防城江入海污染物狀況及潛在海水富營養(yǎng)化評價

農(nóng)立成

（廣西防城港市海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報中心，廣西 防城港 538001）

近年來近岸海域的富營養(yǎng)化問題一直受到極大的關(guān)注。特別在河口、海灣區(qū)等特定環(huán)境條件下，由于受到地表徑流注入、工業(yè)和生活污水排放及海水養(yǎng)殖排污等的影響，這一問題尤為嚴(yán)重，由此引起的赤潮發(fā)生頻率有逐年增加的趨勢。

防城江是北部灣海域較大的入海河流之一，其流域位于防城港市防城區(qū)境內(nèi)，流域面積810km2，干流總長90km，發(fā)源于十萬大山南麓的扶隆鄉(xiāng)，流經(jīng)扶隆、那勤、大錄、華石、防城等鄉(xiāng)鎮(zhèn)后從針魚嶺注人北部灣。

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展、城市進(jìn)化程度的提高，城市污水的排放越來越多，防城江每年流入北部灣污水量從幾億到十幾億立方米不等，引起流入海域海水富營養(yǎng)化的可能越來越大，成為沿海生態(tài)平衡的主要威脅之一。北部灣從2011年起就時有小規(guī)模的赤潮現(xiàn)象發(fā)生，到2013年11月份在防城港市企沙海域發(fā)生大范圍的藻類異常繁殖，引發(fā)大量的魚類死亡。此次研究分析了防城江2011～2013年5月（平水期）、8月（豐水期）、10月（枯水期）的化學(xué)需氧量、活性磷酸鹽、無機氮等幾個重要化學(xué)指標(biāo)的年入海量變化趨勢，并對該江水的營養(yǎng)化程度進(jìn)行分析，可以為該流入海域的赤潮監(jiān)控和水產(chǎn)資源保護提供科學(xué)依據(jù)，對該流入海域有害赤潮的發(fā)生、發(fā)展的生態(tài)學(xué)、海洋學(xué)機理以及有害赤潮預(yù)測、預(yù)報模式的建立具有重要的現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 采樣站位及樣品的采集

遵循測站的布設(shè)能全面監(jiān)控江河入海污染源的原則，根據(jù)防城江的實際情況，選上灘頭村和水營村的連線為監(jiān)測斷面，在監(jiān)測斷面上共布設(shè)2個站位。從2011～2013年，每年在5月（平水期）、8月（豐水期）、10月（平水期）分別進(jìn)行一次監(jiān)測。樣品根據(jù)《江河入海污染物總量監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行采集。

1.2 樣品的分析方法

《水質(zhì) 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》HJ535-2009

《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測定 重鉻酸鹽法》GB/T11914-1989

《水質(zhì) 亞硝酸鹽測定 分光光度法》GB/T7493-1987

《水質(zhì) 硝酸鹽的測定 鋅鉻還原法》GB17378-2007

《水質(zhì) 活性磷酸鹽的測定 鉬銻抗分光光度法》

2 評價方法

海水中浮游植物一般按照Redfield比值攝取營養(yǎng)鹽[1]，環(huán)境中過剩的氮、磷營養(yǎng)鹽不能被浮游植物所利用，因而并未對富營養(yǎng)化有實質(zhì)性貢獻(xiàn)[2]。只有在水體得到適量的磷（對氮限制水體而言）或氮（對磷限制水體而言）的補充，使N:P值接近Redfield值。這部分磷和氮對富營養(yǎng)化的貢獻(xiàn)才能真正體現(xiàn)出來，這種現(xiàn)象可稱為潛在性富營養(yǎng)化。

1998年廈門大學(xué)郭衛(wèi)東等提出了潛在性富營養(yǎng)化的概念[3]，并在此基礎(chǔ)上提出了一種新的富營養(yǎng)化分級標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的評價模式，考慮到防城江污染物流入海域也會產(chǎn)生營養(yǎng)鹽分布不平衡、浮游植物生長受制于某一相對不足營養(yǎng)鹽的特征，本研究采用潛在性富營養(yǎng)化的概念及分級標(biāo)準(zhǔn)和評價模式，對防城江水質(zhì)進(jìn)行評價。

3 結(jié)果

3.1 監(jiān)測區(qū)營養(yǎng)鹽污染狀況

表1給出了防城江2011～2013年5月、8月、10月各污染物入海濃度，2011～2013年活性磷酸鹽濃度從 0.011～0.178mg/L，2011年8月份符合一類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外，另外兩個月均超四類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；2012年8月份符合二類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，另外兩個月均超四類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；2013年5月超四類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外，其他兩個月份均符合二類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。各年度活性磷酸鹽入海量，2011年為261.7415噸；2012年為88.7187噸；2013年為132.0873噸。

