赤潮多發(fā)期岱山丁嘴門增養(yǎng)殖區(qū)海水水質(zhì)分析與評價

何東海,王曉波,朱志清,辛士河,俞海波

(國家海洋局寧波海洋環(huán)境監(jiān)測中心站 寧波 315040)

赤潮多發(fā)期岱山丁嘴門增養(yǎng)殖區(qū)海水水質(zhì)分析與評價

何東海,王曉波,朱志清,辛士河,俞海波

(國家海洋局寧波海洋環(huán)境監(jiān)測中心站 寧波 315040)

通過2008年5—9月對丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測,對該海域水質(zhì)的變化趨勢和質(zhì)量狀況進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明,該海水增養(yǎng)殖區(qū)海水綜合質(zhì)量總體上處于污染水平,富營養(yǎng)化明顯,DIN和DIP是水質(zhì)富營養(yǎng)化的主要因素,應(yīng)加強(qiáng)控制。

丁嘴門;海水養(yǎng)殖區(qū);富營養(yǎng)化

丁嘴門增養(yǎng)殖區(qū)位于浙江省岱山縣大長涂島西南端 , 其地理坐標(biāo)為 122°17′E～122°28′E,30°07′N～30°15′N。增養(yǎng)殖區(qū)水深 3～28 m, 平均18 m。丁嘴門養(yǎng)殖基地已被列為浙江省淺海養(yǎng)殖示范園區(qū)。所養(yǎng)殖的“岱衢族”大黃魚,其野生種基本滅絕,而該魚種僅適宜在岱衢洋附近生長,現(xiàn)發(fā)展獨(dú)家養(yǎng)殖。

近年來,隨著丁嘴門海域海水養(yǎng)殖業(yè)和周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,工農(nóng)業(yè)廢水 (含水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水)、生活廢水的排放量不斷增加,海域環(huán)境質(zhì)量不斷下降,生態(tài)條件持續(xù)惡化,赤潮災(zāi)害頻發(fā),使丁嘴門海水養(yǎng)殖業(yè)和生態(tài)環(huán)境遭到沉重打擊,根據(jù)海洋環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)對該養(yǎng)殖區(qū)2002—2004年的監(jiān)控資料,該養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)共發(fā)生赤潮6起,累計(jì)發(fā)生面積達(dá)240 km2,赤潮優(yōu)勢種主要為具齒原甲藻、米氏凱倫藻 (有毒)和長崎裸甲藻 (有毒)。

筆者通過對赤潮多發(fā)季節(jié)丁嘴門海域水質(zhì)的調(diào)查和分析,報(bào)道其水體氮、磷營養(yǎng)鹽以及重金屬等各種水質(zhì)要素的含量情況,并提出了控制污染的辦法和對策,為有效控制赤潮的發(fā)生和丁嘴門海區(qū)的合理開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查站位設(shè)置

在岱山嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)布設(shè)調(diào)查站位8個 (圖 1)。

圖1 岱山丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)調(diào)查站位

1.2 樣品采集和分析

2008年5—9月,每月采集養(yǎng)殖海域的水樣2次,采集表層水樣。所有樣品均嚴(yán)格按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB17378-1998)[1]和《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB12763-1991)[2]規(guī)定的方法采集、預(yù)處理及保存直至實(shí)驗(yàn)室分析測定。

監(jiān)測項(xiàng)目包括水溫、鹽度、溶解氧 (DO)、化學(xué)需氧量 (CODMn)、亞硝酸鹽氮 (NO2-N)、硝酸鹽氮 (NO3-N)、氨氮 (N H3-N)、無機(jī)磷 (DIP)、銅 (Cu)、鉛 (Pb)和鎘 (Cd)等,無機(jī)氮 (DIN)為亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和氨氮三氮之和。

1.3 海水水質(zhì)評價方法

1.3.1 水質(zhì)單因子質(zhì)量指數(shù)評價法

各評價因子的污染指數(shù)評價公式[3]為

式中:Ci為各評價因子的實(shí)測濃度;Csi為各評價因子的評價標(biāo)準(zhǔn)值;Pi為各評價因子的污染指數(shù)。

水質(zhì)綜合質(zhì)量指數(shù)評價公式[3]為

1.3.2 水質(zhì)綜合質(zhì)量指數(shù)法

式中:Pi為各評價因子的污染分指數(shù);Wi為評價參數(shù)的權(quán)重系數(shù);K為評價參數(shù)的數(shù)目;Qi為水質(zhì)綜合質(zhì)量指數(shù)。

