淺談茅尾海綜合整治對(duì)海水水質(zhì)的影響

翁培耀，朱文娟，高金榮

( 欽州市海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)中心 欽州 535000 )

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淺談茅尾海綜合整治對(duì)海水水質(zhì)的影響

翁培耀，朱文娟，高金榮

( 欽州市海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報(bào)中心 欽州 535000 )

2011年11月至2013年6月對(duì)茅尾海海域進(jìn)行了調(diào)查，對(duì)海水中的溫度、鹽度、pH值、油類、無機(jī)氮和磷酸鹽進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，茅尾海綜合整治工程的開展有助于其周邊水質(zhì)狀況的改善，水質(zhì)大部分符合國家二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境因子突變值多發(fā)生在河口區(qū)和生活區(qū)，受人類活動(dòng)影響顯著。

茅尾海；綜合整治；環(huán)境因子；水質(zhì)

茅尾海位于廣西欽州市以南，水域面積約135 km2，欽江和茅嶺江為其主要淡水匯入河流。茅尾海是欽州市重要的海產(chǎn)品生產(chǎn)基地，已形成了魚、蝦、蟹、貝的大量養(yǎng)殖規(guī)模。近年來，由于淤積不斷加快，海洋資源和生態(tài)環(huán)境都受到了不同程度的破壞，嚴(yán)重影響到了欽州市海洋環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。為此，欽州市實(shí)施了茅尾海綜合整治工程。工程整治范圍北起南北高速公路欽江三橋，南至龍門島，西起茅尾海中線，東至茅尾海東岸，整治面積約65 km2。整治主要內(nèi)容包括：養(yǎng)殖拆遷、海底清淤、航道疏浚、岸線整治、岸坡防護(hù)、退堤還海等。在整治的施工過程中，往往會(huì)帶入人類活動(dòng)的影響，引起周邊水域水質(zhì)的變化。因此，在施工過程中對(duì)其進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。本文依據(jù)2011年11月、2012年4月、7月、10月以及2013年3月、6月的調(diào)查資料，以溫度、鹽度、pH值、油類、無機(jī)氮和磷酸鹽為指標(biāo)，分析了其時(shí)間和空間變化特征，了解了水質(zhì)的變化情況，為進(jìn)一步評(píng)估茅尾海綜合整治工程效果提供翔實(shí)的資料，為地方政府加強(qiáng)綜合整治工程施工期海洋環(huán)境監(jiān)管提供可行性建議。

1 站位與樣品

1.1 站位布設(shè)

本次調(diào)查共在茅尾海海域布設(shè)17個(gè)站位，在水深大于5 m的站點(diǎn)采集表層和底層海水樣品，所有樣品均在退潮時(shí)段采集。采樣站位見圖1。

圖1 茅尾海海域采樣站位示意(虛線內(nèi)范圍為茅尾海綜合整治范圍)

1.2 樣品的采集、預(yù)處理及分析方法

按照《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB12763.4-2007)[1]的要求，使用有機(jī)玻璃采水器進(jìn)行水樣的采集。水溫于現(xiàn)場利用表層水溫表進(jìn)行測定。pH值和鹽度在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行測定。油類的采集于現(xiàn)場加入5滴濃硫酸進(jìn)行固定，于實(shí)驗(yàn)室中加入10 mL正己烷進(jìn)行萃取，萃取液裝入玻璃瓶中待測。營養(yǎng)鹽的采集于現(xiàn)場加入3滴三氯甲烷進(jìn)行固定，帶回實(shí)驗(yàn)室后用0.45 μm醋酸纖維濾膜過濾，濾液裝入聚乙烯瓶中并于4℃冷藏保存待測。所有樣品的測試均依據(jù)《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB17378.4-2007)[2]中的分析方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 茅尾海海水中各項(xiàng)環(huán)境因子的含量

2011年11月海水溫度、鹽度、懸浮物、油類、無機(jī)氮和磷酸鹽的平均濃度及其范圍分別為：24.9(24.0～25.8)℃，14.950(2～27.225)，22.8(8.3 ～54.0)mg/L，0.041(0.007 ～0.177)mg/L，0.586 6(0.178 9 ～2.377 3)mg/L，0.020 0(0.003 2～0.041 7)mg/L。

