海口灣近岸海域水質(zhì)狀況分析與評價

李鵬山，林國堯，謝跟蹤*，李 香，3，張明湖

（1.海南師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院，海南 ?？?571158；2.海南省海洋開發(fā)規(guī)劃設(shè)計研究院，海南 ?？?570125；3.海南省氣象科學(xué)研究所，海南 海口570203）

?？跒辰逗Ｓ蛩|(zhì)狀況分析與評價

李鵬山1，林國堯2，謝跟蹤1*，李 香1，3，張明湖1

（1.海南師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院，海南 ?？?571158；2.海南省海洋開發(fā)規(guī)劃設(shè)計研究院，海南 ?？?570125；3.海南省氣象科學(xué)研究所，海南 海口570203）

根據(jù)2004～2008年?？跒辰逗Ｓ虻乃|(zhì)監(jiān)測結(jié)果，采用水質(zhì)單因子質(zhì)量指數(shù)評價法、綜合質(zhì)量指數(shù)法和富營養(yǎng)化水平法對?？跒辰逗Ｓ蛑攸c污染海區(qū)水質(zhì)污染狀況進行了分析評價.結(jié)果表明：秀英工業(yè)排污口附近海域和?？谖鬯幚韽S深水排污口附近海域水質(zhì)良好，近5年處于中營養(yǎng)化水平或貧營養(yǎng)化水平.但是龍昆溝排海口附近海域水質(zhì)較差，常年受到一定的污染，營養(yǎng)水平常年處于高富營養(yǎng)化水平.

?？跒?；水質(zhì)；富營養(yǎng)化

?？跒澄挥诤？谑斜辈凯傊莺{中段南側(cè)，與雷州半島隔海相望，為一向正北瓊州海峽敞開的半圓形海灣.海口灣東部的海甸島和西部的新海村為其兩個岬角，其東側(cè)岬角為南渡江三角洲堆積體，西側(cè)為新海岬角，中間為圓弧型海岸.灣內(nèi)水深2～6 m，東部較平坦，海岸線長20.5km，平均潮差1.1m.近些年，由于?？谑猩鐣?jīng)濟的增長，旅游業(yè)的開發(fā)和港口運輸?shù)陌l(fā)展必然對?？诮逗Ｓ蚝Ｋ|(zhì)產(chǎn)生一定的影響.本文根據(jù)2004～2008年連續(xù)5 a的海水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)①數(shù)據(jù)由海南省海洋監(jiān)測中心提供，闡述?？跒辰逗Ｓ蛩|(zhì)狀況，并對該海灣海水質(zhì)量狀況進行評價和分析.

1 調(diào)查區(qū)域與方法

1.1 監(jiān)測站位和監(jiān)測時間

?？跒澈Ｓ蛭廴疚镏饕獊碜孕阌⒐I(yè)排污口、龍昆溝排?？谝约昂？谖鬯幚韽S深水排污口.上述區(qū)域共設(shè)17個常年定點監(jiān)測站位，秀英工業(yè)排污口附近海域5個，?？谖鬯幚韽S深海排污口附近海域5個，龍昆溝排?？诟浇Ｓ?個（見圖1）.每年4～11月份對各站位進行例行監(jiān)測.

圖1 ?？跒辰逗Ｓ虮O(jiān)測站位Fig.1 Monitoring stations in Haikou inshore

1.2 監(jiān)測項目和監(jiān)測方法

調(diào)查項目包括：化學(xué)需氧量（COD）、無機氮（DIN）、活性磷酸鹽（DIP）及石油類等.水質(zhì)監(jiān)測方法按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》［1］進行.

1.3 海水水質(zhì)評價方法

本文采用目前國內(nèi)常用的水質(zhì)評價方法，水質(zhì)單因子質(zhì)量指數(shù)評價法［2］和海域水質(zhì)環(huán)境綜合指標法［3］對海域環(huán)境質(zhì)量狀況進行評價，采用富營養(yǎng)化水平評價法［4］對該海域營養(yǎng)狀況進行評價.

1.3.1 水質(zhì)單因子質(zhì)量指數(shù)評價法

評價公式為：Pi=Ci/Csi

式中：Pi為i種因子的污染指數(shù)；Ci為i種因子的實測濃度；Csi為i種因子的評價標準.

水質(zhì)參數(shù)的污染指數(shù)大于1時，表明該水質(zhì)參數(shù)超過了規(guī)定的水質(zhì)標準，已經(jīng)不能滿足使用要求.

