秦皇島市近岸海域水質(zhì)時(shí)空變化及相關(guān)性分析

摘要：本文結(jié)合2017—2022年秦皇島市近岸海域及入海河流的主要污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析近岸海域化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮的濃度時(shí)空變化趨勢(shì)及其與入海河流輸入海域污染物總量的相關(guān)性。結(jié)果表明，秦皇島市近岸海域水質(zhì)總體逐年好轉(zhuǎn)，與2017年相比，2022年近岸海域COD、活性磷酸鹽及無(wú)機(jī)氮濃度分別下降43.8%、56.2%和45.1%；冬春季水質(zhì)明顯優(yōu)于夏秋季；自山海關(guān)區(qū)往北戴河區(qū)方向，海域水質(zhì)總體逐漸好轉(zhuǎn)；離海岸線垂直距離越遠(yuǎn)，水質(zhì)越好；污染因子COD、活性磷酸鹽及無(wú)機(jī)氮在河、海間具有強(qiáng)相關(guān)性，Spearman秩相關(guān)系數(shù)均不小于0.943，表明近岸海域水質(zhì)主要受入海河流的影響，河流輸入是陸源污染入海的主要途徑。

關(guān)鍵詞：近岸海域；水質(zhì)；時(shí)空變化；相關(guān)性

中圖分類號(hào)：X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）03-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.03.051

Abstract： Based on the monitoring data of major pollutants in the nearshore sea and incoming rivers of Qinhuangdao City from 2017 to 2022， this paper analyzes the spatiotemporal variation trends of Chemical Oxygen Demand （COD）， active phosphate， and inorganic nitrogen concentrations in the nearshore sea and their correlation with the total amount of pollutants in the incoming rivers. The results show that the overall water quality in the nearshore sea of Qinhuangdao City has improved year by year， compared with 2017， the concentrations of COD， active phosphate， and inorganic nitrogen in the nearshore sea in 2022 have decreased by 43.8%， 56.2%， and 45.1%， respectively; the water quality in winter and spring is significantly better than that in summer and autumn; from Shanhaiguan District to Beidaihe District， the overall water quality in the sea is gradually improving; the farther the vertical distance from the coastline， the better the water quality; the pollution factors such as COD， active phosphate， and inorganic nitrogen have a strong correlation between rivers and sea， with Spearman rank correlation coefficients not less than 0.943， indicating that the water quality in nearshore sea is mainly affected by rivers entering the sea， and river input is the main pathway for land-based pollution entering the sea.

Keywords： nearshore sea; water quality; spatiotemporal variation; correlation

近岸海域作為能量、物質(zhì)交換的劇烈地帶，是海洋環(huán)境受人類活動(dòng)影響的最敏感區(qū)域[1]。作為著名的旅游度假勝地，秦皇島市要保護(hù)好海洋生態(tài)環(huán)境，減少污染物陸源輸入。渤海灣是半封閉海灣[2]，其地理形態(tài)導(dǎo)致水交換不暢，水體自凈能力較差，污染物不易降解擴(kuò)散。調(diào)查監(jiān)測(cè)秦皇島市近岸海域及主要入海河流污染狀況，分析主要污染因子化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、無(wú)機(jī)氮與磷酸鹽在河、海間的相關(guān)性，有助于尋求更加有效的治理措施，改善秦皇島市近岸海域水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境。

1 布點(diǎn)與監(jiān)測(cè)

1.1 采樣點(diǎn)的布設(shè)

秦皇島市近岸海域布設(shè)9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，編號(hào)分別為HB01、HB02、HB03、HB04、HB05、HB06、HB07、HB08和HB09，近岸海域監(jiān)測(cè)點(diǎn)位水功能區(qū)劃如表1所示。秦皇島市沿海地區(qū)主要分布6條直排入海河流，即石河、戴河、湯河、洋河、新開(kāi)河和飲馬河。秦皇島市共有7個(gè)直排入海污染源，其中，工業(yè)源有3個(gè)（現(xiàn)已全部取締），綜合排口有4個(gè)，現(xiàn)基本沒(méi)有污水外排。

1.2 監(jiān)測(cè)頻次與監(jiān)測(cè)方法

根據(jù)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范 第4部分：海水分析》（GB 17378.4—2007），近岸海域每年2月（冬）、5月（春）、8月（夏）、10月（秋）各監(jiān)測(cè)一次。另外，按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》，入海河口每月監(jiān)測(cè)一次。

2 結(jié)果與分析

2.1 近岸海域主要污染物年際變化趨勢(shì)

2017—2022年，秦皇島市近岸海域主要污染物年均監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示。結(jié)果顯示，近岸海域COD、活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮年均濃度呈逐年下降趨勢(shì)。與2017年相比，2022年近岸海域COD、活性磷酸鹽及無(wú)機(jī)氮分別下降43.8%、56.2%和45.1%，海域水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，證明近幾年秦皇島市實(shí)施的海域綜合整治工程取得顯著效果。

2.2 近岸海域主要污染物年內(nèi)變化特征

秦皇島市近岸海域每年開(kāi)展4次水質(zhì)監(jiān)測(cè)，每季節(jié)各一次，結(jié)果如表3所示。近岸海域水質(zhì)有明顯的周期性變化，冬春季水質(zhì)優(yōu)于夏秋季[3]，COD夏季最高，活性磷酸鹽及無(wú)機(jī)氮秋季濃度最高。夏秋季是旅游旺季，游人增多，沙灘垃圾劇增[4]，增加海域及海岸的污染負(fù)荷；夏秋季雨水偏多，入海河流徑流量大，入海污染物氮、磷及有機(jī)物總量增加，從而影響近岸海域水質(zhì)。進(jìn)一步減少農(nóng)藥和化肥使用，防止農(nóng)業(yè)面源污染，減輕夏秋季雨水對(duì)海域的污染是關(guān)鍵。

