膠州灣水質(zhì)及主要營養(yǎng)鹽季節(jié)性變化分析

王艷玲，汪進生，安文超

（青島市環(huán)境監(jiān)測中心站，山東青島266003）

膠州灣水質(zhì)及主要營養(yǎng)鹽季節(jié)性變化分析

王艷玲，汪進生，安文超

（青島市環(huán)境監(jiān)測中心站，山東青島266003）

于2010年4個季度對膠州灣水質(zhì)進行了調(diào)查，根據(jù)單因子污染指數(shù)法，利用計算機軟件繪制了水質(zhì)分區(qū)圖，分析了膠州灣水質(zhì)的最新狀況及不同季節(jié)的水質(zhì)變化情況，同時對膠州灣主要營養(yǎng)鹽無機氮和活性磷酸鹽的變化進行了分析。調(diào)查結(jié)果顯示，2010年膠州灣水質(zhì)定性評價為差，無機氮和活性磷酸鹽的平均濃度分別為0.393 mg/L、0.018 mg/L，高值區(qū)主要分布在膠州灣東北角，無機氮和活性磷酸鹽的平均濃度及空間分布隨著季節(jié)的變化而呈現(xiàn)了一定的變化。

膠州灣；水質(zhì)；無機氮；活性磷酸鹽；變化趨勢

膠州灣位于山東半島南部，是中國北方典型的半封閉性海灣。膠州灣具有非常優(yōu)越的自然條件，在推動青島市經(jīng)濟發(fā)展中具有重要作用，同時膠州灣也是科學工作者關注和研究的對象[1～2]。研究調(diào)查工作是在青島市“環(huán)灣保護，擁灣發(fā)展”戰(zhàn)略和山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)建設全面啟動的情況下，為掌握膠州灣水質(zhì)的最新狀況及變化趨勢，更好地推動環(huán)灣區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展而開展的。該調(diào)查時間為2010年一個年度，每季度各進行一次調(diào)查，調(diào)查點位39個，調(diào)查項目為氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、活性磷酸鹽和葉綠素a等33項，根據(jù)調(diào)查結(jié)果重點探討了2010年膠州灣水質(zhì)狀況及主要營養(yǎng)鹽無機氮和活性磷酸鹽的季節(jié)變化趨勢，旨在為膠州灣的水環(huán)境保護提供科學依據(jù)。

1 采樣與分析

1.1 采樣點位與頻次

根據(jù)《近岸海域環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》（HJ 442-2008）[3]，利用網(wǎng)格法進行布點，點位密度為1個/10 km2，并在河口處適當加密，共布設39個點位。膠州灣點位分布見圖1。

圖1 膠州灣監(jiān)測點位分布

1.2 監(jiān)測項目與方法

監(jiān)測項目有化學需氧量、懸浮物、pH、石油類、活性磷酸鹽、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、氨氮等共計33項。上述化學項目的測定方法按照《水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版）》進行[4]。

1.3 評價標準

《海水水質(zhì)標準》（GB 3097-1997）。

1.4 評價方法

點位評價采用單因子污染指數(shù)法，即某個監(jiān)測點的全部水質(zhì)評價指標（一次監(jiān)測值或多次監(jiān)測的算術平均值）均符合一類海水標準，即為一類海水；若其中一項或幾項評價指標超過一類海水標準但不超過二類標準的，為二類海水[5]。

總體水質(zhì)類別評價結(jié)果以百分比表示，按不同類別點位數(shù)計算或按不同類別面積計算得出[6]。其中按點位計算，是以某一類別的監(jiān)測點位數(shù)與監(jiān)測總點位數(shù)的比值來表示；按面積計算，是以達到某一類別水質(zhì)標準的海域面積占監(jiān)測海域總面積的比值來表示[7]。

2 監(jiān)測結(jié)果

2.1 2010年膠州灣水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

根據(jù)年均監(jiān)測結(jié)果，運用計算機軟件繪制了2010年膠州灣內(nèi)不同水質(zhì)類別面積分布圖（圖2）。

從圖中可以看出，膠州灣水質(zhì)基本呈條帶狀分布，自灣口向北至灣中心海域為一類水質(zhì)，占膠州灣面積的31.9%；二類水質(zhì)分布在中心大片水域以及黃島前灣口，占膠州灣面積的25.3%；三類水質(zhì)地區(qū)面積占膠州灣面積的11.7%，主要分布在大沽河入?？谝约岸惡Ｓ蛞员?；四類水質(zhì)海域面積占膠州灣面積的7.4%，分布于劣四類和三類水質(zhì)海域之間；灣北部近岸海域水質(zhì)均為劣四類，東北部自李村河口到墨水河口一線也為劣四類，占膠州灣面積的23.7%。