1.3.2 水質(zhì)綜合質(zhì)量指數(shù)法

式中：I為環(huán)境綜合指標；Ai為環(huán)境質(zhì)量指數(shù)；Pi為i種因子的污染指數(shù)；Wi為i種因子質(zhì)量指數(shù)的加權(quán)質(zhì)量；Ci為i種因子實測濃度；Si為i種因子的評價標準，n為i種因子的個數(shù).其綜合質(zhì)量分級見表1.

表1 水質(zhì)綜合質(zhì)量評價分級Tab.1 Assessment grade of water integrated quality

1.3.3 富營養(yǎng)化水平法

營養(yǎng)水平評價公式為：

E=（COD×DIN×DIP×106）/4500.

式中：E為富營養(yǎng)化指數(shù)；COD為化學(xué)需氧量濃度；DIN為無機氮濃度；DIP為活性磷酸鹽濃度.其營養(yǎng)水平分級見表2.

表2 水質(zhì)富營養(yǎng)化水平評價分級Tab.2 Assessment grade of water eutrophication level

1.4 評價標準

根據(jù)《海南省海洋功能區(qū)劃》和《?？谑泻Ｑ蠊δ軈^(qū)劃》，海口灣近岸海域多數(shù)屬于II類功能區(qū)范圍，因此評價標準采用《中華人民共和國海水水質(zhì)標準》（GB 3097-1997）中的II類海水標準（見表3）.

表3 海水水質(zhì)標準 mg.L-1Tab.3 Quality standard of sea water mg.L-1

2 ?？跒辰逗Ｓ蛩|(zhì)評價

2.1 主要污染因子監(jiān)測評價結(jié)果

2.1.1 化學(xué)需氧量

化學(xué)需氧量（COD）是評價水體質(zhì)量的重要指標，由于它反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度，因此COD值可作為有機物相對含量的指標，其測值的高低直接反映了水體質(zhì)量的好壞，了解水樣中可氧化的有機物含量是極為重要的［5-8］.

2004～2008年間，海口灣近岸海域重點污染海區(qū)的COD監(jiān)測評價結(jié)果見表4.

表4 化學(xué)需氧量監(jiān)測評價結(jié)果Tab.4 Results of monitoring and assessment on COD

從表4可以看出，?？跒承阌⒐I(yè)排污口附近海域近5年COD的質(zhì)量濃度介于0.26～0.95 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于0.1 22～0.1 97之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)COD含量較低，P值較小，受到耗氧有機物的污染較小.

?？谖鬯幚韽S深水排放口附近海域近5年COD的含量介于0.21～1.35 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于0.160～0.258之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)COD較低，P值較小，受到耗氧有機物的污染較小.

龍昆溝排?？诟浇Ｓ蚪?5年 COD介于0.16～12.5mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于0.302～1.152之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)COD含量較高，明顯受到耗氧有機物的污染.該海區(qū)自2005年以來最高含量均超過II類標準，2007年COD質(zhì)量濃度高達12.5mg/L.2007年COD平均含量的單因子質(zhì)量指數(shù)超標，其余均小于1.

2..2 無機氮

水體中的營養(yǎng)鹽水平對海洋生產(chǎn)力有決定性的影響，無機氮（DIN）是浮游植物生長的必要成分之一，海水水體中N的多寡能促進或限制海洋生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)能量的轉(zhuǎn)化，也反映了有機物被利用的程度和海洋生物新陳代謝的活動規(guī)律［8］.

2004～2008年間，?？跒辰逗Ｓ蛑攸c污染海區(qū)的DIN監(jiān)測評價結(jié)果見表5.

表5 無機氮監(jiān)測評價結(jié)果Tab.5 Results of monitoring and assessment on inorganic nitrogen

從表5可以看出，?？跒辰逗Ｓ蛑攸c污染海區(qū)中，秀英工業(yè)排污口附近海域近5年DIN介于0.090～0.865 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于0.5 67～0.863之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)DIN含量較低，單因子指數(shù)均小于1.

?？谖鬯幚韽S深水排放口附近海域近5年DIN介于0.037～0.697 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于0.417～0.933之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)DIN含量較低，各年單因子指數(shù)均小于1，但是該海區(qū)2005，2006和2007年DIN的最高質(zhì)量濃度均超過了標準值.

龍昆溝排?？诟浇Ｓ蚪?5年 DIN介于0.008～0.752 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于0.763～1.337之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)DIN含量較高，單因子質(zhì)量指數(shù)僅2005年小于1，其余各年均大于1.該海區(qū)近5年最高質(zhì)量濃度均超過II類標準，平均質(zhì)量濃度僅2005年滿足二類標準其余年份均超標.