2.3 順海岸線海域水質(zhì)空間分布特征

自山海關(guān)區(qū)往北戴河區(qū)方向，秦皇島市近岸海域水質(zhì)總體逐漸好轉(zhuǎn)，如表4所示。山海關(guān)區(qū)邊界周邊海域既是秦皇島市主要入海河流河口集中區(qū)，又是秦皇島市直排入海污染源排口集中區(qū)，導(dǎo)致海域監(jiān)測(cè)點(diǎn)位HB01、HB02、HB03、HB04和HB05水質(zhì)比其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)位差，各主要污染物濃度偏高，與前者相比，北戴河區(qū)臨近水域監(jiān)測(cè)點(diǎn)位HB07、HB08和HB09水質(zhì)較好。

2.4 垂直海岸線方向水質(zhì)空間分布特征

從垂直海岸線方向來(lái)看，近岸海域水質(zhì)由近及遠(yuǎn)明顯好轉(zhuǎn)，離海岸線垂直距離越遠(yuǎn)，水質(zhì)越好。環(huán)境功能區(qū)外環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)HB07離海岸線垂直距離最遠(yuǎn)，水質(zhì)最好，說(shuō)明人類活動(dòng)及入海河流陸源污染物主要影響臨近海岸線區(qū)域，隨著離海岸線距離越遠(yuǎn)，其對(duì)海域水質(zhì)的影響逐漸減弱。

2.5 主要污染物在河、海間的相關(guān)性分析

如表5所示，統(tǒng)計(jì)2017—2022年秦皇島市入海河流氨氮、COD、總磷年入海通量，結(jié)合2017—2022年

近岸海域COD、活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮年均濃度，進(jìn)行Spearman秩相關(guān)性分析。河流氨氮年入海量與海域無(wú)機(jī)氮年均濃度的秩相關(guān)系數(shù)Rs為0.943；河流COD年入海量與海域COD年均濃度的秩相關(guān)系數(shù)Rs為0.971；河流總磷年入海量與海域活性磷酸鹽年均濃度的秩相關(guān)系數(shù)Rs為0.986。查Spearman秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)臨界表，當(dāng)秩相關(guān)系數(shù)不小于0.943時(shí)，置信度為99%，認(rèn)定兩變量相關(guān)，證明秦皇島市近岸海域水質(zhì)主要受入海河流影響，入海河流是陸源污染物入海的主要途徑。

3 結(jié)論

秦皇島市近岸海域主要污染物COD、活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮的濃度呈逐年下降趨勢(shì)，與2017年相比，2022年COD及無(wú)機(jī)氮濃度至少下降40%，活性磷酸鹽至少下降50%，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)；夏秋季水質(zhì)劣于冬春季；自山海關(guān)區(qū)至北戴河區(qū)，順海岸線方向，海域水質(zhì)總體逐漸好轉(zhuǎn)；沿垂直海岸線方向，離海岸線越遠(yuǎn)，水質(zhì)越好；污染因子COD、活性磷酸鹽及無(wú)機(jī)氮在河、海間具有強(qiáng)相關(guān)性，近岸海域水質(zhì)主要受入海河流的影響，河流輸入是陸源污染入海的主要途徑，入海河流對(duì)近岸海域水質(zhì)乃至生態(tài)系統(tǒng)影響顯著[5]。近年來(lái)，秦皇島市實(shí)施近岸海域環(huán)境綜合整治工程，初見(jiàn)成效，主要河流污染物入海總量逐年減少，近岸海域水質(zhì)顯著好轉(zhuǎn)。為進(jìn)一步改善近岸海域生態(tài)環(huán)境，秦皇島市要采取更加嚴(yán)格的措施控制入海河流氮、磷和有機(jī)物的入海總量，加強(qiáng)河流污染綜合治理，全面開(kāi)展以沿海防護(hù)林、海岸線綠化工程為重點(diǎn)的城市森林建設(shè)，倡導(dǎo)生態(tài)養(yǎng)殖，并減少農(nóng)藥和化肥使用，防止農(nóng)業(yè)面源污染，減輕夏秋季雨水對(duì)海域的污染，持續(xù)提升近岸海域水質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

1 駱永明.中國(guó)海岸帶可持續(xù)發(fā)展中的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題與海岸科學(xué)發(fā)展[J].中國(guó)科學(xué)院院刊，2016（10）：1133-1142.

2 郭 玲，孫玫玲，王雪嬌，等.渤海灣與陸地降水特征差異的統(tǒng)計(jì)分析[J].氣候變化研究快報(bào)，2019（6）：835-844.

3 陳 燕，李欣陽(yáng)，張建樂(lè).秦皇島近岸海域水質(zhì)狀況調(diào)查與評(píng)價(jià)[J].河北漁業(yè)，2014（5）：15-22.

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5 孫玉娟，田建立，韓麗君，等.2011—2016年河北省主要入海河流水質(zhì)及污染狀況分析[J].河北工業(yè)科技，2018（5）：348-353.

收稿日期：2024-01-16

作者簡(jiǎn)介：郭玲（1982—），女，河北秦皇島人，高級(jí)工程師。研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。