山東招遠(yuǎn)扇貝養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)狀況調(diào)查與評價

崔龍波 沈雨欣 李書杰

摘要 [目的]為了解山東招遠(yuǎn)扇貝養(yǎng)殖區(qū)海水水質(zhì)狀況，加強(qiáng)養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境保護(hù)。[方法]在2018年5—10月對該養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行調(diào)查，并采用有機(jī)污染評價指數(shù)（A）法、營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（E）法、營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)（NQI）評價法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（P）法對該海域水質(zhì)狀況進(jìn)行分析與評價。[結(jié)果]調(diào)查海域扇貝養(yǎng)殖區(qū)水溫和pH分別為17.28～27.28 ℃和7.97～8.30，均符合海水水質(zhì)二類標(biāo)準(zhǔn)，適宜扇貝養(yǎng)殖;鹽度為30.16‰～31.40‰，變化幅度小，適宜扇貝生長;溶解氧和化學(xué)需氧量分別為6.48～8.76和0.792 0～1.955 0 mg/L，均達(dá)到海水水質(zhì)一類標(biāo)準(zhǔn);營養(yǎng)鹽濃度、營養(yǎng)狀態(tài)水平偏高，一定條件下易引發(fā)赤潮;內(nèi)梅羅污染指數(shù)較低，水質(zhì)較為清潔。[結(jié)論]總體上，此次調(diào)查海域水質(zhì)狀況普遍較好，達(dá)到二類或以上水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，適宜扇貝養(yǎng)殖。

關(guān)鍵詞 扇貝養(yǎng)殖;水質(zhì);調(diào)查;評價;招遠(yuǎn)

中圖分類號 S 949;X 824 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）12-0073-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.12.021

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract [Objective] The research aimed to know the water quality of scallop aquaculture areas and strengthen the protection of aquaculture areas environment.[Method]The water quality of scallop aquaculture areas in Zhaoyuan， Shandong Province was investigated from May to October， 2018. And the organic pollution assessment index （A）， nutritional status index （E）， nutritional status quality index （NQI） and Nemerow index （P） were used to evaluate the water quality of the area.[Result]The water temperature and pH were 17.28-27.28 ℃ and 7.97-8.30， which were accorded with Grade Ⅱ water quality standards and suitable for scallop culture. Salinity was 30.16‰-31.40‰ with a small variation range， which was suitable for the growth of scallop. The dissolved oxygen and chemical oxygen demand was 6.48-8.76 mg/L and 0.792 0-1.955 0 mg/L， which accorded with Grade Ⅰ water quality standards. The concentration of nutrients and the level of nutrient state were on the high side. Under certain conditions， it was easy to cause red tide. Nemerow pollution index was lower and the water quality was cleaner.[Conclusion] In general， the water quality of the surveyed area was generally good and accorded with Grade Ⅱ or above water quality standards， which was suitable for scallop aquaculture.

Key words Scallop aquaculture;Water quality;Investigation;Evaluation;Zhaoyuan

山東招遠(yuǎn)扇貝養(yǎng)殖區(qū)所處的萊州灣位于渤海南部，山東半島北部，是渤海三大海灣之一。由于黃河等多條河流大量攜入泥沙，使得海底堆積迅速，海灣灘涂遼闊;河口內(nèi)灣一帶營養(yǎng)鹽含量高，大量浮游植物在此生長，且河流常帶有豐富的有機(jī)物質(zhì)，為貝類提供充足的食物源[1]，因而萊州灣發(fā)展成為山東省重要的扇貝養(yǎng)殖區(qū)。由于萊州灣是位于渤海之內(nèi)的內(nèi)灣，水體交換能力較差，而且沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對于開發(fā)利用海洋的力度也在不斷加大，這些都給萊州灣海洋生態(tài)環(huán)境造成了巨大壓力[2]。近幾年《山東省海洋環(huán)境質(zhì)量公報》顯示，萊州灣海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)處于不健康狀態(tài)[2]或者說亞健康狀態(tài)，海水水質(zhì)狀況變差，這使扇貝生存受到威脅，對扇貝生長以及產(chǎn)品質(zhì)量也有一定影響。海水水質(zhì)是保持海洋生態(tài)平衡、影響海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素[3]，因此，為了解山東招遠(yuǎn)以及萊州灣扇貝養(yǎng)殖區(qū)海水水質(zhì)狀況，筆者于2018年5—10月在該區(qū)域分期采樣，分析海水水質(zhì)，以期為扇貝的科學(xué)養(yǎng)殖提供技術(shù)支持，為海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣站位與時間

