浙江椒江海域夏季水環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)分析

張興林，吳智清，戴開(kāi)友

（國(guó)家海洋局溫州海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，浙江溫州 325013）

海洋是人類生命的搖籃，也是人類社會(huì)生活的巨大資源寶庫(kù)，目前海洋問(wèn)題已成為全球沿海國(guó)家和地區(qū)高度關(guān)注和重要問(wèn)題。海洋環(huán)境和資源已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，保護(hù)海洋環(huán)境、維護(hù)海洋生態(tài)健康已成為海洋可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之一。近年來(lái)，隨著臺(tái)州經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，近海生產(chǎn)活動(dòng)激增，大量工業(yè)廢水和生活污水注入海中，導(dǎo)致椒江口及鄰近海域水環(huán)境污染較為嚴(yán)重、局部海域水質(zhì)惡化，赤潮頻發(fā)，影響了海洋經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、健康發(fā)展。為了有效緩解椒江口及鄰近海域的污染壓力，臺(tái)州市逐漸開(kāi)始椒江沿岸重污染企業(yè)的搬遷工作，根據(jù)臺(tái)州市海洋環(huán)境公報(bào)顯示，椒江沿岸主要排污口入海污染物總量由2005的1.4萬(wàn)t，降至2011年的0.7萬(wàn)t，可以看出入海污染物總量得到的一定程度的緩解，但隨著城市的規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市生活以及工業(yè)生產(chǎn)的密集型發(fā)展，椒江口海域的水環(huán)境質(zhì)量狀況仍然沒(méi)有明顯的減輕趨勢(shì)。

目前，國(guó)內(nèi)主要港灣、河口的水環(huán)境質(zhì)量分布特征已作相關(guān)研究報(bào)道，如：全為民等[1]研究了長(zhǎng)江口及鄰近水域富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)，張健等[2]對(duì)杭州灣豐水期主要污染因子的分布變化及成因進(jìn)行分析等。江錦花等[3]對(duì)椒江口海域重金屬含量分布及在沉積物和生物體中的富集進(jìn)行了詳細(xì)的分析，但對(duì)椒江海域水環(huán)境質(zhì)量的分析目前尚未相關(guān)報(bào)道。本文基于多年調(diào)查資料，綜合分析椒江海域水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)，并從污染來(lái)源、水動(dòng)力影響兩個(gè)角度，對(duì)主要超標(biāo)物質(zhì)的時(shí)空分布和變化趨勢(shì)進(jìn)行成因分析提出環(huán)境保護(hù)管理對(duì)策和建議。

1 采樣與方法

1.1 樣品采集

2008-2011年，在椒江海域布設(shè)19個(gè)站位（圖1），對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)時(shí)間選擇在每年夏季（8月），監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：pH、鹽度、DO、CODMn、亞硝酸鹽、硝酸鹽、氨氮、活性磷酸鹽、油類、鉛、鎘、汞、砷等。

1.2 方法

水質(zhì)采樣和分析方法根據(jù)GB 17378.3-2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》[4]要求進(jìn)行，評(píng)價(jià)方法采用單因子污染指數(shù)法：

式中：Pi—i評(píng)價(jià)因子（不包括 pH、DO）的污染指數(shù)值；Ci—i評(píng)價(jià)因子的平均濃度（mg/L）；Si—i評(píng)價(jià)因子的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值（mg/L）。

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[5]（GB3097-1997）二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

圖1 監(jiān)測(cè)站位圖Fig.1 Sampling stations

表1 水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Water quality evaluation and standards

2 結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)

采用單因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法，對(duì)2008-2011年監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，椒江海域各測(cè)站主要超標(biāo)物質(zhì)有：活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮和油類，超標(biāo)率分別為52.6%、47.4%和36.8%。個(gè)別測(cè)站pH、DO超標(biāo)，其余各項(xiàng)指標(biāo)均符合二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)椒江海域地理分布和自然環(huán)境特點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)資料，對(duì)椒江口、臺(tái)州灣和大陳海域進(jìn)行評(píng)價(jià)，椒江口海域選取J01～J03測(cè)站，臺(tái)州灣海域選取J04～J10測(cè)站，大陳海域選取J11～J19測(cè)站。