1.3.3 評價標(biāo)準(zhǔn)、權(quán)重系數(shù)與質(zhì)量等級

采用《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB3097-1997)[4],各評價因子的權(quán)重系數(shù)參考姚煒民等[5]對洞頭縣重點(diǎn)養(yǎng)殖海域水質(zhì)評價因子的權(quán)重系數(shù)值,根據(jù)筆者實(shí)際情況稍做調(diào)整,水質(zhì)單因子質(zhì)量和綜合質(zhì)量等級劃分見表1。

表1 丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)單因子質(zhì)量和綜合質(zhì)量等級劃分

1.3.4 營養(yǎng)水平評價方法

營養(yǎng)水平評價公式[6-7]為

式中:E為營養(yǎng)水平指數(shù),其營養(yǎng)水平分級見表2;CCOD、CDIN、CDIP分別為化學(xué)需氧量、無機(jī)氮和無機(jī)磷的測定值,單位為mg·L-1。

表2 水質(zhì)營養(yǎng)水平評價分級

2 赤潮多發(fā)季節(jié)海水中評價因子含量的分布狀況

岱山縣丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)赤潮多發(fā)季節(jié)在各月份海水中的各項(xiàng)評價因子濃度范圍見表3。

(1)p H值平均值為8.09,每個月份變化不大,測定的值均符合漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表3 丁嘴門增養(yǎng)殖區(qū)各月份海水中各評價因子含量范圍

(2)鹽度平均值為27.95。5—8月變化不大,而9月鹽度較其他月份低,可能是由于9月海域附近及周邊島嶼雨水較為充足,受雨水和地表徑流的影響所致。

(3)溶解氧的平均值為7.34 mg/L,7月和8月的含量較5月、6月和9月低,溶解氧含量與水溫有關(guān),水溫上升會導(dǎo)致水中溶解氧含量的下降,由于該海區(qū)7月和8月的水溫較高,所以導(dǎo)致水體中溶解氧下降。

(4)化學(xué)需氧量濃度平均值為0.635 mg/L,各月份差別較大,5月COD含量最低為0.181 mg/L,6月含量最高為1.379 mg/L,其他月份在0.433～0.617 mg/L,相對差異較小。6月含量偏高,可能與海域附近地區(qū)在該月份排入的工業(yè)污水、生活污水較多有關(guān)。

(5)無機(jī)氮濃度平均值為0.721 mg/L。5月和6月含量分別為0.652 mg/L、0.658 mg/L,較7月、8月和9月低 (7月、8月和9月的含量分別為0.717 mg/L、0.798 mg/L、0.778 mg/L)。

(6)無機(jī)磷平均值為0.022 mg/L。除8月含量較高0.034 mg/L,7月含量較低為0.016 mg/L外,其他各月份之間差別不大。

(7)重金屬 (鉛、鎘、銅)平均含量分別為1.21μg/L、0.201μg/L和3.67μg/L,各月份含量相差很小。

3 海水水質(zhì)評價

為了判斷岱山縣丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)的海水質(zhì)量狀況,以及對主要污染物和主要污染類型進(jìn)行了解,采用單因子質(zhì)量指數(shù)法和綜合質(zhì)量指數(shù)法對表4中所列的7項(xiàng)因子進(jìn)行評價,評價結(jié)果見表5和表6。

表4 丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)和評價因子的權(quán)重系數(shù)

表5 丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)海水單因子質(zhì)量評價

表6 丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)綜合質(zhì)量狀況與營養(yǎng)水平

在評價的7項(xiàng)因子中,重金屬鉛、鎘、銅各月份均保持清潔、相對清潔水平,該海域海水中重金屬含量較低,能完全符合養(yǎng)殖水體的海水水質(zhì)要求。COD和溶解氧個別月份出現(xiàn)了輕污染的狀況,其他月份則水質(zhì)狀況良好,均為清潔、較清潔水平。無機(jī)氮和無機(jī)磷的含量相對偏高,無機(jī)磷7月和8月為重污染,其他月份處于輕污染和污染水平。污染最為嚴(yán)重的是無機(jī)氮,它的含量各月份均處于重污染水平。

