赤潮多發期岱山丁嘴門增養殖區海水水質分析與評價

何東海,王曉波,朱志清,辛士河,俞海波

(國家海洋局寧波海洋環境監測中心站 寧波 315040)

赤潮多發期岱山丁嘴門增養殖區海水水質分析與評價

何東海,王曉波,朱志清,辛士河,俞海波

(國家海洋局寧波海洋環境監測中心站 寧波 315040)

通過2008年5—9月對丁嘴門海水增養殖區的水質監測,對該海域水質的變化趨勢和質量狀況進行了研究分析。結果表明,該海水增養殖區海水綜合質量總體上處于污染水平,富營養化明顯,DIN和DIP是水質富營養化的主要因素,應加強控制。

丁嘴門;海水養殖區;富營養化

丁嘴門增養殖區位于浙江省岱山縣大長涂島西南端 , 其地理坐標為 122°17′E～122°28′E,30°07′N～30°15′N。增養殖區水深 3～28 m, 平均18 m。丁嘴門養殖基地已被列為浙江省淺海養殖示范園區。所養殖的“岱衢族”大黃魚,其野生種基本滅絕,而該魚種僅適宜在岱衢洋附近生長,現發展獨家養殖。

近年來,隨著丁嘴門海域海水養殖業和周邊地區經濟迅猛發展,工農業廢水 (含水產養殖廢水)、生活廢水的排放量不斷增加,海域環境質量不斷下降,生態條件持續惡化,赤潮災害頻發,使丁嘴門海水養殖業和生態環境遭到沉重打擊,根據海洋環境監測機構對該養殖區2002—2004年的監控資料,該養殖區內共發生赤潮6起,累計發生面積達240 km2,赤潮優勢種主要為具齒原甲藻、米氏凱倫藻 (有毒)和長崎裸甲藻 (有毒)。

筆者通過對赤潮多發季節丁嘴門海域水質的調查和分析,報道其水體氮、磷營養鹽以及重金屬等各種水質要素的含量情況,并提出了控制污染的辦法和對策,為有效控制赤潮的發生和丁嘴門海區的合理開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 調查站位設置

在岱山嘴門海水增養殖區布設調查站位8個 (圖 1)。

圖1 岱山丁嘴門海水增養殖區調查站位

1.2 樣品采集和分析

2008年5—9月,每月采集養殖海域的水樣2次,采集表層水樣。所有樣品均嚴格按照《海洋監測規范》(GB17378-1998)[1]和《海洋調查規范》(GB12763-1991)[2]規定的方法采集、預處理及保存直至實驗室分析測定。

監測項目包括水溫、鹽度、溶解氧 (DO)、化學需氧量 (CODMn)、亞硝酸鹽氮 (NO2-N)、硝酸鹽氮 (NO3-N)、氨氮 (N H3-N)、無機磷 (DIP)、銅 (Cu)、鉛 (Pb)和鎘 (Cd)等,無機氮 (DIN)為亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和氨氮三氮之和。

1.3 海水水質評價方法

1.3.1 水質單因子質量指數評價法

各評價因子的污染指數評價公式[3]為

式中:Ci為各評價因子的實測濃度;Csi為各評價因子的評價標準值;Pi為各評價因子的污染指數。

水質綜合質量指數評價公式[3]為

1.3.2 水質綜合質量指數法

式中:Pi為各評價因子的污染分指數;Wi為評價參數的權重系數;K為評價參數的數目;Qi為水質綜合質量指數。

1.3.3 評價標準、權重系數與質量等級

采用《海水水質標準》(GB3097-1997)[4],各評價因子的權重系數參考姚煒民等[5]對洞頭縣重點養殖海域水質評價因子的權重系數值,根據筆者實際情況稍做調整,水質單因子質量和綜合質量等級劃分見表1。

表1 丁嘴門海水增養殖區水質單因子質量和綜合質量等級劃分

1.3.4 營養水平評價方法

營養水平評價公式[6-7]為

式中:E為營養水平指數,其營養水平分級見表2;CCOD、CDIN、CDIP分別為化學需氧量、無機氮和無機磷的測定值,單位為mg·L-1。

表2 水質營養水平評價分級

2 赤潮多發季節海水中評價因子含量的分布狀況

岱山縣丁嘴門海水增養殖區赤潮多發季節在各月份海水中的各項評價因子濃度范圍見表3。

(1)p H值平均值為8.09,每個月份變化不大,測定的值均符合漁業水質標準的要求。

表3 丁嘴門增養殖區各月份海水中各評價因子含量范圍

(2)鹽度平均值為27.95。5—8月變化不大,而9月鹽度較其他月份低,可能是由于9月海域附近及周邊島嶼雨水較為充足,受雨水和地表徑流的影響所致。

(3)溶解氧的平均值為7.34 mg/L,7月和8月的含量較5月、6月和9月低,溶解氧含量與水溫有關,水溫上升會導致水中溶解氧含量的下降,由于該海區7月和8月的水溫較高,所以導致水體中溶解氧下降。