表2 2008－2011年水質(zhì)平均污染指數(shù)統(tǒng)計(jì)表Tab．2 Water quality of the average pollution index tables from 2008 to 2011

（1）無(wú)機(jī)氮

2008－2011年椒江海域無(wú)機(jī)氮含量為 0．108～2．047 mg/L，平均 0．739 mg/L。其中椒江口海域無(wú)機(jī)氮含量為0．561～2．047 mg/L，平均 0．143 3 mg/L，全部測(cè)站劣于四類海水標(biāo)準(zhǔn)；臺(tái)州灣海域無(wú)機(jī)氮含量為 0．193～1．422 mg/L，平均 0．564 mg/L，53．7%的測(cè)站劣于四類海水標(biāo)準(zhǔn)；大陳海域無(wú)機(jī)氮含量為0．108～0．348 7 mg/L，平均 0．219 mg/L，13．9%的測(cè)站劣于二類海水標(biāo)準(zhǔn)，但均未超三類標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)機(jī)氮含量等值線分布如圖2。

由圖2可見(jiàn)，無(wú)機(jī)氮含量在空間分布上呈現(xiàn)明顯的河口區(qū)特點(diǎn)，由近岸向外海遞減，即椒江口海域＞臺(tái)州灣海域＞大陳海域。等值線走向大體與主潮流方向垂直，0．5 mg/L等值線（四類標(biāo)準(zhǔn)）位于一江山島至金清黃瑯一帶。0.5 mg/L與0.3 mg/L之間等值線較為密集，水平方向上梯度變化較大。

圖2 2008－2011年無(wú)機(jī)氮等值線圖Fig．2 Inorganic nitrogen contour diagram from 2008 to 2011

（2）活性磷酸鹽

2008-2011年椒江口海域活性磷酸鹽含量為0.005～0.177 mg/L，平均0.074 mg/L。其中椒江口海域油類含量為0.073～0.177 mg/L，平均0.145 mg/L，全部測(cè)站劣于四類海水標(biāo)準(zhǔn)；臺(tái)州灣海域活性磷酸鹽含量為0.025～0.144 mg/L，平均0.060 mg/L，75.0%的測(cè)站劣于四類海水標(biāo)準(zhǔn)；大陳海域活性磷酸鹽含量為0.005～0.032 mg/L，平均0.017 mg/L，58.3%的測(cè)站劣于一類海水標(biāo)準(zhǔn)，8.3%的測(cè)站劣于二、三類海水標(biāo)準(zhǔn)。活性磷酸鹽含量等值線分布如圖3。

由圖3可見(jiàn)，活性磷酸鹽含量在空間分布上與無(wú)機(jī)氮較為相似，表現(xiàn)為河口區(qū)特點(diǎn)，由近岸向外海遞減。等值線走向大體與主潮流方向相垂直，0.045 mg/L等值線（四類標(biāo)準(zhǔn)）位于臺(tái)州灣中部一帶。與無(wú)機(jī)氮分布相比較，活性磷酸鹽含量水平梯度變化相對(duì)較小。

（3）油類

2008-2011年椒江海域水體中油類含量為0.004～0.178 mg/L，平均0.038 mg/L。其中椒江口海域油類含量為0.080～0.178 mg/L，平均0.100 mg/L，83.4%的測(cè)站劣于一類海水標(biāo)準(zhǔn)，但均未超三類海水標(biāo)準(zhǔn)；臺(tái)州灣海域油類含量為0.01～0.093 mg/L，平均0.039 mg/L，32.2%的測(cè)站劣于一類海水標(biāo)準(zhǔn)，未超三類海水標(biāo)準(zhǔn)；大陳海域油類含量為0.004～0.040 mg/L，平均0.017 mg/L，全部測(cè)站均符合一類海水標(biāo)準(zhǔn)。油類含量等值線分布如圖4。