岱山縣丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)8月綜合質(zhì)量指數(shù)最高,達(dá)0.93,其他月份綜合指數(shù)差別不大 ,在0.7 0的水平,但也處在較高的水平,總體來講,赤潮多發(fā)期丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)的水質(zhì)處于污染水平。6月和8月營養(yǎng)水平最高,E值分別達(dá)到4.03和3.41,處于高富營養(yǎng)化水平;7月和9月的 E值分別為1.57、1.65,處于富營養(yǎng)化水平;5月營養(yǎng)水平最低,E值為0.47,處于貧營養(yǎng)水平。

丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)海水水質(zhì)的高營養(yǎng)化的原因主要體現(xiàn)在兩個方面:一方面,岱山丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)是國內(nèi)唯一“岱衢族”大黃魚網(wǎng)箱基地?；仞B(yǎng)殖面積353.3 hm2,而且同時在淺水及灘涂養(yǎng)殖貝類246.7 hm2,大面積的養(yǎng)殖產(chǎn)生大量的養(yǎng)殖廢水;另一方面,當(dāng)?shù)卣诖罅Πl(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖的基礎(chǔ)上,進(jìn)行整體開發(fā)該養(yǎng)殖區(qū)周邊島嶼的休閑旅游業(yè),使周邊島嶼排向該海域的生活污水大大增加。養(yǎng)殖廢水和生活廢水中含有大量的氮、磷化合物,致使水體中氮、磷含量升高,從而導(dǎo)致水體營養(yǎng)水平的升高。為確保丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)的可持續(xù)發(fā)展,一是必須控制削減陸源污染的源頭;二是必須控制和減少水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)自身的污染源;三是調(diào)整養(yǎng)殖布局,養(yǎng)殖結(jié)構(gòu),降低污染影響風(fēng)險(xiǎn),科學(xué)養(yǎng)殖,提高養(yǎng)殖區(qū)自身的污染自凈能力。

4 結(jié)束語

(1)岱山縣丁嘴門增養(yǎng)殖區(qū)海水水質(zhì)綜合質(zhì)量總體上處于污染水平,其中以8月的污染水平最為嚴(yán)重,其他月份基本處于輕污染稍高的水平。

(2)無機(jī)氮是污染最為嚴(yán)重的污染因子,其污染狀況在赤潮多發(fā)季節(jié)的每個月份都達(dá)到了重污染水平,磷酸鹽含量個別月份也達(dá)到了重污染的水平,其他污染因子含量都較低,處于清潔、較清潔的水平。DIN和DIP是造成水體富營養(yǎng)化的主要因子,要降低富營養(yǎng)化水平必須加強(qiáng)控制,削減氮、磷輸入量。

(3)總體來講,丁嘴門海水增養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)已處于富營養(yǎng)化和高富營養(yǎng)化的水平,近幾年來,赤潮災(zāi)害增多,污染日趨嚴(yán)重,已成為養(yǎng)殖生態(tài)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),應(yīng)采取有力措施減少污染,保證該海域水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

[1] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB17378-2007海洋監(jiān)測規(guī)范[S].2007.

[2] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB12763-2007海洋調(diào)查規(guī)范[S].2007.

[3] 酈桂芳.環(huán)境質(zhì)量評價[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1989.

[4] 國家環(huán)境保護(hù)局,國家技術(shù)監(jiān)督局.GB3097-1997海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[S].1997.

[5] 姚煒民,蔡圣偉,郜鈞章.洞頭縣重點(diǎn)養(yǎng)殖海域水質(zhì)監(jiān)測及分析[J].海洋通報(bào),2005,24(5):92-96.

[6] 姚云,沈志良.水域富營養(yǎng)化研究進(jìn)展[J].海洋科學(xué),2005,29(2):53-57.

[7] 姜太良.萊州灣西南部水環(huán)境的狀況與評價[J].海洋通報(bào),1991,10(2):19-21.