下潭尾濱海濕地海洋環境營養狀態變化及成因分析

吳月媛

（廈門市政南方海洋科技有限公司，福建廈門 361000）

0 引言

國家對海洋生態環境保護越來越重視，特別是2018年國務院發布《關于加強濱海濕地保護嚴格管控圍填海的通知》（國發〔2018〕）24號）[1]以來，國家和地方嚴格限制管控圍填海活動，鼓勵海洋生態修復工程建設，積極保護濱海濕地。海水水質及海洋環境營養狀態是表征海洋環境的重要指標，是海洋環境研究的重點之一[2]。本文以下潭尾濱海濕地為研究對象，根據透明度、化學需氧量（chemical oxygen demand,COD）、溶解氧（dissolved oxygen,DO）、無機氮（dissolved inorganic nitrogen,DIN）、活性磷酸鹽（dissolved inorganic phosphorus,DIP）等因子對下潭尾海域的有機污染情況及海洋環境營養狀態進行研究，以此探討研究區海洋環境營養狀態變化及其成因。

1 研究區概況

下潭尾為河流的入?？?，由淡咸水交匯形成，屬河口型濱海濕地，位于福建省廈門市環東海域東北角，地處東經118°11′～118°12′，北緯24°38′～24°39′，區域匯水面積約14.45 km2，周邊主要河流為內垵溪、坑尾溪、下莊溪。區內年平均氣溫21.2℃，年平均降水量1233.74 mm，屬亞熱帶季風氣候。研究區周邊區域地勢地貌大部分較為平坦，主要涵蓋大面積的農田、果林園地、池塘、荒地雜生的灌草叢植被以及成片的村莊社區等生態環境，涉及生態系統類型主要包括農田生態系統及果園生態系統等類型。下潭尾區域內已經實施及正在實施的工程建設項目主要有：火炬大橋（2010年施工，已建成）、下潭尾濱海生態公園一期工程（2011年啟動，工期2年，已建成）、下潭尾濱海濕地公園二期工程（2019年施工，工期3年）、環東海域新城浪漫線二期工程（翔安段）（2018年施工，工期2年）、下潭尾濱海濕地公園二期上島棧道工程（2020年施工，工期18個月）、下潭尾排洪截污及岸線整治工程（2022年施工，工期18個月）等。下潭尾濱海濕地現狀主要紅樹林種類為：白骨壤、桐花樹、秋茄、木欖、無瓣海桑。

2 調查點位及研究方法

2017—2020年對該研究區域進行采樣，具體調查站位如圖1所示，共布設了9個水文水質、6個沉積物、6個生態監測站位。本次研究主要針對海洋環境營養狀態變化，主要關注的因子為pH、溫度、鹽度、透明度、COD、DO、DIN和DIP，采用富營養化指數法和有機污染綜合指數法評價研究海域的富營養化程度和有機污染水平。

圖1 下潭尾海洋調查站位

2.1 富營養化指數法

根據《近海海域環境監測規范》[3]，富營養化指數法E的計算公式如式（1）所示。

式中：E——富營養化指數；CCOD——COD濃度，mg/L；CDIN——DIN濃度，mg/L；CDIP——DIP濃度，mg/L。

E＜1時，海水為貧營養狀態；1≤E＜2時，海水為輕度富營養狀態；2≤E＜5時，海水為中度富營養狀態；5≤E＜15時，海水為重度富營養狀態；E＞15時，海水為嚴重富營養狀態。

2.2 有機污染綜合指數法

有機污染綜合指數法A[4]的計算公式如式（2）所示。

式 中：A——有 機 污 染 指 數；CODi、Ni、Pi、DOi——COD、DIN、DIP和DO的實測值；CODs、Ns、Ps、DOs——一類海水水質COD、DIN、DIP和DO的標準值。

當A＜0，海水水質良好；0＜A＜1，海水水質較好；1＜A＜2，海水水質開始受有機污染；2＜A＜3，海水水質輕度有機污染；3＜A＜4，海水水質中度有機污染；4＜A＜5，海水水質嚴重有機污染。

3 結果分析與討論

3.1 水溫、鹽度、透明度、pH變化

2017—2020年各航次主要水質因子調查結果如表1所示。由表1可知，整個調查區域平均溫度為24.6℃（17.4～32.0℃），同一航次溫度變化不大，較符合該海域各季節水體常規溫度。各航次調查區域鹽度均較低（16.8‰～34.16‰），表現出內灣低鹽的特征；受河流輸入影響，鹽度空間變化較大。各航次在整個調查區域內的pH均較低，為7.6～8.3，表現出內灣低pH特征；受河流輸入影響，pH空間變化較大。2017年、2018年、2020年航次對透明度進行了調查，透明度為0.2～3.0 m（均值為1.12 m），具有一定的變化，且均較低，主要可能受施工期懸浮泥沙影響，透明度較符合內灣特征。