由圖4可見(jiàn)，椒江口海域?yàn)橛皖惡扛咧祬^(qū)，等值線密集，水平梯度大。此外，該區(qū)域等值線分布不均，南、北差異較大，局部油類含量高，可能受到碼頭、船只排污影響所致。臺(tái)州灣海域油類含量相對(duì)較低，等值線走向與主潮流方向基本垂直，0.05 mg/L（一類海水標(biāo)準(zhǔn)值）等值線大致位于臨海南洋涂-椒江十一塘圍墾區(qū)之間。大陳海域等值線稀疏，0.02 mg/L等值線覆蓋大部分海域，全部水域均符合一類海水標(biāo)準(zhǔn)，基本沒(méi)有受到油類的污染。

圖3 2008-2011年活性磷酸鹽等值線圖Fig.3 Active phosphate contour diagram from 2008 to 2011

2.2 年際變化

圖4 2008-2011年油類等值線圖Fig.4 Oil contour map from 2008 to 2011

主要超標(biāo)物質(zhì)平均濃度年際變化見(jiàn)表3～4。其中椒江口海域無(wú)機(jī)氮年際變化范圍為1.090～1.791 mg/L，多年平均為1.433 mg/L；活性磷酸鹽變化范圍為 0.132～0.162 mg/L，多年平均為 0.145 mg/L；油類變化范圍為0.049～0.103 mg/L，多年平均為0.084 mg/L。臺(tái)州灣海域無(wú)機(jī)氮變化范圍為0.432～0.748 mg/L，多年平均為0.564 mg/L；活性磷酸鹽變化范圍為0.053～0.071 mg/L，多年平均為0.060 mg/L；油類變化范圍為0.031～0.049 mg/L，多年平均為0.039 mg/L。大陳海域無(wú)機(jī)氮變化范圍為0.174～0.275 mg/L，多年平均為0.219 mg/L；活性磷酸鹽變化范圍為0.013～0.026 mg/L，多年平均為0.017 mg/L；油類變化范圍為0.012～0.023 mg/L，多年平均為0.017 mg/L。

由表4可知，2008-2011年，椒江口海域無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽均劣于四類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；臺(tái)州灣海域無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽超標(biāo)率呈現(xiàn)先降后升趨勢(shì)；大陳海域無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽超標(biāo)率近年來(lái)有所上升，但升幅較小。各海域油類超標(biāo)率年際變化不明顯。

可見(jiàn)，2008-2011年，椒江口海域水體中無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽含量呈現(xiàn)先降后升趨勢(shì)，油類含量則小幅波動(dòng)。臺(tái)州灣海域2008-2010年無(wú)機(jī)氮濃度出現(xiàn)較大幅度下降，2011年有所上升，油類含量年際變化不明顯。大陳海域無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽和油類含量均維持在較低水平?？傮w上，2008-2011年，椒江海域主要超標(biāo)物質(zhì)含量呈現(xiàn)先降后升趨勢(shì)，水環(huán)境質(zhì)量仍不容樂(lè)觀，目前該海域的環(huán)境污染壓力并未得到有效緩解。

表3 椒江海域主要超標(biāo)物質(zhì)平均濃度年際變化Tab.3 Water excessive substance average concentration interannual changes

表4 椒江海域主要超標(biāo)物質(zhì)超標(biāo)率年際變化Tab.4 Water exceeded substances exceeded the rate of inter-annual change

2.3 成因分析

根據(jù)椒江海域環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)結(jié)果，該海域水環(huán)境質(zhì)量最為突出的問(wèn)題是，水體中無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽超標(biāo)較為嚴(yán)重，局部水域油類含量較高，其成因是多方面的，以下通過(guò)入海徑流、陸源污染物排放、水動(dòng)力環(huán)境影響等方面加以分析。

2.3.1 入海徑流的影響

由靈江和永寧江兩大支流匯聚而成的椒江，總長(zhǎng)190 km，流經(jīng)仙居、天臺(tái)、臨海、黃巖等地，沿途接納了大量的工業(yè)廢水和生活污水，流經(jīng)臺(tái)州主城區(qū)后攜帶大量的污染物質(zhì)，在椒江口海域匯集，不斷地進(jìn)行著物質(zhì)交換、沉淀富集和稀釋擴(kuò)散。據(jù)臺(tái)州市海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)[7-10]顯示，由椒江攜帶入海的污染物總量每年均在13萬(wàn)t以上，主要污染物質(zhì)有CODCr、營(yíng)養(yǎng)鹽和鹽類等，其中CODCr約占總量的97%，營(yíng)養(yǎng)鹽約占2%，這些污染物的入海直接影響椒江口及鄰近海域水環(huán)境質(zhì)量的變化。