2.1.3 活性磷酸鹽

活性磷酸鹽（DIP）也是浮游植物生長的必要成分之一.它是水體氧化還原狀態(tài)的一種指示，也反映了海水中有機物被利用的程度和生物新陳代謝的活動規(guī)律［9］.

2004～2008年間，?？跒辰逗Ｓ蛑攸c污染海區(qū)的DIP監(jiān)測評價結(jié)果見表6.

表6 活性磷酸鹽監(jiān)測評價結(jié)果Tab.6 Results of monitoring and assessment on activated phosphate

從表6中可以看出，海口灣近岸海域重點污染海區(qū)中，秀英工業(yè)排污口附近海域近5年DIP介于0.003～0.088 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于0.400～0.767之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)DIP含量較低，單因子指數(shù)均小于1，但是該海區(qū)近5年DIP的最高質(zhì)量濃度均超過了二類標準.

?？谖鬯幚韽S深水排放口附近海域近5年DIP介于0.002～0.036 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于0.200～0.667之間.監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示該海區(qū)DIP含量較低，單因子指數(shù)均小于1，但是該海區(qū)2005，2006和2007年DIP的最高質(zhì)量濃度均超過了標準值.

龍昆溝排海口附近海域近 5年 DIP介于0.001～0.883 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于2.267～5.333之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)DIP含量較高，各年質(zhì)量指數(shù)均大于2.該海區(qū)近5年各年平均質(zhì)量濃度均超過II類標準，各年指數(shù)均超標2倍以上，2005年高達5倍多.

2.1.4 石油類

當(dāng)海水中石油類含量較高時，能夠降低表層海水中的日光輻射量，因而引起靠光合作用的浮游植物數(shù)量的減少.浮游植物處于海洋食物鏈的最底層，其初級生產(chǎn)力約占海洋生物總生產(chǎn)力的90％.浮游植物數(shù)量的減少，自然會引起食物鏈中其他更高環(huán)節(jié)上的生物數(shù)量的相應(yīng)減少，這樣就導(dǎo)致了整個海洋生物群落的衰退.

2004～2008年間，?？跒辰逗Ｓ蛑攸c污染海區(qū)的油類監(jiān)測評價結(jié)果見表7.

表7 石油類監(jiān)測評價結(jié)果Tab.7 Results of monitoring and assessment on petroleum

從表7中可以看出，海口灣秀英工業(yè)排污口附近海域近5年石油類含量介于0.005～0.170 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于0.540～0.880之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)石油類平均質(zhì)量濃度較低，單因子質(zhì)量指數(shù)值均小于1，能滿足二類海水水質(zhì)標準，但是該海區(qū)近5年石油類的最高質(zhì)量濃度均超過了二類標準，說明該海區(qū)已受到石油類的污染.

?？谖鬯幚韽S深水排放口附近海域近5年石油類含量介于0.002～0.036 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于0.280～0.520之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)石油類含量較低，僅2005年的最高質(zhì)量濃度超標，各年平均濃度的單因子質(zhì)量指數(shù)均小于1.

龍昆溝排海口附近海域近5年石油類含量介于0.014～3.411 mg/L之間，單因子質(zhì)量指數(shù)介于1.26～5.92之間.監(jiān)測評價結(jié)果顯示該海區(qū)石油類含量很高，單因子質(zhì)量指數(shù)均大于1，明顯受到石油類的污染.該海區(qū)近5年各年平均質(zhì)量濃度均超過第II類標準，2007年超標近6倍.

2.2 重點污染海域海水綜合質(zhì)量狀況

2004～2008年間，?？跒辰逗Ｓ蛑攸c污染海區(qū)的海水水質(zhì)綜合評價結(jié)果見表8.

表8 海口灣近岸海域重點污染海區(qū)海水水質(zhì)綜合質(zhì)量狀況Tab.8 Integrated quality status of water in iMportant pollution sea area near Haikou Bay

從表8可以看出?？跒持攸c污染海域中秀英工業(yè)排污口附近海域水質(zhì)綜合質(zhì)量指數(shù)均小于1，綜合質(zhì)量等級均為2級，水環(huán)境質(zhì)量狀況為較清潔海域，能滿足國家海水水質(zhì)第II類標準；?？谖鬯幚韽S深水排放口附近海域水質(zhì)綜合質(zhì)量指數(shù)均小于1，綜合質(zhì)量等級在2004年和2008年為1級，2005，2006和2007年為2級，水環(huán)境質(zhì)量狀況為清潔和較清潔海域，海域水環(huán)境質(zhì)量較好.

