岙山監測浮標周邊海域水質分析與評價

胡益峰 蔣紅 繆文

摘要：文章根據岙山監測浮標周邊海域2015年9—12月水質調查資料，采用水質有機污染指數（A）、富營養化指數（E）和營養狀態質量指數（NQI）等進行評價。結果表明：岙山監測浮標周邊海域水質化學需氧量（COD）、溶解氧（DO）、油類（oils）符合二類海水水質標準，無機磷（DIP）和無機氮（DIN）含量均超過二類海水水質標準，DIP最高為0.048 mg/L，DIN最高為0.753 mg/L，總磷（TP）各月平均含量范圍0.098～0.185 mg/L，總氮（TN）各月平均含量范圍0.650～0.818 mg/L，葉綠素a（Chla）含量基本穩定，DIN是主要的超標污染因子;富營養化評價結果顯示，岙山監測浮標周邊海域水質富營養程度嚴重，E值最高達9.10，NQI值最高為4.58;有機污染評價結果表明，岙山監測浮標周邊海域水質總體處于輕度污染狀態，A值最小為10月的1.90，最大為12月的2.73;使用A值、E值和NQI值方法同時對岙山監測浮標周邊海域進行評價，其結果變化的一致性較好。

關鍵詞：岙山;海水水質;海洋環境;有機污染;富營養化;評價

中圖分類號：X834;P76 文獻標志碼：A 文章編號：1005-9857（2020）01-0056-06

Abstract： Organic pollution index of water quality were employed in this paper：（A），Eutrophication index（E） and Nutrient status quality index （NQI） to evaluate water quality around coastal waters of Aoshan buoy according to in-situ monitoring data during September to December of 2015.The results indicated that chemical oxygen demand（COD），dissolved oxygen（DO） and oils of coastal waters around Aoshan buoy qualified the second class of sea water quality standard while dissolved inorganic phosphorus（DIP） and dissolved inorganic nitrogen （DIN） exceeded the second class of sea water quality standard with a highest DIP of 0.048 mg/L and a highest DIN of 0.753 mg/L.Besides，the variation range of monthly average total phosphorus （TP） and monthly average total nitrogen（TN） was 0.098～0.185 mg/L and 0.650～0.818 mg/L，respectively，and the content of Chl-a basically remains stable.DIN was the main pollutant factor in this area.According to eutrophication evaluation，eutrophication level and pollution degree were severe in coastal waters around Aoshan buoy with a highest E of 9.10 and a highest NQI of 4.58.According to Organic pollution assessment，the coastal water around Aoshan buoy was slightly polluted with a lowest A of 1.90 in October and a highest A of 2.73 in Decembe.The results of using A，E and NQI to evaluate coastal water around Aoshan buoy were consistent.

Key words：Aoshan，Seawater quality，Marine environment，Organic pollution，Eutrophication，Evaluation

0 引言

舟山岙山島位于舟山群島南部，作為國家重要的石油儲備基地，建有多家大型油儲公司。根據浙江省“十二五”生態建設項目——浙江省近岸海域浮標實時監測系統建設項目的總體規劃，于2013年8月在舟山岙山島海域布放一套監測浮標[1]，用于實時監測監控岙山島周邊海域的海水環境質量狀況。

浮標監測系統雖具有現場自動監測、長時間序列等區別于傳統監測方法的優點，但也存在只反映“一點”水質情況的缺陷。為開展岙山海域水環境質量監測點、線、面數據融合研究提供基礎數據，為完善并驗證基于岙山浮標實時監測系統的溢油風險評價與預測預警模型，根據“國家海洋公益性行業科研專項——浙江近岸海域海洋生態環境動態監測與服務平臺技術研究及應用示范”項目實施要求，分別于2015年9月、10月、11月、12月對岙山周邊海域開展現場監測。而在目前的公開報道中，僅有李子孟等[2]對舟山本島南部海域（含岙山海域）進行了水質調查及含量分析，并未進行海域水質富營養化和有機污染等方面的綜合評價。本研究基于4個航次實測資料，分析討論了岙山監測浮標周邊海域海水環境質量現狀，同時進行富營養化和有機污染評價。

