杭州灣南岸近岸海域海水質量2006—2015年變化特征

廖毛微，邵姝遙，張悅，金呂霞

(寧波大學 地理與空間信息技術系，浙江 寧波 315211)

海水水質綜合評價是根據各水質指標對海水的水質等級進行綜合評判，找出受評價海域的主要污染問題，從而為近岸海域環境管理與決策提供依據[1]。海水水質評價方法包括單因子、綜合、灰色聚類和神經網絡等。韓彬等[2]選取溫度、鹽度、pH、懸浮物(SS)、溶解氧(DO)、化學需氧量(COD)等指標，運用單因子污染指數和富營養化指數評價膠州灣大沽河河口鄰近海域水質；郭樹宏等[3]采用DO、COD、無機磷、無機氮、油類等指標，運用熵權法賦權和綜合指數法評價泉州灣水質；平仙隱等[4]應用灰色聚類法評價長江口及附近海域水質，通過灰類白化權函數描述海水水質分級界限，確定各參評指標對不同等級的聚類權；周蓉蓉等[1]選取COD、石油類、活性磷酸鹽和無機氮指標，運用反向傳播(BP)神經網絡算法評價膠州灣東北部海域的海水水質。縱觀相關研究，近岸海域水質的主要衡量指標包括DO、COD、石油類、無機氮、活性磷酸鹽、銅、鉛、鋅、鎘等，繼而采用單因素賦權求和刻畫總體變動趨勢。本研究以杭州灣南岸近岸海域近10 a監測典型點位的年度均值數據評判杭州灣南岸近岸海水質量變化。

1 材料與方法

1.1 研究區域及數據源

以杭州灣南岸的近岸海域為研究區域，選取如圖1所示的A、B、C三個點位，以識別離岸線不同距離的海水水質變化情況。水質指標采用近10 a(2006—2015年)監測數據，相關數據源自寧波海洋環境監測中心站預處理的年度均值。

圖1 研究區及樣點位置

1.2 海水質量評價

按《海水水質標準》(GB 3097—1997)，遴選DO、COD、石油類、無機氮、活性磷酸鹽、銅、鉛、鋅、鎘、鉻、總汞、砷等12項水質評價因子。根據A、B、C采樣點近10 a的數據和杭州灣近岸海水水質總體情況發現：1)無機氮和活性磷酸鹽是研究海域最主要的污染物；2)海域受到COD和Hg污染的影響較小，普遍符合一類海水水質標準；3)研究海域受到一定程度的鉛、鋅污染。據此，最終確定無機氮、活性磷酸鹽、化學需氧量、汞、鉛、鋅作為本研究的評價指標(表1)。

研究區第q項指標的評價指數(Wq)計算公式：

表1 近岸海域海水質量評價指標與標準

注：表中的水環境評價標準根據歷年監測數據，結合《海水水質標準》(GB 3097—1997)，調整得到。

式中，Wqi為第i個站點第q項指標的評價指數，n為研究區站點數。

研究區水環境綜合評價指數(W)的計算公式：

式中m為研究區評價指標總數。

2 結果與分析

如表2所示，杭州灣南岸近岸海域無機氮是工程海域主要污染物之一，整個海域歷年均符合劣四類水質標準。除2010年整個海域無機氮濃度突然升高(4.014 mg·L-1)外，其余年份整體呈波動變化。從空間分布來看，整體上呈現由杭州灣灣底向灣口逐步遞減的趨勢，A點無機氮濃度介于B點和C點之間。從時間上看，A點的歷年變化趨勢與整個海域趨勢一致。活性磷酸鹽整體呈波動上升趨勢，其中，除2007年個別站位符合一類水質標準外，其余年份最低值在二、三類至劣四類之間變化，最高值均符合劣四類，平均值除2007年符合四類水質標準外，其余年份均符合劣四類水質標準。A點活性磷酸鹽濃度的變化趨勢總體上與整個海域一致，但上升趨勢要略高于海區均值。A點和B點的活性磷酸鹽含量在多數年份要高于C點和區域均值。近岸海域受到COD的污染較小，普遍符合一類海水水質，整體上呈波動上升的趨勢。其中，2012年最大值符合二類水質標準，2006、2010和2015年的最大值符合三類水質標準，除2010年外，其余年份的平均值均符合一類水質標準。

表2 杭州灣南岸近岸海域無機氮、活性磷酸鹽、COD年度均值 mg·L-1

如表3所示：1)近岸海域受重金屬汞的污染較小，整個海域均符合一類海水水質標準。其中，自2010年開始有一個明顯上升的趨勢，其均值在0.020～0.025 μg·L-1之間波動變化。2)研究區近岸海域受到一定程度的鉛污染，2006—2010年研究區鉛濃度呈上升趨勢，之后呈下降趨勢。其中，除2012和2015年外，其余年份最大值符合二類水質標準，在2010年前，整個海域均值在一類水質限定線附近變化，2010年后符合一類水質標準。3)近岸海域受到一定程度的重金屬鋅的污染，但整體上看，自2010年起呈下降趨勢，其中，2010年整個研究區符合二類海水水質標準，2015年整個研究區符合一類水質標準。

折算研究區各年份水環境綜合評價指數(表4)。2006—2010年綜合指數波動下降，至2010年到達最低值，之后逐步上升。整體上看，圍填海對海域水質環境存在較重的影響，2013年后逐步有改善的趨勢。

表3 杭州灣南岸近岸海域汞、鉛、鋅的年度均值 μg·L-1

表4 杭州灣南岸近岸海域海水環境綜合評價指數

3 小結

以杭州灣南岸較為典型的近岸海域為例，對海水質量變化進行分析，結果發現：1)無機氮和活性磷酸鹽是杭州灣南岸附近海域最主要的污染物；2)杭州灣南岸附近海域受COD污染的影響較小，普遍符合一類海水水質標準，但整體上呈波動上升的趨勢；3)杭州灣南岸附近海域受一定程度的重金屬鉛污染，但自2010年起污染減弱。總體來看，杭州灣南岸陸域人類活動對海域水質環境存在一定的影響，2006—2010年間影響較重，2013年后有逐步改善的趨勢。