2012年4月海水溫度、鹽度、懸浮物、油類、無機(jī)氮和磷酸鹽的平均濃度及其范圍分別為：23.8(22.2～24.7)℃，11.080(3.880～23.731)，54.9(8.00～165)mg/L，0.048(0.027 5～0.080 5)mg/L，0.740 0(0.306 8～1.147 7)mg/L，0.041 9(0.003 6～0.122 0)mg/L。

2012年7月海水溫度、鹽度、懸浮物、油類、無機(jī)氮和磷酸鹽的平均濃度及其范圍分別為：31.2(30.6～32.4)℃，8.130(2.035 ～17.313)，29.3(9.5～118.6)mg/L，0.035(0.010 3～0.096 8)mg/L，0.328 6(0.201 0～0.522 2)mg/L，0.006 9(0.000 5～0.020 5)mg/L。

2012年10月海水溫度、鹽度、懸浮物、油類、無機(jī)氮和磷酸鹽的平均濃度及其范圍分別為：27.4(26.8～28.0)℃，19.025(10.210～25.451)，20.7(10.0～28.2)mg/L，0.028(0.007 1～0.093 5)mg/L，0.367 9(0.239 6～0.543 8)mg/L，0.023 6(0.004 5～0.034 2)mg/L。

2013年3月海水溫度、鹽度、懸浮物、油類、無機(jī)氮和磷酸鹽的平均濃度及其范圍分別為：18.0(16.8～20.2)℃，21.326(12.505～28.632)，7.3(2.3～16.8)mg/L，0.025 5(0～0.059 6)mg/L，0.070 0(0.041 3～0.120 3)mg/L，0.018 9(0.003 4～0.057 1)mg/L。

2013年6月海水溫度、鹽度、懸浮物、油類、無機(jī)氮和磷酸鹽的平均濃度及其范圍分別為：30.7(29.0～32.5)℃，13.945(2.836～23.216)，13.7(4.0～25.3)mg/L，0.005 3(0～0.025 5)mg/L，0.343 0(0.148 8～0.752 3)mg/L，0.015 1(0.001 1～0.064 2)mg/L。

其中，2011年11月為施工前監(jiān)測數(shù)據(jù)，此后5期的監(jiān)測結(jié)果均為施工過程中的跟蹤監(jiān)測所得數(shù)據(jù)。

2.2 環(huán)境因子的時(shí)間變化特征分析

圖2所示為監(jiān)測均值隨時(shí)間的變化趨勢圖(圖2中虛線為國家二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)示值，以欽州市海洋功能區(qū)劃水質(zhì)為參考標(biāo)準(zhǔn))。由圖2分析可知，溫度隨監(jiān)測時(shí)間的變化曲線呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化特征，即夏季海溫高，冬季海溫低。而鹽度則呈現(xiàn)出與溫度變化相反的趨勢，夏季雨量充沛，河流徑流量大，淡水匯入多，鹽度低；冬季雨量較少，河流徑流量小，淡水匯入少，鹽度高，鹽度變化明顯受降雨和徑流的控制。這與以往的研究結(jié)果(文獻(xiàn)[3-4])相一致。其次，2011年11月至2013年6月茅尾海海水中懸浮物、油類、無機(jī)氮以及磷酸鹽含量整體表現(xiàn)為逐步下降趨勢，由此可見茅尾海海水的水質(zhì)在不斷變好，很可能是茅尾海綜合整治工程發(fā)揮了重要的作用。