(4)化學需氧量濃度平均值為0.635 mg/L,各月份差別較大,5月COD含量最低為0.181 mg/L,6月含量最高為1.379 mg/L,其他月份在0.433～0.617 mg/L,相對差異較小。6月含量偏高,可能與海域附近地區在該月份排入的工業污水、生活污水較多有關。

(5)無機氮濃度平均值為0.721 mg/L。5月和6月含量分別為0.652 mg/L、0.658 mg/L,較7月、8月和9月低 (7月、8月和9月的含量分別為0.717 mg/L、0.798 mg/L、0.778 mg/L)。

(6)無機磷平均值為0.022 mg/L。除8月含量較高0.034 mg/L,7月含量較低為0.016 mg/L外,其他各月份之間差別不大。

(7)重金屬 (鉛、鎘、銅)平均含量分別為1.21μg/L、0.201μg/L和3.67μg/L,各月份含量相差很小。

3 海水水質評價

為了判斷岱山縣丁嘴門海水增養殖區的海水質量狀況,以及對主要污染物和主要污染類型進行了解,采用單因子質量指數法和綜合質量指數法對表4中所列的7項因子進行評價,評價結果見表5和表6。

表4 丁嘴門海水增養殖區水質評價標準和評價因子的權重系數

表5 丁嘴門海水增養殖區海水單因子質量評價

表6 丁嘴門海水增養殖區綜合質量狀況與營養水平

在評價的7項因子中,重金屬鉛、鎘、銅各月份均保持清潔、相對清潔水平,該海域海水中重金屬含量較低,能完全符合養殖水體的海水水質要求。COD和溶解氧個別月份出現了輕污染的狀況,其他月份則水質狀況良好,均為清潔、較清潔水平。無機氮和無機磷的含量相對偏高,無機磷7月和8月為重污染,其他月份處于輕污染和污染水平。污染最為嚴重的是無機氮,它的含量各月份均處于重污染水平。

岱山縣丁嘴門海水增養殖區水質8月綜合質量指數最高,達0.93,其他月份綜合指數差別不大 ,在0.7 0的水平,但也處在較高的水平,總體來講,赤潮多發期丁嘴門海水增養殖區的水質處于污染水平。6月和8月營養水平最高,E值分別達到4.03和3.41,處于高富營養化水平;7月和9月的 E值分別為1.57、1.65,處于富營養化水平;5月營養水平最低,E值為0.47,處于貧營養水平。

丁嘴門海水增養殖區海水水質的高營養化的原因主要體現在兩個方面:一方面,岱山丁嘴門海水增養殖區是國內唯一“岱衢族”大黃魚網箱基地?；仞B殖面積353.3 hm2,而且同時在淺水及灘涂養殖貝類246.7 hm2,大面積的養殖產生大量的養殖廢水;另一方面,當地政府在大力發展水產養殖的基礎上,進行整體開發該養殖區周邊島嶼的休閑旅游業,使周邊島嶼排向該海域的生活污水大大增加。養殖廢水和生活廢水中含有大量的氮、磷化合物,致使水體中氮、磷含量升高,從而導致水體營養水平的升高。為確保丁嘴門海水增養殖區的可持續發展,一是必須控制削減陸源污染的源頭;二是必須控制和減少水產養殖業自身的污染源;三是調整養殖布局,養殖結構,降低污染影響風險,科學養殖,提高養殖區自身的污染自凈能力。

4 結束語

(1)岱山縣丁嘴門增養殖區海水水質綜合質量總體上處于污染水平,其中以8月的污染水平最為嚴重,其他月份基本處于輕污染稍高的水平。

(2)無機氮是污染最為嚴重的污染因子,其污染狀況在赤潮多發季節的每個月份都達到了重污染水平,磷酸鹽含量個別月份也達到了重污染的水平,其他污染因子含量都較低,處于清潔、較清潔的水平。DIN和DIP是造成水體富營養化的主要因子,要降低富營養化水平必須加強控制,削減氮、磷輸入量。

(3)總體來講,丁嘴門海水增養殖區水質已處于富營養化和高富營養化的水平,近幾年來,赤潮災害增多,污染日趨嚴重,已成為養殖生態高風險區,應采取有力措施減少污染,保證該海域水產養殖業的健康持續發展。

[1] 國家質量監督檢驗檢疫總局,國家標準化管理委員會.GB17378-2007海洋監測規范[S].2007.

[2] 國家質量監督檢驗檢疫總局,國家標準化管理委員會.GB12763-2007海洋調查規范[S].2007.

[3] 酈桂芳.環境質量評價[M].北京:中國環境科學出版社,1989.

[4] 國家環境保護局,國家技術監督局.GB3097-1997海水水質標準[S].1997.

[5] 姚煒民,蔡圣偉,郜鈞章.洞頭縣重點養殖海域水質監測及分析[J].海洋通報,2005,24(5):92-96.

[6] 姚云,沈志良.水域富營養化研究進展[J].海洋科學,2005,29(2):53-57.

[7] 姜太良.萊州灣西南部水環境的狀況與評價[J].海洋通報,1991,10(2):19-21.