圍為0.005～0.030 mg/L，平均值為0.015 mg/L，整體呈現出夏季低、春秋季高的趨勢，最大值多出現在4～6月。其中，1#和3#養殖區水體無機磷含量較其他養殖區偏高，且已經受到無機磷的污染，懷疑是由外源污染注入造成的（1#距離發電廠較近，3#距離海岸最近），但仍處于安全范圍內，對漁業養殖基本無影響。其他養殖區基本未受到無機磷的污染。TP含量的變化范圍為0.014～0.092 mg/L，平均值為0.060 mg/L，其含量整體偏高，超過二類水質標準，TP含量超標現象出現在所有養殖區且污染水平較高，表明5個養殖區均已受到磷污染，應加強監管。由于無機磷水平正常，因此磷污染可能主要是由有機磷造成的。馬洪瑞等[10]研究表明萊州灣海水屬于磷（無機磷）限制性富營養狀態，且磷限制性逐漸加強。

由表2可知，2015年4—11月各扇貝養殖區TN含量的變化范圍為0.28～2.86 mg/L，平均值為1.03 mg/L，在少數月份偏高，處于輕微污染水平，但從整體來看仍處于清潔水平，達到二類水質標準。單志欣等[17]研究發現萊州灣無機氮含量過剩，氮循環受阻而以硝態氮的形式大量存在于水體中。郎曉輝等[18]調查發現，萊州灣有17處各類排污口，每年排入污水2億t以上，導致該海域石油、重金屬和氮污染均達到Ⅱ級以上。

2.3營養狀態從表3可以看出，2015年4、5和11月（水溫低于20 ℃）營養狀態基本為中營養水平，少數為貧營養水平，而富營養水平狀態多集中在6—10月（水溫基本超過20 ℃），因此養殖區的富營養狀態可能與溫度回升所引起的各類海洋生物代謝活動加快有關。按照慕建東[6]采用的葉綠素a營養水平評價方法，5個養殖區在4—10月均處于不同程度的富營養狀態，亦以夏季為最高，而11月均表現為貧營養狀態。整體營養狀態較高的海域，在合適的條件下有發生赤潮的可能。

2.4內梅羅環境質量綜合評價指數

萊州灣扇貝養殖區海水質量分指數（Si）及內梅羅環境質量綜合評價指數（Sj）如表4所示。根據內梅羅環境質量綜合評價分級標準，5個養殖區均表現出明顯的季節特征：2015年4—6月2#、3#和4#均表現為清潔狀態，尤其以4#清潔狀態為最優，而1#和5#在6月開始受到輕度污染；7—10月所有養殖區均表現出不同程度的輕度污染，其中3#和4#污染程度相對較低，而5#在9月已達到中度污染水平，但此后又有所好轉；11月多數養殖區表現為清潔或較清潔狀態，整體污染狀況均有所好轉。萬玲[19]研究發現煙臺四十里灣養殖海域夏季污染情況比春季嚴重。崔毅等[20]研究也發現，不同季節萊州灣主要淡水入河口斷面污染水平夏秋季高于春季。這些研究結果都與此次調查結果相一致。

6個指標對內梅羅環境質量綜合評價指數的貢獻從大到小依次為TP、TN、DO、COD、硫化物、 pH。由此可見，營養鹽污染對內梅羅環境質量綜合評價指數的貢獻較其他因素明顯，磷污染普遍存在（5個養殖區均已受到磷污染，1#和3#養殖區開始受到無機磷污染），因此應該加大對營養鹽水平的監測，盡量避免或降低這些潛在風險對漁業養殖造成的損失。

3小結

綜上所述，此次調查扇貝養殖區水體的溫度、pH、鹽度、DO、COD等指標均適合扇貝的養殖。海水質量綜合評價結果表明，調查水體處于磷限制性富營養狀態，且富營養現象集中于夏、秋季，在扇貝養殖活動（5—10月）結束后，海水質量逐漸改善，因此海水質量受扇貝活動的影響較大，應當在相應季節加大監控力度，防止赤潮的發生。

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