監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，2008年以來(lái)，CODCr入海量呈先降后升趨勢(shì)，2011年達(dá)最高；營(yíng)養(yǎng)鹽入海量自2008年之后，下降幅度較為明顯；油類入海量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，但2011年仍處于較高水平，見(jiàn)表5?？梢?jiàn)，近年來(lái)，椒江入海污染物總量為先降后升，與水質(zhì)變化趨勢(shì)基本一致，表明兩者之間關(guān)系較為密切，入海徑流是該海域水環(huán)境質(zhì)量變化的主要因素之一。

表5 椒江主要污染物入海量Tab.5 Quality of the pollution flowed into the sea

2.3.2 陸海源污染物的影響

椒江口一帶是人口集聚和工業(yè)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，尤其以醫(yī)藥、化工為特色的生產(chǎn)企業(yè)遍布椒江南北兩岸，形成了頗具規(guī)模的化學(xué)原料藥生產(chǎn)基地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅在椒江外沙巖頭醫(yī)化園區(qū)就有醫(yī)化企業(yè)33家，年污水排放量約290萬(wàn)t。

近年來(lái)，臺(tái)州市加大椒江兩岸環(huán)境整治力度，重點(diǎn)污染企業(yè)逐步外遷或關(guān)停，企業(yè)生產(chǎn)污水通過(guò)管網(wǎng)接入污水處理廠集中處理后達(dá)標(biāo)排放。據(jù)排污口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，地處椒江入?？诘呐_(tái)州市主要入海排污口（臺(tái)州市水處理發(fā)展有限公司排污口），自2008年以來(lái)，日污水排放量維持在（5～6）萬(wàn)t。排污口主要超標(biāo)物質(zhì)總磷、氨氮，鄰近海域水體中無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽均為劣四類，生物群落簡(jiǎn)單，無(wú)大型底棲生物，可見(jiàn)，排污口對(duì)該海域水質(zhì)造成的影響較為明顯。

此外，地處椒江口內(nèi)側(cè)的海門港，是承擔(dān)地區(qū)性水上交通、物資運(yùn)輸?shù)鹊木C合性港口。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年進(jìn)出海門港的船只達(dá)2 800艘次以上。大量船只進(jìn)出港區(qū)或候潮錨泊，直接或間接地排放生活污水，在一定程度上加重該海域環(huán)境污染壓力。

2.3.3 水動(dòng)力環(huán)境的影響

入海徑流、陸海污染源的排放是水體中污染物的最初來(lái)源[11]，污染物入海后，會(huì)通過(guò)對(duì)流輸運(yùn)和稀釋擴(kuò)散等物理過(guò)程與周圍水體混合，與外海水體交換，使得濃度逐漸降低。因此水質(zhì)變化趨勢(shì)的成因除了受到上述污染源的排放影響外，還應(yīng)考慮所在海域的水體交換的能力機(jī)制[12]。

圖5 主要超標(biāo)物質(zhì)與鹽度之間的相關(guān)關(guān)系圖Fig.5 Correlation between substance exceed the standard and salinit

調(diào)查海域?yàn)楹涌趨^(qū)，受入海徑流影響明顯，且由于椒江口特殊的地形，近岸海域潮流強(qiáng)，大潮期漲潮流最大流速為2.28 m/s，落潮流最大流速為2.02 m/s。本文通過(guò)主要超標(biāo)物質(zhì)與反映河口區(qū)水動(dòng)力環(huán)境變化的鹽度因子之間進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示兩者之間呈現(xiàn)高度顯著線性相關(guān)。2008-2011年，鹽度與無(wú)機(jī)氮之間相關(guān)系數(shù)平均值為-0.941，與活性磷酸鹽之間平均值為-0.944。其中2011年，鹽度與無(wú)機(jī)氮之間的相關(guān)系數(shù)高達(dá)-0.995，與活性磷酸鹽之間的相關(guān)系數(shù)-0.980，見(jiàn)表6、圖5。可見(jiàn)，該海域主要超標(biāo)物質(zhì)與鹽度場(chǎng)的空間分布關(guān)系密切，變化規(guī)律基本一致，水動(dòng)力環(huán)境對(duì)主要超標(biāo)物質(zhì)的分布變化影響甚為明顯。