表1 2017—2020年各航次主要水質因子調查結果

3.2 DO含量及變化

由表1可知，2017—2020年各航次的DO變化趨勢與溫度具有較高的一致性。

在2017年的調查中，除10月1日、3日和6日航次的DO略低于6 mg/L，符合海水水質二類標準（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），其他航次的其他站位均符合海水水質一類標準（DO＞6 mg/L）；在2018年的調查中，2018年5月31日航次的DO平均含量符合海水水質三類標準（4 mg/L＜DO≤5 mg/L），5月23日航次及7月18日航次的DO平均含量符合海水水質二類標準（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），7月26日航次及12月7日航次的DO平均含量符合海水水質一類標準（DO＞6 mg/L）；在2019年的調查中，1月14日航次、11月21日航次及11月26日航次的DO平均含量均符合海水水質一類標準（DO＞6 mg/L），5月24日航次及8月28日航次的DO平均含量均符合海水水質二類標準（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），5月30日航次及8月21日航次的DO平均含量均符合國標三類海水水質標準（4 mg/L＜DO≤5 mg/L）；在2020年的調查中，8月3日航次的DO平均含量均符合海水水質二類標準（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），8月10日航次的DO平均含量均符合國標三類海水水質標準（4 mg/L＜DO≤5 mg/L），11月25日航次、11月29日航次的DO平均含量均符合海水水質一類標準（DO＞6 mg/L）。

3.3 COD、DIN、DIP含量及變化

2017—2020年各航次的COD、DIN、DIP調查結果及變化趨勢如圖2所示。根據調查結果可知，COD除2018年5月31日航次平均含量符合國標二類海水水質標準（2 mg/L＜COD＜3 mg/L），其他航次均符合海水水質一類標準（COD＜2 mg/L）；DIN除2020年8月3日航次平均含量符合海水水質二類標準，其他航次平均含量均超過了海水水質四類標準；DIP除2020年8月3日航次的平均含量符合海水水質四類標準，其他航次平均含量均超過了海水水質四類標準。調查海域的主要超標因子為DIN、DIP。

圖2 2017—2020年COD、DIN、DIP含量及變化

3.4 有機污染程度及水質富營養化指標評價結果

根據2017—2020年各航次的監測結果，采用有機污染綜合指數法評價研究區的有機污染狀況可知，研究區的有機污染程度A的計算結果為1.76～29.90（均值為12.96，具體如圖3所示），呈現較明顯的有機污染情況。根據富營養化指數E的變化范圍為0.70～156.81（均值為57.41，具體如圖4所示），呈現重度富營養化狀態。同期在該研究區域監測的綠葉素含量為0.24～6.16 mg/m3（均值為2.15 mg/m3），葉綠素a在有機污染嚴重的情況下，并未呈現較高的含量。

圖3 有機污染指數A的變化

圖4 富營養化指數E的變化

3.5 成因分析

下潭尾海域周邊主要海洋工程類型為海洋生態修復工程及橋梁工程等，研究區海域在2017—2020年建設海洋工程的主要污染物為懸浮泥沙。同時，海洋生態修復工程（紅樹林種植）可以較好地截流DIN，從而減輕營養鹽負荷[5]。因此，研究區海域營養鹽嚴重超標的主要原因不是海洋工程的建設，而是陸源污染物的排入所致。下潭尾為河口型濱海濕地，位于同安灣灣頂，周邊水系流量較小，在下潭尾排洪截污岸線整治工程及下潭尾污水處理廠完工前，研究區水體水力交換條件弱。研究區海域陸源輸入的污染物主要為農業面源污染，以及區域雨污分流過程尚未徹底導致的部分農村生活污水排入。

4 結語

（1）研究區各航次COD、DIN、DIP的變化趨勢呈現較高的一致性，調查海域的主要超標因子為DIN、DIP。

（2）下潭尾海域呈現較明顯的有機污染及重度富營養化狀態，葉綠素a在有機污染嚴重的情況下并未呈現較高含量，未顯示出強相關性。

（3）研究區海域營養鹽嚴重超標的主要原因不是海洋工程的建設，而是陸源污染物的排入。其陸源輸入的污染物主要為農業面源污染和農村生活污水。