但是龍昆溝排海口附近海域綜合質(zhì)量指數(shù)均大于1，并且2004，2005和2007年綜合質(zhì)量指數(shù)均大于2，甚至高達4.462，水質(zhì)綜合質(zhì)量等級為4或5，水環(huán)境質(zhì)量常年為污染和重污染，水環(huán)境質(zhì)量狀況很差.龍昆溝排?？诟浇Ｓ虻乃|(zhì)已經(jīng)明顯受到污染.在潮汐和海流的共同作用下，龍昆溝排出的城市生活污水、地表水和臨近企業(yè)的廢水在?？跒硵U散，已經(jīng)污染了?？跒硸|側(cè)海域的海水水質(zhì)，不能達到附近功能區(qū)的基本功能要求.

2.3 重點污染海域海水質(zhì)量狀況年際變化

2004～2008年?？跒持攸c污染海域水質(zhì)單因子質(zhì)量評價和綜合質(zhì)量評價年際變化見圖2、圖3和圖4.

圖2 秀英工業(yè)排污口附近海域質(zhì)量指數(shù)年際變化Fig.2 Annual changes of water quality index in the sea water near industrial outfall of Xiuying

從圖2可以看出，秀英工業(yè)排污口附近海域2006年 COD污染指數(shù)最高為 0.197，2007年和2008年有所降低.該海區(qū)近5年DIN的污染指數(shù)有上升趨勢，而且DIP污染指數(shù)波動較大，沒有明顯的趨勢變化.該海區(qū)石油類污染指數(shù)自2005～2007年出現(xiàn)了明顯的上升趨勢，但在2008年得到控制有趨于下降趨勢.從I值可以看出，該海區(qū)水質(zhì)綜合質(zhì)量指數(shù)基本上趨于穩(wěn)定.

圖3 污水處理廠排放口附近海域質(zhì)量指數(shù)年際變化Fig.3 Annual changes of water quality index in outfall of Haikou Sewage Treatment Plant

圖4 龍昆溝排?？诟浇Ｓ蛩|(zhì)質(zhì)量指數(shù)年際變化Fig.4 Annual changes of water quality index in the sea water near estuaries of Longkun ditch

從圖3可以看出，?？谖鬯幚韽S深水排放口附近海域近5年COD污染指數(shù)基本穩(wěn)定，略趨于上升.該海區(qū)在2006年之前DIN的污染指數(shù)與2006年后比較有較明顯的下降趨勢，DIP污染指數(shù)自2007年來有明顯的下降趨勢，石油類污染指數(shù)總體上趨于下降.從I值可以看出，水質(zhì)綜合質(zhì)量指數(shù)在2007年之前一直趨于上升，之后明顯下降.

從圖4可以看出，龍昆溝排?？诟浇Ｓ蛩|(zhì)質(zhì)量指數(shù)常年居高不下，該海區(qū)COD污染指數(shù)在2007年之前略趨于上升，之后出現(xiàn)下降趨勢.DIN比較穩(wěn)定，但是無機磷和石油類波動較大，質(zhì)量指數(shù)較高，變化趨勢不明顯.從I值可以看出，該海區(qū)水質(zhì)綜合質(zhì)量指數(shù)很高，變化趨勢不明顯.

3 富營養(yǎng)化分析

?？跒辰逗Ｓ蛑攸c污染海區(qū)2004～2008年水體富營養(yǎng)化水平評價結(jié)果見表9.

表9 ?？跒辰逗Ｓ蛑攸c污染海區(qū)富營養(yǎng)化水平Tab.9 Eutrophication level in important pollution sea area near Haikou Bay

3.1 氮磷比（N/P）

氮磷比是水域現(xiàn)存氮、磷營養(yǎng)狀態(tài)的具體反映. Redfield［10］指出海水中平均N/P原子比是15∶1，與浮游生物體內(nèi)元素組成N/P大致接近.這2種元素比高于此值為磷限制，低于此值為氮限制［8，10］.從表9可以看出：秀英工業(yè)排污口附近海域N/P2004，2005和2007年小于15，N缺乏，2006年和2008年N/P比較接近于15，浮游植物的生長不存在磷限制或氮限制，在一定的水文氣象條件下存在爆發(fā)赤潮的潛在威脅.事實證明，?？跒澈Ｓ蛟?006年發(fā)生赤潮，該海區(qū)有明顯表現(xiàn).?？谖鬯幚韽S深水排放口附近海域N/P表現(xiàn)特征類似于秀英工業(yè)排污口附近海域.但是龍昆溝排海口附近海域N/P常年小于15，明顯表現(xiàn)為低氮高磷狀態(tài).圖4也可以明顯反應(yīng)該海區(qū)水體中活性磷酸鹽含量很高.