在山東招遠(yuǎn)海域選取距岸分別1海里、3海里、7海里的3個扇貝養(yǎng)殖區(qū)，分別記為L1、L2、L3，并在每個養(yǎng)殖區(qū)設(shè)置 4 個平行采樣點(diǎn)，進(jìn)行水質(zhì)現(xiàn)場采樣，采樣站位見圖1。于2018年5—10月每月中旬采樣一次，取4個平行采樣點(diǎn)平均值，記錄試驗(yàn)結(jié)果。

1.2 樣品采集與分析方法

檢測項(xiàng)目包括海水的溫度、鹽度、pH、透明度、溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（COD）、亞硝酸鹽（NO2-N）、硝酸鹽（NO3-N）、氨氮（NH3-N）、無機(jī)氮（DIN）、活性磷酸鹽（DIP）和葉綠素a（Chl a）等。水樣的采集使用有機(jī)玻璃采水器，樣品的現(xiàn)場處理及分析測量均按《海洋監(jiān)測規(guī)范》[4]提供的標(biāo)準(zhǔn)方法執(zhí)行。水溫、鹽度、DO、pH使用美國奧立龍5-star水質(zhì)分析儀測定，透明度使用塞氏盤測定，硫化物使用德國默克Spectroquant NOVA-60A測定，COD采用堿性高錳酸鉀法測定，總氮（TN）和總磷（TP）采用過硫酸鉀氧化法測定，NO2-N采用萘乙二胺分光光度法測定，NO3-N采用鎘柱還原法測定，NH3-N采用靛酚藍(lán)分光光度法測定，DIP采用磷鉬藍(lán)分光光度法測定，Chl a采用分光光度法測定。

1.3 評價標(biāo)準(zhǔn)

采用《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[5]對各養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)狀況進(jìn)行分析與評價。

1.4 評價方法

采用有機(jī)污染評價指數(shù)（A）法、營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（E）法和營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)（NQI）評價法對海水有機(jī)污染狀況和營養(yǎng)水平進(jìn)行評價，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（P）法對海水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評價，其中有機(jī)污染評價指數(shù)、營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)和營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)依據(jù)《海水增養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》[6]給出的公式計(jì)算。

1.4.1 有機(jī)污染評價指數(shù)（A）法。

有機(jī)污染評價指數(shù)法綜合考慮了海水的有機(jī)污染和無機(jī)污染指標(biāo)，利用COD、DIN、DIP、DO 4個水質(zhì)指標(biāo)對海水質(zhì)量狀況進(jìn)行評價，以反映水質(zhì)的整體狀況[7]。其計(jì)算公式為：

A=COD/COD0 + DIN/DIN0 + DIP/DIP0-DO/DO0（1）

式中，COD、DIN、DIP、DO分別為水體中化學(xué)需氧量、溶解態(tài)無機(jī)氮、溶解態(tài)活性磷酸鹽和溶解氧的實(shí)測濃度（mg/L）;COD0 、DIN0 、DIP0 、DO0 分別為水體的上述各項(xiàng)指標(biāo)的評價標(biāo)準(zhǔn)，COD0 為3.0 mg/L，DIN0 為0.10 mg/L，DIP0 為0.015 mg/L，DO0 為5.0 mg/L。

有機(jī)污染評價分級見表1。

1.4.2 營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（E）法。多數(shù)研究者都用營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)E來研究海域富營養(yǎng)化和有機(jī)污染問題[8-9]，該方法最早在日本使用，后由鄒景忠等[10]引入，并根據(jù)不同海域環(huán)境合理使用，其計(jì)算公式為：