圖2 2010年膠州灣內(nèi)水質(zhì)類別分布

2.2 膠州灣水質(zhì)變化趨勢分析

2010年監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，膠州灣水質(zhì)有如下變化規(guī)律：

2.2.1 劣四類海域面積有所增加

4期監(jiān)測中，（2010年3月、5月、8月、10月）膠州灣內(nèi)劣四類海域面積比例分別為14.0%、14.6%、22.2%和31.3%。劣四類海域自墨水河、樓山河口附近海域不斷向西南方向移動，至2010年8月，膠州灣灣底北部海域水質(zhì)已全部為劣四類。

2.2.2 三類和四類海域面積不斷減小

2010年3月的監(jiān)測中，三類和四類海域面積比例達到44.2%，至2010年10月，面積比例已僅為11.5%[8]。

2.2.3 膠州灣西岸近岸海域自大沽河口至灣口水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)

大沽河口附近海域水質(zhì)有明顯改善，水質(zhì)類別最初為四類，目前為二類；黃島以南海域水質(zhì)類別由二類已逐步向一類過渡。

2010年膠州灣4個水期水質(zhì)分布見圖3～6，膠州灣海水水質(zhì)分級見表1。

2.3 2010年無機氮分布狀況

2010年膠州灣海域無機氮年均值為0.393 mg/L，超過海水水質(zhì)二類標準。由圖7可見，低值區(qū)位于膠州灣中心及以南海域，高值區(qū)位于連接東岸李村河口和西岸大沽河口以北海域，最高值出現(xiàn)在墨水河2號，濃度為1.387 mg/L。

圖3 2010年3月膠州灣水質(zhì)類別分布

圖4 2010年5月膠州灣內(nèi)水質(zhì)類別分布

圖5 2010年8月膠州灣內(nèi)水質(zhì)類別分布

圖6 2010年10月膠州灣內(nèi)水質(zhì)類別分布

2.4 無機氮變化趨勢

2010年4期監(jiān)測結(jié)果顯示，灣內(nèi)無機氮平均濃度呈上升趨勢。2010年10月平均濃度達0.612 mg/L，同比增加122.5%。從各期分布（圖8～11）可以看出，無機氮的空間分布隨著季節(jié)的變化發(fā)生了一定變化，3月和5月無機氮的高值區(qū)主要位于膠州灣東北角，8月和10月無機氮高值區(qū)不斷擴展至連接東岸海泊河口和西岸大沽河口以北的海域。從無機氮平均濃度來看，5月份無機氮平均濃度最低，其次為3月和8月，超無機氮二類標準的水域主要分布在膠州灣北部、東部沿岸及大沽河口附近[9]。

表1 膠州灣海水水質(zhì)分級

圖7 2010年膠州灣無機氮濃度分布

圖8 2010年3月膠州灣無機氮濃度分布

圖9 2010年5月膠州灣無機氮濃度分布

圖10 2010年8月膠州灣無機氮濃度分布

圖11 2010年10月膠州灣無機氮濃度分布

2.5 2010年活性磷酸鹽分布狀況

2010年，膠州灣海域活性磷酸鹽平均濃度為0.019 mg/L，超過一類海水水質(zhì)標準。由圖12可見，墨水河河口、婁山河河口、大沽河河口北部海域濃度較高，最高值位于婁山河2號，濃度為0.064 mg/L。

圖12 2010年膠州灣活性磷酸鹽濃度分布

2.6 活性磷酸鹽變化趨勢

2010年4期監(jiān)測結(jié)果顯示，從2010年3月起活性磷酸鹽濃度呈上升趨勢，但均低于2009年10月的0.024mg/L，以3月濃度最低，為0.012mg/L。從季節(jié)變化來看，枯水期（3月、5月）以墨水河口和大沽河口北岸為活性磷酸鹽的高值區(qū)；豐水期（8月）以墨水河河口、婁山河河口、大沽河口北岸為高值區(qū)；平水期（10月）活性磷酸鹽高值主要分布在墨水河河口、婁山河河口、李村河河口等膠州灣東部沿岸。各期分布見圖13～16。