1 材料與方法

1.1 采樣站位與樣品采集

在岙山監測浮標周邊海域共布設9個水質監測站位（圖1），于2015年9月、10月、11月、12月共計進行4個航次的監測采樣，樣品采集層次、儲存及運輸嚴格按照GB 17378.3—2007[3]要求執行，其中水深10～25 m，采集表層、底層樣品;水深25～50 m，采集表層、10 m層、底層樣品;石油類和葉綠素a只采集表層樣品。

1.2 樣品分析

水質樣品的分析測試按照GB 17378.4—2007[4]進行，其中葉綠素a（Chla）按照GB 17378.7—2007[5]進行。化學需氧量（COD）、溶解氧（DO）、無機磷（DIP）、油類（oils）、Chla分別采用堿性高錳酸鉀法、碘量法、磷鉬藍分光光度法、紫外分光光度法、分光光度法測定;總氮（TN）和總磷（TP）采用過硫酸鉀氧化法測定;無機氮（DIN）為亞硝酸鹽、硝酸鹽、氨氮三者之和，分別采用萘乙二胺分光光度法、鋅-鎘還原法、次溴酸鹽氧化法測定。

1.3 評價方法

采用有機污染指數（A）和富營養指數（E）[6]、營養狀態質量指數（NQI）[7]對海水水質進行有機污染和富營養化水平評價。

式中，COD、DO、DIN、DIP、Chla為實測值，除Chla濃度單位為μg/L，其余濃度單位為mg/L。本研究以第二類海水水質標準進行評價，Chla取5 μg/L。有機污染水平、富營養化水平評價分級見表1至表3。

2 結果與討論

2.1 水質監測指標含量分析

岙山監測浮標周邊海域4個航次的監測結果見表4。從監測結果可以看出：COD、DO、oils 3項監測指標含量均符合二類海水水質標準，并達到一類海水水質標準。COD平均含量在9月和10月相同，均為0.64 mg/L，各站位含量也較接近，在11月和12月的平均含量和各站位含量也較接近，但明顯高于9月和10月，COD含量最高為1.76 mg/L，出現在11月。DO各月平均含量范圍6.68～8.75 mg/L，從9月到12月，平均含量逐月升高，因在自然條件下，壓力不變時，水溫越低溶解氧的含量就越高。oils各月平均含量范圍0.019～0.023 mg/L，比較接近，站位最高含量為0.028 mg/L，出現在9月;DIP和DIN各月平均含量均超過二類海水水質標準，DIP最高為0.048 mg/L，出現在12月，超過二類海水水質標準的0.6倍，DIN最高為0.753 mg/L，出現在12月，超過二類海水水質標準的1.5倍;TP各月平均含量范圍0.098～0.185 mg/L，最高出現在11月，TN各月平均含量范圍0.650～0.818 mg/L，最高出現在12月;Chla含量基本穩定，變化不大，各月平均含量在0.4～0.7 μg/L。

綜合以上分析可以看出，岙山監測浮標周邊海域主要污染超標因子是DIN，DIP也有一定程度的污染，長江和錢塘江攜帶大量陸地營養物質入海并匯聚舟山群島海域，是導致該海域營養鹽含量居高不下的主因，這與相關學者關于長江口鄰近海域高營養鹽含量的研究結果[8-10]相一致，也與浙江省開展的業務化監測評價得出舟山海域DIN超標污染嚴重的結果[11]相吻合。

2.2 水質富營養指數（E）分析

海水中由于營養鹽含量過高從而引起海水富營養化，當海水處于富營養化狀態并在適宜的海水溫度、鹽度條件下容易引起浮游生物大量繁殖，從而誘發赤潮，這已成為近年來海洋生態環境常態現象，因此富營養化評價研究已成為沿海國家普遍關注的問題，而浙江舟山海域又是赤潮的高發海域，因此進行富營養化研究很有必要。

由式（1）計算得出富營養指數（E）值，見表5。從表5可以看出，岙山監測浮標周邊海域富營養化狀況比較嚴重，全部處于高富營養狀態，E值的月平均值最低為3.07，出現在10月，最高達到9.10，出現在12月，超出高富營養標準的2倍。從月份上看E值，9月和10月相接近，而11月和12月接近，且是9月和10月的2～3倍。以9月和10月均值、11月和12月均值，來分析E值中的3項變量的含量變化，其中DIP增幅為11%、DIN為22%、COD為85%，可見因COD 含量的升高，是11月和12月E值急劇上升的主要貢獻因子。

