山東招遠扇貝養殖區水質狀況調查與評價

崔龍波 沈雨欣 李書杰

摘要 [目的]為了解山東招遠扇貝養殖區海水水質狀況，加強養殖區環境保護。[方法]在2018年5—10月對該養殖區進行調查，并采用有機污染評價指數（A）法、營養狀態指數（E）法、營養狀態質量指數（NQI）評價法和內梅羅綜合污染指數（P）法對該海域水質狀況進行分析與評價。[結果]調查海域扇貝養殖區水溫和pH分別為17.28～27.28 ℃和7.97～8.30，均符合海水水質二類標準，適宜扇貝養殖;鹽度為30.16‰～31.40‰，變化幅度小，適宜扇貝生長;溶解氧和化學需氧量分別為6.48～8.76和0.792 0～1.955 0 mg/L，均達到海水水質一類標準;營養鹽濃度、營養狀態水平偏高，一定條件下易引發赤潮;內梅羅污染指數較低，水質較為清潔。[結論]總體上，此次調查海域水質狀況普遍較好，達到二類或以上水質標準，適宜扇貝養殖。

關鍵詞 扇貝養殖;水質;調查;評價;招遠

中圖分類號 S 949;X 824 ?文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）12-0073-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.12.021

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract [Objective] The research aimed to know the water quality of scallop aquaculture areas and strengthen the protection of aquaculture areas environment.[Method]The water quality of scallop aquaculture areas in Zhaoyuan， Shandong Province was investigated from May to October， 2018. And the organic pollution assessment index （A）， nutritional status index （E）， nutritional status quality index （NQI） and Nemerow index （P） were used to evaluate the water quality of the area.[Result]The water temperature and pH were 17.28-27.28 ℃ and 7.97-8.30， which were accorded with Grade Ⅱ water quality standards and suitable for scallop culture. Salinity was 30.16‰-31.40‰ with a small variation range， which was suitable for the growth of scallop. The dissolved oxygen and chemical oxygen demand was 6.48-8.76 mg/L and 0.792 0-1.955 0 mg/L， which accorded with Grade Ⅰ water quality standards. The concentration of nutrients and the level of nutrient state were on the high side. Under certain conditions， it was easy to cause red tide. Nemerow pollution index was lower and the water quality was cleaner.[Conclusion] In general， the water quality of the surveyed area was generally good and accorded with Grade Ⅱ or above water quality standards， which was suitable for scallop aquaculture.

Key words Scallop aquaculture;Water quality;Investigation;Evaluation;Zhaoyuan

山東招遠扇貝養殖區所處的萊州灣位于渤海南部，山東半島北部，是渤海三大海灣之一。由于黃河等多條河流大量攜入泥沙，使得海底堆積迅速，海灣灘涂遼闊;河口內灣一帶營養鹽含量高，大量浮游植物在此生長，且河流常帶有豐富的有機物質，為貝類提供充足的食物源[1]，因而萊州灣發展成為山東省重要的扇貝養殖區。由于萊州灣是位于渤海之內的內灣，水體交換能力較差，而且沿海地區經濟發展迅速，對于開發利用海洋的力度也在不斷加大，這些都給萊州灣海洋生態環境造成了巨大壓力[2]。近幾年《山東省海洋環境質量公報》顯示，萊州灣海洋生態環境系統處于不健康狀態[2]或者說亞健康狀態，海水水質狀況變差，這使扇貝生存受到威脅，對扇貝生長以及產品質量也有一定影響。海水水質是保持海洋生態平衡、影響海洋產業發展的主要因素[3]，因此，為了解山東招遠以及萊州灣扇貝養殖區海水水質狀況，筆者于2018年5—10月在該區域分期采樣，分析海水水質，以期為扇貝的科學養殖提供技術支持，為海洋生態環境的保護和修復提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 采樣站位與時間

在山東招遠海域選取距岸分別1海里、3海里、7海里的3個扇貝養殖區，分別記為L1、L2、L3，并在每個養殖區設置 4 個平行采樣點，進行水質現場采樣，采樣站位見圖1。于2018年5—10月每月中旬采樣一次，取4個平行采樣點平均值，記錄試驗結果。

1.2 樣品采集與分析方法

檢測項目包括海水的溫度、鹽度、pH、透明度、溶解氧（DO）、化學需氧量（COD）、亞硝酸鹽（NO2-N）、硝酸鹽（NO3-N）、氨氮（NH3-N）、無機氮（DIN）、活性磷酸鹽（DIP）和葉綠素a（Chl a）等。水樣的采集使用有機玻璃采水器，樣品的現場處理及分析測量均按《海洋監測規范》[4]提供的標準方法執行。水溫、鹽度、DO、pH使用美國奧立龍5-star水質分析儀測定，透明度使用塞氏盤測定，硫化物使用德國默克Spectroquant NOVA-60A測定，COD采用堿性高錳酸鉀法測定，總氮（TN）和總磷（TP）采用過硫酸鉀氧化法測定，NO2-N采用萘乙二胺分光光度法測定，NO3-N采用鎘柱還原法測定，NH3-N采用靛酚藍分光光度法測定，DIP采用磷鉬藍分光光度法測定，Chl a采用分光光度法測定。

1.3 評價標準

采用《海水水質標準》[5]對各養殖區水質狀況進行分析與評價。

1.4 評價方法

采用有機污染評價指數（A）法、營養狀態指數（E）法和營養狀態質量指數（NQI）評價法對海水有機污染狀況和營養水平進行評價，采用內梅羅綜合污染指數（P）法對海水環境質量進行綜合評價，其中有機污染評價指數、營養狀態指數和營養狀態質量指數依據《海水增養殖區監測技術規程》[6]給出的公式計算。