表6 主要超標(biāo)物質(zhì)與鹽度之間的相關(guān)系數(shù)Tab.6 Correlation between substance exceed the standard and salinity

3 結(jié)論

（1）2008-2011年，椒江海域主要超標(biāo)物質(zhì)為無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽和石油類，局部海域pH、DO超標(biāo)。

（2）椒江口海域全部測(cè)站無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽含量均劣于四類標(biāo)準(zhǔn)；臺(tái)州灣海域53.7%的測(cè)站無(wú)機(jī)氮劣于四類標(biāo)準(zhǔn)，75.0%的測(cè)站活性磷酸鹽含量劣于四類標(biāo)準(zhǔn)；大陳海域69.4%的測(cè)站無(wú)機(jī)氮含量劣于一類標(biāo)準(zhǔn)，13.9%的測(cè)站超二類標(biāo)準(zhǔn)，58.3%測(cè)站活性磷酸鹽含量劣于一類標(biāo)準(zhǔn)，8.3%的測(cè)站超二、三類標(biāo)準(zhǔn)。

（3）2008年以來(lái)，椒江海域夏季水環(huán)境質(zhì)量年際變化呈現(xiàn)先降后升趨勢(shì)，目前水環(huán)境狀況仍不容樂(lè)觀，環(huán)境污染壓力未能得到有效緩解。

（4）椒江入海徑流、陸海污染物排放是影響該海域水環(huán)境質(zhì)量變化的主要因素。但由于椒江口特殊地形，水動(dòng)力環(huán)境對(duì)污染物時(shí)空分布和變化影響十分顯著，無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽與鹽度之間的呈現(xiàn)高度顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

針對(duì)椒江海域水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、變化趨勢(shì)，以及主要成因，為此提出以下海洋環(huán)保管理建議：

（1）椒江海域環(huán)境壓力較大，無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽超標(biāo)嚴(yán)重。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)陸海污染源的監(jiān)督管理，嚴(yán)格控制污染物入海量，特別是污水處理應(yīng)達(dá)標(biāo)排放。

（2）為了及時(shí)掌握椒江海域的環(huán)境狀況，不斷完善相關(guān)管理制度，達(dá)到保護(hù)與可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用并舉的目的，因此，應(yīng)加強(qiáng)海洋環(huán)境保護(hù)和監(jiān)視監(jiān)管，重點(diǎn)加強(qiáng)周邊海洋生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)、重點(diǎn)污染區(qū)的監(jiān)視監(jiān)管。

（3）加強(qiáng)海洋工程、海岸工程等涉海項(xiàng)目的監(jiān)管力度，對(duì)涉海工程依法進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)，科學(xué)論證、嚴(yán)格審批，并積極開(kāi)展涉海項(xiàng)目的環(huán)境影響跟蹤監(jiān)視監(jiān)測(cè)。

[1]全為民,沈新強(qiáng),韓金娣,等.長(zhǎng)江口及鄰近水域富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)的評(píng)價(jià)與分析[J].海洋環(huán)境科學(xué),2005,24(3):13-16.

[2]張 健,施青松,鄔翱宇,等.杭州灣豐水期主要污染因子的分布變化及成因[J].東海海洋,2002,20(4):35-40.

[3]江錦花,江正玲,陳希方,等.椒江口海域重金屬含量分布及在沉積物和生物體中的富集[J].海洋環(huán)境科學(xué),2007,26(1):58-62.

[4]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范(GB17378－2007)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[5]國(guó)家環(huán)境保護(hù)局,國(guó)家海洋局.海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3097－1997)[S].北京:環(huán)境科學(xué)出版社,1997.

[6]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.海洋調(diào)查規(guī)范（GB12763-2007）[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

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[8]臺(tái)州市海洋與漁業(yè)局.臺(tái)州市海洋環(huán)境公報(bào)[R].2009.

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