2.3 水質營養狀態指數（NQI）分析

由式（2）計算得出營養狀態指數（NQI）值，見表5。可以看出，岙山監測浮標周邊海域均呈現富營養化狀態，達到NQI指數營養分級中的最高級，再次表明該海域富營養化嚴重。雖與E值評價中達到的高富營養級別在名稱上有區別，但都達到了各自指標分級中的富營養化程度的最高級，表明同時使用E值和NQI值指數法進行該海域的富營養化程度評價，具有較好的一致性。

E值評價公式中的參數是相對固定的，即（106/4 500），是一個定值，E值是隨變量COD、DIN、DIP的結果計算得到，也即海域的富營養化狀態取決于海域COD、DIN、DIP的含量。但在NQI評價公式中，不但有海域的環境因子變量COD、DIN、DIP、Chla，參數也不固定，就目前的報道中，較多的是采用一類海水水質標準[12]和二類海水水質標準[13]作為評價參數，而采用不同的評價參數，有可能導致NQI評價結果的分級發生變化。

2.4 水質有機污染狀況（A）分析

由式（3）計算得出水質有機污染指數（A）值，見表5。可以看出，岙山監測浮標周邊海域水質有機污染指數（A）值在9月、11月、12月的月均值分別為2.60、2.70、2.73，在數值上比較接近，且均呈現輕度污染狀態，最大出現在12月;A值在10月最低，月均值為1.90，僅有1號站位和4號站位A值大于2.0，總體呈開始受到污染狀態。

海水水質有機污染狀況指數公式中用COD、DO、DIN、DIP這4 個水質指標對海水質量狀況進行評價，綜合考慮了海水的有機污染指標（COD）和無機污染指標（DIN、DIP），可以較好地反映出海水水質的整體污染狀況[14]。而溶解氧（DO）是指溶解于水體中的氧氣，水體中溶解氧的含量與空氣中氧的分壓及水體溫度密切相關。在自然條件下，壓力不變時，水溫越低溶解氧的含量就越高，當水體被大量有機物污染，由于有機物分解時消耗水體的氧氣，使水體中溶解氧含量降低，故溶解氧含量的高低及變化也可作為評價水體是否受到有機物污染的間接指標[15]。也有相關研究表明，赤潮的頻繁發生與有機污染物負荷增加有重要的關系[16]。

2.5 水質富營養和有機污染相關性分析

目前的諸多文獻報道中，進行水質評價時，一般都將有機污染指數（A）和富營養指數（E）兩種方式相結合進行評價。本研究采用有機污染指數（A）、富營養指數（E）和營養狀態質量指數（NQI）3種評價方法同時對岙山監測浮標周邊海域水質情況進行評價。可以看出，2015年岙山監測浮標周邊海域水質有機污染和富營養化程度最輕均出現在10月，最嚴重出現在12月，其指數值從大到小依次排序為12月、11月、9月、10月，3種不同評價指數的月度變化趨勢具有較好相關性。表明在特定海域使用水質富營養化指數（E）和營養狀態質量指數（NQI）同時進行富營養化評價，一致性較好，且水質有機污染狀況的輕重隨富營養化程度輕重而變化，這與一些文獻報道的研究結論[17-19]相吻合。

3 結論

（1）岙山監測浮標周邊海域水質COD、DO、oils符合二類海水水質標準。COD含量在11月和12月明現高于9月和10月，最高含量為1.76 mg/L;DO含量范圍6.68～8.75 mg/L，從9—12月，平均含量逐月升高;oils各月平均含量范圍0.019～0.023 mg/L，比較接近，站位最高含量為0.028 mg/L，出現在9月;DIP和DIN含量均超過二類海水水質標準，DIP最高為0.048 mg/L，DIN最高為0.753 mg/L;TP各月平均含量范圍0.098～0.185mg/L，TN各月平均含量范圍0.650～0.818 mg/L;Chla含量基本穩定，變化不大。DIN是主要的超標污染因子，DIP也有一定程度污染。

（2）岙山監測浮標周邊海域水質處于富營養狀態，E值最高為12月的9.10，NQI值最高為12月的4.58，富營養化程度比較嚴重;A值最小為10月的1.90，最大為12月的2.73，水質有機污染狀況總體處于輕度污染狀態。水質狀況不容樂觀。

（3）使用A值、E值和NQI值方法同時對岙山監測浮標周邊海域進行評價，其變化趨勢的一致性較好，指數值從大到小依次排序為12月、11月、9月、10月。

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