龐巧珠 程嬌因 邢孔敏 謝海群 孫婆援 梁計林 吳瑞
摘 要 根據2014年10月和2015年5月白馬井漁港近岸的水質監測結果,采用有機污染指數法和富營養化指數法對該海域水質污染狀況進行評價。結果表明:白馬井漁港近岸海域海水質量總體良好,基本符合第一類海水水質標準,局部海域海水呈富營養化狀態。
關鍵詞 海水水質狀況 ;污染指數 ;富營養化 ;白馬井漁港
中圖分類號 X824 文獻標識碼 A Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2018.04.018
Abstract Based on the data of the coastal waters in Baimajing Fishing Port from October 2014 to May 2015, the sea water quality status in these coastal waters was analyzed by using the organic pollution index (A) and the eutrophication index (E) methods. The results showed that the seawater quality was good, which was basically accorded with the first group of sea water quality standard, although the sea water quality in partial sea waters was at the eutrophication state.
Keywords water quality status ; pollution index ; eutrophication ; Baimajing Fishing Port
儋州市瀕臨北部灣,發展海洋漁業的自然條件得天獨厚,漁業生產歷史悠久,是海南省漁業生產重點市。白馬井中心漁港位于傳統強鎮—白馬井鎮北端的洋浦灣南岸,儋州灣入海口處,臨近北部灣魚場,是能夠抗避12級以上臺風的天然避風良港,屬國家一級漁港,是廣東、廣西和港澳地區漁船補給、避風和漁貨集散的主要基地,是全省著名海港之一和重要的漁業生產基地。近年來隨著洋浦港的開發建設和白馬井開發區、白馬井邊貿市場的設立及洋浦跨海大橋、中南建設、恒大地產等重點項目的建設推進,這將促使白馬井掀起新一輪發展熱潮,迎來新的歷史性發展機遇,與其同時,人們對如何保護當地海域水質環境產生較大的思考。本文主要分析白馬井漁港附近海域水質DO、COD、營養鹽含量,了解水質營養化水平和有機體污染水平情況,這對白馬井鎮今后的發展有重要的意義。
1 材料與方法
1.1 樣品的采集與分析
2014年秋季和2015年春季對儋州白馬井漁港附近海域進行了水質環境的監測,共設調查站位20個(圖1),調查范圍為108°58′34.67″E~109°17′03.60″E,19°37′36.56″N~19°55′55.20″N,所覆蓋的區域有:新英灣內灣、白馬井漁港、洋浦港口航運區、大鏟礁附近海域。
調查項目為鹽度(Sal)、水溫(Tem)、溶解氧(DO)、化學需氧量(COD)、無機氮(DIN,包括硝酸鹽NO3-N、亞硝酸鹽NO2-N、氨氮NH4+-N)、活性磷酸鹽(PO4-P)等。水質調查項目分別采集表層和底層水樣進行監測,采樣及預處理與分析監測方法均根據《海洋監測規范》進行[1]。
1.2 評價方法
1.2.1 水質有機體污染指數[2-4]
式中,A為有機污染指數;ICOD、IDIN、IDIP、IDO分別表示監測海域海水化學需氧量、無機氮、無機磷及溶解氧的實測值;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標準值。有機污染評價分級標準見表1。
1.2.2 水體富營養化指數法[3-4]
式中,E為富營養化指數;CCOD為化學需氧量含量(mg/L);CDIN為無機氮含量(mg/L);CDIP為無機磷的含量(mg/L)。營養水平分級見表2。
2 結果與分析
2.1 主要環境要素平面分布特征