3.2 富營養(yǎng)化水平分析

富營養(yǎng)化會造成浮游生物的過度繁殖，誘發(fā)赤潮.富營養(yǎng)化指數(shù)是表征水體富營養(yǎng)化程度的指標.從表9可以看出，2004～2008年?？跒辰逗Ｓ蛑攸c污染海區(qū)中，秀英工業(yè)排污口附近海域富營養(yǎng)化水平指數(shù)E在2004，2006和2008年介于0～0.5之間，處于貧營養(yǎng)狀態(tài).2005年和2007年富營養(yǎng)化水平指數(shù)E介于0.5～1.0之間，營養(yǎng)水平適中.海口污水處理廠深水排放口附近海域富營養(yǎng)化水平指數(shù)E在2004，2005和2008年分別介于0～0.5之間，處于貧營養(yǎng)狀態(tài)；2006和2007年富營養(yǎng)化水平指數(shù)E分別介于0.5～1.0之間，營養(yǎng)水平適中.龍昆溝排?？诟浇Ｓ蛟诮?年富營養(yǎng)化水平指數(shù)E均大于3，在2007年甚至高達38.748，該海域常年處于高富營養(yǎng)化程度.

4 結(jié)論

對?？跒辰逗Ｓ蛑攸c污染海區(qū)近5年的監(jiān)測結(jié)果進行分析表明，秀英工業(yè)排污口附近海域和?？谖鬯幚韽S深水排放口附近海域水體中COD、DIN、DIP和石油類各年平均含量基本穩(wěn)定在第II類海水水質(zhì)標準內(nèi)，各年單因子質(zhì)量指數(shù)和綜合質(zhì)量指數(shù)均小于1，能夠滿足海域功能要求，海域質(zhì)量狀況表現(xiàn)為清潔或較清潔.龍昆溝排?？诟浇Ｓ蛩w中僅COD勉強能達到第II類海水水質(zhì)標準，DIN、DIP及石油類的各年單因子質(zhì)量指數(shù)和綜合質(zhì)量指數(shù)均大于1，并且常年居高不下.龍昆溝排?？诟浇Ｓ虺Ｄ晏幱谖廴净蛑匚廴緺顟B(tài)，已經(jīng)成為?？跒澄廴咀顕乐氐膮^(qū)域，并且嚴重影響著?？跒车乃h(huán)境質(zhì)量.

秀英工業(yè)排污口附近海域和海口污水處理廠深水排放口附近海域N/P均接近15，偏離不大，營養(yǎng)化水平指數(shù)E均小于1，近5年處于中營養(yǎng)化水平或貧營養(yǎng)化水平.但是，龍昆溝排海口附近海域N/P常年遠小于15，明顯表現(xiàn)為低氮高磷狀態(tài)，近5年E均大于3，常年處于高富營養(yǎng)化程度.

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責(zé)任編輯：黃 瀾

Evaluation of Water Quality Status of Coastal Water in Haikou Bay

LI Pengshan1，LIN Guoyao2，XIE Genzong1*，LI Xiang1，3，ZHANG Minghu1
（1.Institute of Geography and Tourism，Hainan Normal University，Haikou 571158，China；2.Hainan Marine Development Plan and Design Institute，Haikou 570125，China；3.Hainan Institute of Meteorological Sciences，Haikou 570203，China）

According to the survey result of water quality froM2004 to 2008 of coastal water in Haikou Bay，onemass index of water quality evaluation method，comprehensive quality index method and eutrophication level method were used to analyze and evaluate the pollution water quality status of important pollution sea area near Haikou Bay. The results shoWthat：the sea water quality near industrial outfall of Xiuying and outfall of Haikou Sewage Treatment Plant was good，which was at the level of oligotrophic during the 5 years.The sea water quality near estuaries of Longkun ditch was poor for perennial pollution，which was at the level of high eutrophication all the year round.

Haikou Bay；sea water quality；eutrophication

X 824

A

1674-4942（2010）01-0108-07