圖2 茅尾海海水中環(huán)境因子均值變化

為進(jìn)一步分析茅尾海綜合整治工程對(duì)茅尾海海洋生態(tài)環(huán)境的影響，選擇靠近施工區(qū)的2～6號(hào)站位監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，圖3反映了2～6號(hào)站位懸浮物、油類、無機(jī)氮及磷酸鹽6次監(jiān)測的變化趨勢(圖3中虛線為二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)示值)。從中可以看出，2號(hào)站位海水中懸浮物濃度呈現(xiàn)典型的季節(jié)性變化特征，即冬季(枯水期)到夏季(豐水期)懸浮物濃度上升，夏季到冬季懸浮物濃度下降，這顯然與欽江徑流的泥沙輸入有關(guān)。3～6號(hào)站位的懸浮物濃度除在個(gè)別時(shí)間段呈現(xiàn)異常高值以外，從整體來看，均表現(xiàn)出逐步下降的趨勢，且其變化趨勢也存在相似性，這可能與3～6號(hào)站位處在同一斷面上的因素有關(guān)。

對(duì)于油類污染物來說，2～6號(hào)站位的濃度基本呈現(xiàn)出下降的趨勢，但在不同時(shí)間段，濃度會(huì)出現(xiàn)異常高值，且基本在3月或10月出現(xiàn)，這很可能與此段時(shí)間沙井碼頭的漁船在作業(yè)過程中溢油排放所引起的。但是，施工以來除了在異常高值時(shí)間段，油類污染物的濃度基本都達(dá)到了二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 2～6號(hào)站位各環(huán)境因子年季變化

另外，就無機(jī)氮和磷酸鹽兩類營養(yǎng)鹽來說，站位3～6的兩類營養(yǎng)鹽的變化趨勢保持一致，而2號(hào)站位它們的變化趨勢有著一定的差異。變化趨勢的一致性可能與3～6號(hào)站位處于同一個(gè)斷面上，受同樣徑流的影響所致。而差異性則可能是2號(hào)站與3～6號(hào)站點(diǎn)分處于沙井島兩側(cè)，受不同入海徑流的影響而成。與此同時(shí)，從圖3中也可以看出，在2012年4月和2012年10月，兩類營養(yǎng)鹽的濃度相比于其他時(shí)間段都有明顯的增加。2～6號(hào)站位均靠近茅尾海傳統(tǒng)的對(duì)蝦養(yǎng)殖區(qū)，一般每年4月和10月需進(jìn)行對(duì)蝦養(yǎng)殖清塘、消毒等工作，向海排放大量養(yǎng)殖廢水，據(jù)此推測2012年4月和2012年10月的氮磷高值主要由水產(chǎn)養(yǎng)殖所貢獻(xiàn)。然而，值得注意的是，氮磷營養(yǎng)鹽整體上均呈現(xiàn)了下降的趨勢，水質(zhì)情況在不斷改善。

2.3 環(huán)境因子的空間變化特征分析

如圖4所示，2011年11月茅尾海綜合整治開展前各站位海水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明：茅尾海同一時(shí)期海水溫度空間上變化不大，而鹽度空間分布則表現(xiàn)出受河流淡水輸入和外海(欽州灣)高鹽海水影響的特性。

圖4 2011年11月茅尾海各站位環(huán)境因子變化

1～6站位懸浮物濃度相對(duì)其他監(jiān)測站位明顯較高，這很可能與欽江泥沙輸入以及茅尾海東岸開山、挖石等開發(fā)活動(dòng)有關(guān)。所有站位油類和無機(jī)氮的變化趨勢總體處于平穩(wěn)狀態(tài)，只在2號(hào)站位產(chǎn)生突然升高的波動(dòng)，可能是此處為旅游娛樂區(qū)，污染多與人為活動(dòng)有關(guān)。

通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)：就油類、無機(jī)氮和磷酸鹽這3類環(huán)境因子來說，在綜合整治開展之前，大部分站位所測值均達(dá)到了二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 5期跟蹤監(jiān)測各站位環(huán)境因子變化

2012年4月至2013年6月5次跟蹤監(jiān)測各環(huán)境因子的空間變化(圖5)。

2012年4月，四類監(jiān)測因子均呈現(xiàn)出鋸齒狀波動(dòng)的變化規(guī)律，從空間分布來看并沒有明顯的變化特征。油類和磷酸鹽在大部分站位其濃度均達(dá)到了二類海水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，而所有站位的無機(jī)氮濃度都超出了二類標(biāo)準(zhǔn)。