根據監測結果,秋季水溫變化范圍為26.0~28.0℃,平均值為27.0℃,春季水溫變化范圍為30.0~32.0℃,平均為30.9℃。
秋季表層海水鹽度變化范圍為27.066~33.890,平均值為32.655;底層海水鹽度變化范圍為31.897~33.890,平均值為33.084;春季鹽度范圍在32.684~33.740,平均值為33.529;表層鹽度變化范圍為32.684~33.740,均值為33.470;底層鹽度變化范圍為33.399~33.670,均值為33.605;春季鹽度含量高于秋季,可能與海南當年度秋季處于臺風高發期有關,雨水較多的原因使得鹽度相對偏低,平面分布上,春季和秋季水質鹽度變化趨勢一致,含量均隨著水深的增加而變大,遠海高于近岸。
秋季溶解氧含量范圍為6.01~6.22 mg/L,均值為6.12 mg/L,表層溶解氧含量范圍為6.02~6.22 mg/L,均值為6.15 mg/L;底層含量范圍為6.0~6.20 mg/L,均值為6.10 mg/L。春季溶解氧變化范圍為6.54~8.28 mg/L,均值為7.28 mg/L;表層含量范圍為6.54~8.28 mg/L,均值為7.30 mg/L;底層含量范圍為6.62~8.05 mg/L,均值為7.25 mg/L。春季溶解氧含量普遍高于秋季,存在明顯的季節差異,各站點溶解氧含量變化規律相似,主要表現為表層稍高于底層。空間分布上,春季溶解氧含量在白馬井漁港附近海域、大鏟礁附近海域及西南部區域出現高值區,最高值出現在11號站位,為8.28 mg/L,其余海域的溶解氧含量變化幅度較小,而秋季整體分布均勻。
秋季化學需氧量含量變化范圍為0.74~1.91 mg/L,平均值為1.30 mg/L,春季化學需氧量含量范圍為0.30~0.88 mg/L,均值為0.58 mg/L;調查海域秋季化學需氧量均值含量約為春季的2倍,變化范圍也相對較廣,空間分布規律相似,高值區主要在白馬井漁港和新英灣灣內附近海域,遠岸區域為低值。
秋季表層活性磷酸鹽含量變化范圍為0.001~0.023 mg/L,均值為0.006 mg/L,底層含量為0.001~0.007 mg/L,均值為0.003 mg/L。春季表層活性磷酸鹽的變化范圍為0.004~0.011 mg/L,均值為0.006 mg/L;底層變化范圍為0.003~0.007 mg/L,均值為0.005 mg/L。調查海域除秋季1號站位磷酸鹽含量超出第一類海水質標準范圍外,其余站位含量均較低,空間分布上,最值區主要集中分布在新英灣海域,且近岸高于遠海,可能是因為近岸人口密集,人類生產生活和抽水養殖活動產生的營養鹽等污染物排入所致。
秋季亞硝酸鹽含量為0.002~0.003 mg/L,均值為0.003 mg/L,測值變化控制在0.001 mg/L范圍內。春季亞硝酸鹽含量為0.001~0.013 mg/L,均值為0.002 mg/L,春、秋季亞硝酸鹽均值含量差異較小,但春季變化范圍相對廣些。總的來說,調查海域亞硝酸鹽含量較小且分布均勻,受季節變化影響較小。
秋季硝酸鹽含量為0.011~0.082 mg/L,均值為0.044 mg/L,表層含量為0.013~0.082 mg/L,均值為0.049 mg/L,底層含量為0.011~0.075 mg/L,均值為0.040 mg/L,表層硝酸鹽含量稍高于底層。春季含量在低于檢出限(小于0.001 mg/L)到0.081 mg/L之間變化,均值為0.040 mg/L,表層含量為0.013~0.068 mg/L,均值為0.035 mg/L,底層含量為未檢出~0.081 mg/L,均值為0.039 mg/L,表、底層含量無顯著差異。秋季硝酸鹽含量稍比春季高,平面分布規律為新英灣、白馬井漁港及西北部海域含量偏高,其他海域分布均勻,受季節影響較小。
秋季銨鹽含量為0.010~0.072 mg/L,均值為0.032 mg/;表層含量為0.014~0.072 mg/L,均值為0.034 mg/L;底層含量為0.012~0.056 mg/L,均值為0.031 mg/L,各站點秋季表、底層銨鹽含量變化幅度較小。春季銨鹽含量為低于檢出限~0.082 mg/L,均值為0.017 mg/L;表層含量為0.003~0.029 mg/L,均值為0.017 mg/L;底層含量為未檢出~0.082 mg/L,均值為0.018 mg/L。秋季銨鹽含量總體高于春季,平面分布上表現為新英灣內、白馬井漁港及西北部區域附近區域偏高,其他海域的銨鹽含量稍微低些。