三年內(nèi)無機氮濃度在0.630～1.471mg/L之間，監(jiān)測的9個月數(shù)據(jù)中，有五個月符合三類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，有四個月符合四類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2011年平均濃度為1.105mg/L；2012年平均濃度為 0.944mg/L；2013年平均濃度為0.836mg/L，有呈現(xiàn)濃度逐年減少的趨勢。2011～2013年年入海無機氮量為3881.9575噸、832.3124噸及2042.1922噸。

根據(jù)郭衛(wèi)東等提出的潛在性富營養(yǎng)化的概念及分級標(biāo)準(zhǔn)和評價模式（表 4），對防城江入海污染物進(jìn)行評價，評價結(jié)果見表3。

評價結(jié)果顯示，防城江入海污水都呈富營養(yǎng)化，其中2011～2013年的5月份監(jiān)測均表現(xiàn)為富營養(yǎng)；8月份監(jiān)測均表現(xiàn)為磷限制潛在性營養(yǎng)；2011～2012年的10月份監(jiān)測表現(xiàn)為富營養(yǎng)化；2013年10月份表現(xiàn)為磷限制潛在性營養(yǎng)。結(jié)果顯示，防城江入海水質(zhì)在5月份（平水期）和10月份（枯水期）基本都是受到無機氮和活性磷酸鹽的嚴(yán)重污染，8月份（豐水期）雨水天氣較多，雨水沖刷防城江上游附近的耕地，把大量陸源耕地的氮肥攜帶入江，使得江水呈現(xiàn)磷限制潛在性營養(yǎng)。

3.2 監(jiān)測區(qū)化學(xué)需氧量污染情況

化學(xué)需氧量（COD），是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，主要的是有機物。以此化學(xué)需氧量往往作為衡量水中有機物質(zhì)含量多少的指標(biāo)，化學(xué)需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴(yán)重。

防城江入海水體化學(xué)需氧量濃度為12.73～30.12mg/L之間，2011年平均濃度為 25.94mg/L，2012年平均濃度為19.19mg/L，2013年平均濃度為15.90mg/L，2011年符合四類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2012年、2013年均符合三類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2011～2013年化學(xué)需氧量年入海量分別為79897.7335噸、41183.6234噸和37112.7664噸。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示化學(xué)需氧量有逐年減少的趨勢，2012年比2011年減少了48.45﹪；2013年比2012年減少了9.88﹪。

表1 2011～2012年防城江入海監(jiān)測化學(xué)需氧量、活性磷酸鹽、無機氮測定值（單位：mg/l）

表2 2011～2013年防城江監(jiān)測化學(xué)需氧量、活性磷酸鹽、無機氮年入海量（單位：噸）

表3 防城江監(jiān)測入海污染物潛在性富營養(yǎng)化評價結(jié)果

4 結(jié)論

通過三年對防城江入海污染物監(jiān)測，防城江流域的水質(zhì)活性磷酸鹽在監(jiān)測的9次當(dāng)中，有11.11%為符合一類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；有 33.33%為符合二類地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；有 66.66%符合四類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)無機氮濃度，2011年、2012年均符合三類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；2013年水質(zhì)符合四類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

化學(xué)需氧量2011年符合四類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2012年、2013年均符合三類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2011年防城江調(diào)查項目的總?cè)牒Ａ繛?84041.43噸，2012年為42104.65 噸，2013年為 39287.05噸。

防城江由于受到地表徑流注入、工業(yè)和生活污水排放及海水養(yǎng)殖排污等的影響，在監(jiān)測期間水質(zhì)有55.56%屬于富營養(yǎng)化，有44.44%屬于磷限制性營養(yǎng)。

北部灣發(fā)生的赤潮現(xiàn)象不能全部歸因于防城江流入的污水，但是也不能說毫無關(guān)聯(lián)，從監(jiān)測的數(shù)據(jù)表明，防城江流入北部灣的水質(zhì)是對藻類生長起到了促進(jìn)的作用。

[1] JUSTICD,RABALAISNN,TURNER R E.Coupling berween climate variability and coastal cutrophication[J].evidence and outlook for the northern Gulf of Mexico of Sea Research,2005, (54):25-35.

[2] 曲麗梅,姚德,叢丕福.遼東灣氮磷營養(yǎng)鹽變化特征及潛在性富營養(yǎng)評價[J].環(huán)境科學(xué),2006,27(2):263-267.

[3] 郭衛(wèi)東,張小明,楊逸萍,等.中國近岸海域潛在富營養(yǎng)化程度的評價[J].臺灣海峽,1998,17(1):64-70.