圖13 2010年3月膠州灣活性磷酸鹽濃度分布

圖14 2010年5月膠州灣活性磷酸鹽濃度分布

圖15 2010年8月膠州灣活性磷酸鹽濃度分布

圖16 2010年10月膠州灣活性磷酸鹽濃度分布

2010年4期監(jiān)測結(jié)果顯示，活性磷酸鹽濃度總體呈上升趨勢，由3月的0.012 mg/L上升為10月份的0.019 mg/L。從季節(jié)變化來看，3月高值區(qū)主要分布在墨水河、海泊河和大沽河入?？诟浇Ｓ颍?月和8月活性磷酸鹽分布區(qū)域相近，高值區(qū)主要分布在膠州灣東北角和大沽河河口區(qū)；10月高值區(qū)主要分布在李村河和樓山河河口區(qū)。3月活性磷酸鹽濃度最低，其次為5月和10月，8月活性磷酸鹽濃度最高。

3 結(jié)論及分析

2010年膠州灣總體水質(zhì)為差，二類及以上水質(zhì)所占比例為57.2%，四類及以下水質(zhì)所占比例為31%，水質(zhì)較差的區(qū)域主要分布在灣北部。從季節(jié)變化來看，膠州灣水質(zhì)在第二季度（5月）水質(zhì)最好，二類及以上水質(zhì)所占比例大于70%，其次為第三季度（8月）水質(zhì)較好，第一季度（3月）水質(zhì)最差。從空間分布來看，無機氮和活性磷酸鹽的高值區(qū)主要分布在膠州灣東北角海域。從季節(jié)變化來看，無機氮平均濃度在5月最低，在10月最高；活性磷酸鹽在3月和5月較低，在8月最高。

膠州灣水質(zhì)主要受兩方面因素的影響：一是環(huán)膠州灣點源和面源的影響。2010年青島市環(huán)境監(jiān)測中心站的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，主要入灣河流有8條，其中較大的河流為大沽河和墨水河，直排膠州灣的污水處理廠有6家，直排海企業(yè)（日排廢水在100 t以上）有21家。2010年直排海污染源排入膠州灣的廢水總量為177347.4萬t，三類監(jiān)測對象中，入海河流是陸源污染物進入膠州灣的最主要途徑，COD和氨氮的排放比例分別達到92.5%和82.1%，其次為污水處理廠，直排海企業(yè)所占比例很小，幾乎可忽略不計。面源污染物也是影響膠州灣水質(zhì)的一個重要因素，但目前尚沒有明確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。二是膠州灣的自然地理條件也對其水質(zhì)狀況產(chǎn)生了影響。膠州灣口窄內(nèi)寬，面積446 km2，為伸入內(nèi)陸的半封閉性海灣，膠州灣特殊的地理條件導致灣北部水體交換能力差，有研究發(fā)現(xiàn)，整個膠州灣平均水體存留時間為71 d，平均半交換時間為25 d，灣東北部為弱交換區(qū)，水體存留時間超過80 d[10]。

[1]孫耀，陳聚法，張友篪.膠州灣海域營養(yǎng)狀況的化學指標分析[J].海洋環(huán)境科學，1993，12（Z1）：25-31.

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[3]環(huán)境保護部.HJ 442-2008近岸海域環(huán)境監(jiān)測規(guī)范[S].北京：中國環(huán)境科學出版社，2008.

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Analysis on Water Quality and Seasonal Changes of Major Nutrients in Jiaozhou Bay

Wang Yanling,Wang Jinsheng,An Wenchao
（Environmental Protection and Monitoring Center Station of Qingdao City,Qingdao Shandong 266003,China）

In the four quarters of 2010，Jiaozhou bay water quality was investigated.This paper analyzed the latest water quality changes in different seasons and the changes of Jiaozhou Bay major nutrient salt：inorganic nitrogen and active phosphate.The investigation showed that Jiaozhou bay water qualitative evaluation of 2010 was poor，the average concentration of inorganic nitrogen and phosphate was 0.393 mg/L and 0.018 mg/L respectively，high value zones were mainly distributed in the northeast corner of the Jiaozhou bay，the average concentration and spatial distribution of inorganic nitrogen and phosphate was different in different seasons，and was dynamic.

Jiaozhou bay；water quality；inorganic nitrogen；active phosphate；variation trend

X55

A

1008-813X（2012）03-0050-05

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.03.015

2012-04-11

王艷玲（1971-），女，山東濰坊人，畢業(yè)于中國海洋大學生態(tài)學專業(yè)，碩士，工程師，主要從事海洋生態(tài)監(jiān)測工作。