2011年三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)水環(huán)境質(zhì)量評價

馬祖友,夏永健,石志洲,徐炳旭,覃 寶,朱 峰

(國家海洋局閩東海洋環(huán)境監(jiān)測中心站 寧德 352100)

2011年三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)水環(huán)境質(zhì)量評價

馬祖友,夏永健,石志洲,徐炳旭,覃 寶,朱 峰

(國家海洋局閩東海洋環(huán)境監(jiān)測中心站 寧德 352100)

文章對2011年三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的水質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)進行了分析評價,并在結(jié)合20世紀(jì)80年代以來的歷史調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行比較,比較結(jié)果表明:三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的較高水溫、穩(wěn)定的鹽度和適合的p H有利于漁業(yè)養(yǎng)殖;溶解氧、化學(xué)耗氧量和油類均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),較小的年際變化不會對海水養(yǎng)殖帶來大的影響;無機氮和活性磷酸鹽含量超二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),呈富營養(yǎng)化狀態(tài);重金屬含量均滿足二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但近20年來銅含量正逐年增加,應(yīng)嚴(yán)格控制營養(yǎng)鹽和重金屬物質(zhì)進入海洋,防止赤潮發(fā)生。

三沙灣;水環(huán)境;富營養(yǎng)化;評價

三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)位于福建省東北部沿海,是我國典型的近海封閉型的海灣,西北側(cè)有賽江、霍童溪等中小河溪注入,僅東南方經(jīng)東沖口與東海相通,咸淡水交混,營養(yǎng)鹽豐富,具有獨特的海洋生態(tài)環(huán)境,是全國唯一的內(nèi)灣性大黃魚產(chǎn)卵場及最大的海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖基地。近年來,由于人為的過度捕撈和生活污水、工業(yè)廢水排放以及涉漁工程等不利因素的影響,導(dǎo)致了增養(yǎng)殖區(qū)的環(huán)境發(fā)生了較大變化,富營養(yǎng)化問題日趨嚴(yán)重,赤潮也時有發(fā)生,導(dǎo)致魚類種類組成結(jié)構(gòu)及其優(yōu)勢種發(fā)生了變化,引起了眾多學(xué)者的關(guān)注[1-4]。

本研究通過對2011年的環(huán)境調(diào)查結(jié)果進行分析評價,對于掌握水質(zhì)現(xiàn)狀及其變化趨勢、進行海洋環(huán)境保護和水產(chǎn)養(yǎng)殖健康的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,也為海域功能區(qū)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和處理

2011年在三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)共布設(shè)7個站位,對水環(huán)境各項目進行采樣監(jiān)測 (圖1)。監(jiān)測項目的采樣和處理方法依據(jù) 《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T12763-2007)和《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB17378-2007)進行。

圖1 三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)調(diào)查站位

1.2 監(jiān)測項目與測定方法

水質(zhì)監(jiān)測項目分別為水溫、鹽度、p H、化學(xué)需氧量、溶解氧、無機氮、活性磷酸鹽 (簡稱磷酸鹽)、石油類、總汞、鎘、鉛、銅、砷,其監(jiān)測和分析方法按照 《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB17378.4-2007)測定進行。

2 環(huán)境質(zhì)量評價

2.1 單因子污染指數(shù)法

根據(jù)海水增養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測技術(shù)規(guī)程 (國家海洋局2002年4月),海水增養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)評價采用GB3097的第二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

評價方法采用單因子污染指數(shù)法 (測定值與評價標(biāo)準(zhǔn)值的比值)和綜合評價指數(shù)法。

2.2 富營養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)

富營養(yǎng)化狀態(tài)采用富營養(yǎng)化指數(shù)法進行評價,一般當(dāng)E≥1就可視為富營養(yǎng)化。E越大,則富營養(yǎng)化程度越高。E計算公式為

3 結(jié)果與討論

3.1 水溫、鹽度與p H

全年水溫年均值為25.4℃,鹽度均值27.65,p H均值7.96。一般來說,水溫在25℃～27℃、p H在7.9～8.2比較適合養(yǎng)殖生物生長;而鹽度會間接影響生物的生物代謝和滲透壓等,因此不能過高也不能過低,且需要保持穩(wěn)定[5-9]。由表1可知,近年來三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)水溫逐漸升高,p H有所降低,鹽度則保持了相對穩(wěn)定,基本都處在養(yǎng)殖生物最適生長的范圍內(nèi),因此該海域的水溫、鹽度、p H適合漁業(yè)養(yǎng)殖。

表1 三沙灣水環(huán)境歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)比較[3,10-11]

3.2 溶解氧、化學(xué)耗氧量和油類

三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的溶解氧、化學(xué)耗氧量和油類的單項評價指數(shù)范圍為0.17～0.81,綜合評價指數(shù)為0.47,均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)20世紀(jì)80年代以來的歷史調(diào)查數(shù)據(jù)[3],三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)化學(xué)需氧量變化較小,溶解氧含量逐年緩慢降低,油類除2005年較高外,其余年份也相對變化較小,不會對海水養(yǎng)殖帶來較大的影響。

3.3 營養(yǎng)鹽

三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的無機氮和活性磷酸鹽的單項質(zhì)量指數(shù)分別為1.28和1.43,均超過二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從三沙灣的地理環(huán)境看,腹大口小的半封閉型的海灣特點決定了其水體交換能力弱;另外由于近年來人類劇烈的海洋開發(fā)活動導(dǎo)致大量的營養(yǎng)鹽進入到海域,再加上灣內(nèi)海水養(yǎng)殖規(guī)模巨大,素有 “海上漁城”之稱,使得海水中氮、磷超養(yǎng)殖海水標(biāo)準(zhǔn),極易引起近岸水體富營養(yǎng)化,引發(fā)赤潮,影響漁業(yè)養(yǎng)殖。