秋季無機氮含量為0.026~0.140 mg/L,平均值為0.079 mg/L;表層含量為0.031~0.140 mg/L,平均值為0.085 mg/L;底層含量為0.026~0.134 mg/L,平均值為0.073 mg/L;表層平均含量高于底層。春季無機氮含量為0.019~0.134 mg/L,平均值為0.057 mg/L,表層含量為0.034~0.091 mg/L,平均值為0.054 mg/L,底層含量為0.019~0.121 mg/L,平均值為0.056 mg/L。
秋季無機氮含量顯著高于春季,說明無機氮含量具有明顯的季節分化,空間分布上,與銨鹽和硝酸鹽的分布規律相似,高值區主要集中在白馬井漁港及西北部區域附近區域,無機氮的主要形態構成以硝酸鹽為主,其次為銨鹽和亞硝酸鹽。
2.2 評價結果
2.2.1 有機污染評價結果
儋州海域水質有機物污染水平評價指數見表3和表4。
由表3、4可知,秋季海水有機體污染指數變化范圍-0.26~1.90,均值為0.34,最值主要集中分布于近岸新英灣內灣的1、2、3、4號站位和白馬井漁港附近海域的11、12號站位,其中1、2、12號站位水質表現出已受到外來有機物污染。春季有機體污染指數變化范圍為-0.72~0.42,均值為-0.31,春季有機體污染指數普遍要小于秋季,且除了個別站位指數在0~1之間變化,其余大部分站位均小于0,說明春季水質有機體物含量較低,水質較秋季好,這可能與調查季節有關,秋季是海南臺風、降雨高發期,雨水沖蝕使得近海含有有機物的生活污水等排入海中,這可能是秋季海水中有機體污染物含量要高于春季的主要原因。
2.2.2 富營養化評價結果
秋季水質營養化指數變化范圍為0.01~1.04,均值為0.15,分布規律表現為1、12號站位E值均大于0.5,出現中營養氧化水平現象;2號站位E值大于1,出現富營養氧化水平現象;其余站位E值均控制在0~0.5,屬于貧營養水平。春季水質營養化評價指數為0.01~0.18,均值為0.04,均低于0.5,說明春季調查海域都處在貧營養化水平,且分布規律與水質有機污染水平相似,秋季水質營養化水平普遍高于春季。總體而言調查海域水質營養化程度較低,水質質量較好,詳見表5、6。
3 討論與結論
分析儋州海域水質營養元素的主要分布特征和變化規律,并用海水有機物污染和營養化指數法對水質中DO、COD及營養含量進行評價。結果顯示:儋州海域水溫高,鹽度變化范圍較小,溶解氧含量均優于第一類海水水質標準要求,秋季化學需氧量含量高于春季,但都在第一類水質標準范圍內;磷酸鹽含量除了秋季1號站位出現超第一類水質標準外,其余站位含量均處于較低水平;無機氮含量分布均勻,構成形態主要以硝酸鹽為主,其次是銨鹽和亞硝酸鹽;空間分布上,各監測要素分布規律相似,最值區主要位于新英灣、白馬井漁港及東北海域,近岸高于遠海;時間分布上,也存在顯著的季節變化;水質富營養化程度較低,除個別站位出現富營養和中營養水平,其余多為貧營養級;有機物污染指數多為良好,秋季時局部海域出現開始受到外來污染物影響狀態,說明了春季水質質量要優于秋季,可能與秋季是海南臺風、降雨高發期,雨水沖蝕使得近海含有有機物的生活污水等排入海中有關。總的來說監測的海域水質較好。
參考文獻
[1] 國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會. GB17378-2007. 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.
[2] 楊新梅,陳志宏,焦亦平,等. 大連灣海水環境質量狀況分析[J]. 海洋環境科學,2001,20(4):18-20.
[3] 鄒景忠,董麗萍,秦保平. 渤海灣富營養化與赤潮問題的初步探討[J]. 海洋環境科學,1983,2(2):41-54.
[4] 于子江,崔文林,楊建強. 青島奧運帆船賽區及鄰近海域海水環境質量分析與評價[J]. 城市環境與城市生態,2004,17(3):25-26.