1.4.1 有機污染評價指數（A）法。

有機污染評價指數法綜合考慮了海水的有機污染和無機污染指標，利用COD、DIN、DIP、DO 4個水質指標對海水質量狀況進行評價，以反映水質的整體狀況[7]。其計算公式為：

A=COD/COD0 + DIN/DIN0 + DIP/DIP0-DO/DO0（1）

式中，COD、DIN、DIP、DO分別為水體中化學需氧量、溶解態無機氮、溶解態活性磷酸鹽和溶解氧的實測濃度（mg/L）;COD0 、DIN0 、DIP0 、DO0 分別為水體的上述各項指標的評價標準，COD0 為3.0 mg/L，DIN0 為0.10 mg/L，DIP0 為0.015 mg/L，DO0 為5.0 mg/L。

有機污染評價分級見表1。

1.4.2 營養狀態指數（E）法。多數研究者都用營養狀態指數E來研究海域富營養化和有機污染問題[8-9]，該方法最早在日本使用，后由鄒景忠等[10]引入，并根據不同海域環境合理使用，其計算公式為：

E=COD×DIN×DIP×106/4 500（2）

若E<1，則水體處于貧營養狀況;若E ≥ 1，則水體出現富營養化;E值越大，表明富營養化程度越嚴重。

1.4.3 營養狀態質量指數（NQI）評價法。

除了營養狀態指數法，陳于望[11]提出的營養狀態質量指數法也被廣泛應用，其計算公式為：

NQI =CCOD / C′COD + CTN / C′TN +CTP/C′TP（3）

式中，CCOD 、CTN 、CTP分別為水體的化學需氧量、總氮、總磷的測量濃度;C′COD 、C′TN 、C′TP分別為水體的COD、TN、TP 的評價標準，C′COD為3.0 mg/L，C′TN為0.6 mg/L，C′TP為0.03 mg/L。

參照郭衛東等[12]提出的營養級分級標準，根據營養質量指數值，將海域營養水平劃分為3級，見表2。

1.4.4 內梅羅綜合污染指數（P）法。

參照崔力拓[13]、鐘碩良等[14]提出的利用單因子評價指數和內梅羅環境質量綜合評價指數對貝類養殖區海水生態環境質量進行綜合評價，其計算公式為：

P=P2max+（1nni=1Pi）22（4）

式中，P為內梅羅綜合污染指數，Pmax為所測污染因子中最大的污染指數，Pi為某污染因子的污染指數。海水質量綜合評價分級標準見表3。

pH的污染指數計算公式為：

PpH=pH-pHm+pHi2pHm+pHi2（5）

式中，PpH為pH的污染指數，pH為實測值，pHm和pHi分別為海水水質二類標準最大值和最小值。

2 結果與分析

2.1 水質基本理化指標含量變化

2.1.1 水溫、pH、鹽度。

從圖2可以看出，山東招遠扇貝養殖區水溫、pH和鹽度分別為17.28～27.28 ℃、797～8.30和30.16‰～31.40‰。山東招遠扇貝養殖區水溫變化呈現明顯的季節性，其中8月份最高，5月份和10月份最低;pH與鹽度變化幅度很小，都在一定范圍內波動。其中，海灣扇貝對溫度、鹽度的適應范圍較廣，耐溫范圍在-1～31 ℃，當溫度在10～31 ℃時可正常生長[15]，5 ℃以下則停止生長，10 ℃以下生長緩慢，18～28 ℃生長較快[16];其耐鹽范圍在16‰～43‰，適宜范圍在21‰～35‰，故監測的扇貝養殖區水溫、鹽度均在海灣扇貝的適宜生長范圍內。此外，pH的高低對貝類攝食存在影響，在適宜的pH范圍內，攝食率較高;低于或高于適宜的pH范圍，貝類的攝食率都會降低，一般貝類適宜的pH在8左右[17]，故監測的各扇貝養殖區pH均適宜扇貝生長攝食，且都符合海水水質二類標準。

2.1.2 DO和COD。

從圖2可以看出，DO和COD分別為648～8.76和0.792 0～1.955 0 mg/L。DO在7月份隨著水溫的升高而下降，在9月份隨水溫的降低而升高，因為氧在海水中的溶解度主要受溫度影響。COD變化幅度較小，在一定范圍內波動，其中8月份最低。監測結果表明，DO和COD均達到海水水質一類標準。

（3）有機污染評價表明，山東招遠3個扇貝養殖區在5、6、9月份均處于良好或較好狀態，其他月份開始受到有機污染，10月份甚至達到嚴重污染。海水質量綜合評價結果表明，各養殖區在5—9月水質狀況在一般以上，大多數為良好及較好狀態，而在10月份各養殖區均出現不同程度的污染，個別甚至達到重度污染。

（4）整體來看，距海岸較近的養殖區富營養化水平及污染程度更重一些，最易受到污染的時間為10月份前后，其中DIN為主要的污染指標。雖然目前個別月份山東招遠扇貝養殖區的富營養化水平和污染程度較高，但尚未導致生態平衡的失調，因此應采取有效措施控制污染源，在保障浮游植物生長繁殖攝取必需的營養鹽的同時，嚴格控制氮、磷和有機物入海量，降低海洋生態環境污染程度，防止富營養化加劇和赤潮的發生。

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