富營養(yǎng)化是水體衰老的一種表現(xiàn),隨著有機物質(zhì)和營養(yǎng)鹽的不斷輸入,當(dāng)其含量超過該生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力時,水體就出現(xiàn)富營養(yǎng)化。一般認(rèn)為,造成海區(qū)富營養(yǎng)化的主要營養(yǎng)物質(zhì)是氮、磷[12]。本研究根據(jù)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù) (E)的大小來表示該水域的富營養(yǎng)化狀況[13]。

根據(jù)表2的監(jiān)測結(jié)果,計算得三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的富營養(yǎng)化指數(shù)E值為1.85,即水質(zhì)已經(jīng)呈富營養(yǎng)化狀態(tài)。從表1可知,三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)在2000年、2000年—2006年均出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象,海水中的氮和磷濃度在過去30年中分別增加了1.4倍和3.3倍,而化學(xué)需氧量變化不大 (圖2),因此應(yīng)嚴(yán)格控制三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的營養(yǎng)鹽輸入,同時調(diào)整養(yǎng)殖的規(guī)模、品種和布局,保持生態(tài)平衡和養(yǎng)殖均衡,緩解富營養(yǎng)化的程度,避免養(yǎng)殖海域赤潮發(fā)生。

圖2 三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)營養(yǎng)鹽和COD年際變化

表2 三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計

3.4 重金屬

重金屬具有來源廣、殘毒時間長和富集性,污染后難于發(fā)現(xiàn)和恢復(fù),對水生生物和人體健康有較大的負面影響。水體中的部分重金屬離子 (如銅、錳、鉻)在濃度適量時還對赤潮生物的生長有生長促進作用,引發(fā)赤潮[14]。

三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)的總汞、鎘、鉛、銅和砷的均值分別為0.09μg/L、0.14μg/L、0.89μg/L、3.75μg/L和0.006 mg/L。從表1可知,近20年來,銅含量逐年增加,90年代初為0.71μg/L, 2011年則達到了3.75μg/L,增加了5倍;而鎘和鉛的含量則表現(xiàn)為先增加再降低,總體變現(xiàn)為升高趨勢(圖3)。

總體來看,各重金屬的單項質(zhì)量指數(shù)變化范圍為0.03～0.45,綜合評價指數(shù)為0.25,均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)營養(yǎng)鹽和COD年際變化

4 結(jié)論

(1)三沙灣增養(yǎng)殖區(qū)有較高水溫、穩(wěn)定的鹽度和適合的p H,雖然近年來均有所變化,但仍有利于漁業(yè)養(yǎng)殖。

(2)溶解氧、化學(xué)耗氧量和油類均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其相對較小的年際變化不會對海水養(yǎng)殖帶來較大的影響。

(3)海水中無機氮和活性磷酸鹽含量超二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),呈富營養(yǎng)化狀態(tài);重金屬含量均符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但近20年來銅含量正逐年增加,應(yīng)嚴(yán)格控制營養(yǎng)鹽和重金屬物質(zhì)進入海洋,防止赤潮發(fā)生。

[1] 蔡玉婷.三沙灣生態(tài)環(huán)境及水產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量的研究[J].福建水產(chǎn),2004(2):49-55.

[2] 黃標(biāo),錢魯閩,劉家富.福建三都澳水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)氮磷含量及潛在富營養(yǎng)化程度分析[J].臺灣海峽, 2002,21(4):411-415.

[3] 劉家富,鄭欽華,陳洪清,等.三沙灣的水質(zhì)狀況[J].臺灣海峽,2003,22(2):201-204.

[4] 蔡清海,杜琦,錢小明,等.福建省三沙灣海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價[J].海洋學(xué)報,2007,29(2): 156-160.

[5] 胡譯勻.鹽度和溫度對扇貝生長的影響實驗[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(10):189.

[6] 章征忠,張兆琪,董雙林,等.p H、鹽度、堿度對淡水養(yǎng)殖種類影響的研究進展[J].中國水產(chǎn)科學(xué), 1999,6(4):95-99.

[7] 曹伏君,劉志剛,羅正杰.海水鹽度、溫度對文蛤稚貝生長及存活的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2009,20 (10):2545-2550.

[8] 陳堅,邊平江.低鹽度對日本對蝦養(yǎng)殖的影響[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,1994(4):289-292.

[9] 關(guān)志安,茅志英.長江口低鹽度海水對蝦養(yǎng)殖初探[J].水產(chǎn)科技情報,1987(2):14.

[10] 石寧,徐建輝.三沙灣水環(huán)境趨勢分析[EB/OL]. (2008-04-16)[2012-07-14].http://www. paper.edu.cn.

[11] 蔡海清.福建三沙灣海洋生態(tài)環(huán)境研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2007,32(6):101-105.

[12] 國家海洋局教育司.海洋環(huán)境保護與監(jiān)測[M].北京:海洋出版社,1998:38-39.

[13] 鄒景忠,董麗萍,秦保平,等.渤海灣富營養(yǎng)化和赤潮的初步探討[J].海洋科學(xué),1983,4(2):41-54.

[14] 國家海洋局第三海洋研究所.廈門港赤潮調(diào)查論文集[C].北京:海洋出版社,1993:1-150.