2012年7月，油類和無機(jī)氮在多數(shù)站位都達(dá)到了二類海水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，磷酸鹽則均達(dá)到二類標(biāo)準(zhǔn)，且無機(jī)氮大致呈現(xiàn)出自北向南遞減的趨勢。

2012年10月，懸浮物、油類和磷酸鹽的曲線整體上波動(dòng)明顯，無機(jī)氮?jiǎng)t表現(xiàn)較為平緩。油類和磷酸鹽在大部分站位都達(dá)到了二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，只有少數(shù)站位超標(biāo)，相比而言，無機(jī)氮在大多站位都超過了二類標(biāo)準(zhǔn)。

2013年3月，懸浮物和油類曲線在整體上波動(dòng)明顯，呈鋸齒狀的變化，無機(jī)氮整體和磷酸鹽大部分則表現(xiàn)較為平緩。并且，油類、無機(jī)氮和磷酸鹽基本都達(dá)到了二類海水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。

2013年6月，四類監(jiān)測因子的變化都較為頻繁，磷酸鹽濃度呈現(xiàn)出由海域中部向南北兩方遞減的趨勢。油類和磷酸鹽濃度基本都達(dá)到了二類海水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，而無機(jī)氮濃度在多數(shù)站位則超標(biāo)。

綜合以上分析結(jié)果可知，2012年4月至2013年6月的五期監(jiān)測中，懸浮物、油類和磷酸鹽均符合國家二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)情況有所好轉(zhuǎn)。無機(jī)氮多超過了二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可能與茅尾海的貝類養(yǎng)殖有關(guān)[5-7]。各監(jiān)測因子的波動(dòng)都較為頻繁而整體似有趨向逐步平穩(wěn)的態(tài)勢，而突變值多出現(xiàn)在河口區(qū)、工業(yè)區(qū)及生活區(qū)，主要受到近岸人類活動(dòng)干擾，工業(yè)廢水和生活污水通過河流大量輸入有關(guān)。總體來說，茅尾海綜合整治工程對(duì)茅尾海水質(zhì)的改良起到了重要的作用。

3 結(jié)論

(1)從時(shí)間上看，2011年11月至2013年6月，茅尾海海水中氮、磷營養(yǎng)鹽指標(biāo)總體上呈下降趨勢，茅尾海水體富營養(yǎng)化趨勢有所好轉(zhuǎn)。這與實(shí)施茅尾海綜合整治工程，減少茅尾海周邊圍墾蝦塘養(yǎng)殖、退養(yǎng)還海，以及實(shí)施清淤工程、改善茅尾海水動(dòng)力條件等有非常密切的關(guān)系。

(2)從空間上看，茅尾海海水中懸浮物、無機(jī)氮、無機(jī)磷濃度基本呈現(xiàn)出由北向南遞減的趨勢，特別是懸浮物濃度高值區(qū)域主要集中在欽江河口區(qū)域以及茅尾海綜合整治工程施工較為集中的茅尾海東岸區(qū)。建議茅尾海綜合整治一期工程實(shí)施期間，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)茅尾海東岸區(qū)和欽江河口區(qū)域海洋環(huán)境監(jiān)管。

(3)2012年4月和2012年10月茅尾海海水中無機(jī)氮、無機(jī)磷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他監(jiān)測時(shí)間，綜合春季、秋季是欽州市近幾年來海水異常容易發(fā)生季節(jié)這一實(shí)際情況，建議每年春季(3-5月)、秋季(9-11月)作為欽州市海洋環(huán)境重點(diǎn)監(jiān)管季節(jié)。

(4)4月和10月茅尾海海水中無機(jī)氮含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他監(jiān)測時(shí)間，很可能是由于每年4月和10月茅尾海周邊大量對(duì)蝦養(yǎng)殖清塘、消毒等過程向海排放大量養(yǎng)殖廢水造成的。茅尾海綜合整治工程實(shí)施后，會(huì)大量減少茅尾海周邊蝦塘養(yǎng)殖規(guī)模，有利于茅尾海海水水質(zhì)富營養(yǎng)化狀況的改善。

[1] 國家海洋局.海洋調(diào)查規(guī)范(第4部分):海水化學(xué)要素調(diào)查[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

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