E=COD×DIN×DIP×106/4 500（2）

若E<1，則水體處于貧營養(yǎng)狀況;若E ≥ 1，則水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化;E值越大，表明富營養(yǎng)化程度越嚴(yán)重。

1.4.3 營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)（NQI）評價法。

除了營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，陳于望[11]提出的營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)法也被廣泛應(yīng)用，其計(jì)算公式為：

NQI =CCOD / C′COD + CTN / C′TN +CTP/C′TP（3）

式中，CCOD 、CTN 、CTP分別為水體的化學(xué)需氧量、總氮、總磷的測量濃度;C′COD 、C′TN 、C′TP分別為水體的COD、TN、TP 的評價標(biāo)準(zhǔn)，C′COD為3.0 mg/L，C′TN為0.6 mg/L，C′TP為0.03 mg/L。

參照郭衛(wèi)東等[12]提出的營養(yǎng)級分級標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)營養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)值，將海域營養(yǎng)水平劃分為3級，見表2。

1.4.4 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（P）法。

參照崔力拓[13]、鐘碩良等[14]提出的利用單因子評價指數(shù)和內(nèi)梅羅環(huán)境質(zhì)量綜合評價指數(shù)對貝類養(yǎng)殖區(qū)海水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評價，其計(jì)算公式為：

P=P2max+（1nni=1Pi）22（4）

式中，P為內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)，Pmax為所測污染因子中最大的污染指數(shù)，Pi為某污染因子的污染指數(shù)。海水質(zhì)量綜合評價分級標(biāo)準(zhǔn)見表3。

pH的污染指數(shù)計(jì)算公式為：

PpH=pH-pHm+pHi2pHm+pHi2（5）

式中，PpH為pH的污染指數(shù)，pH為實(shí)測值，pHm和pHi分別為海水水質(zhì)二類標(biāo)準(zhǔn)最大值和最小值。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)基本理化指標(biāo)含量變化

2.1.1 水溫、pH、鹽度。

從圖2可以看出，山東招遠(yuǎn)扇貝養(yǎng)殖區(qū)水溫、pH和鹽度分別為17.28～27.28 ℃、797～8.30和30.16‰～31.40‰。山東招遠(yuǎn)扇貝養(yǎng)殖區(qū)水溫變化呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性，其中8月份最高，5月份和10月份最低;pH與鹽度變化幅度很小，都在一定范圍內(nèi)波動。其中，海灣扇貝對溫度、鹽度的適應(yīng)范圍較廣，耐溫范圍在-1～31 ℃，當(dāng)溫度在10～31 ℃時可正常生長[15]，5 ℃以下則停止生長，10 ℃以下生長緩慢，18～28 ℃生長較快[16];其耐鹽范圍在16‰～43‰，適宜范圍在21‰～35‰，故監(jiān)測的扇貝養(yǎng)殖區(qū)水溫、鹽度均在海灣扇貝的適宜生長范圍內(nèi)。此外，pH的高低對貝類攝食存在影響，在適宜的pH范圍內(nèi)，攝食率較高;低于或高于適宜的pH范圍，貝類的攝食率都會降低，一般貝類適宜的pH在8左右[17]，故監(jiān)測的各扇貝養(yǎng)殖區(qū)pH均適宜扇貝生長攝食，且都符合海水水質(zhì)二類標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 DO和COD。

從圖2可以看出，DO和COD分別為648～8.76和0.792 0～1.955 0 mg/L。DO在7月份隨著水溫的升高而下降，在9月份隨水溫的降低而升高，因?yàn)檠踉诤Ｋ械娜芙舛戎饕軠囟扔绊?。COD變化幅度較小，在一定范圍內(nèi)波動，其中8月份最低。監(jiān)測結(jié)果表明，DO和COD均達(dá)到海水水質(zhì)一類標(biāo)準(zhǔn)。

（3）有機(jī)污染評價表明，山東招遠(yuǎn)3個扇貝養(yǎng)殖區(qū)在5、6、9月份均處于良好或較好狀態(tài)，其他月份開始受到有機(jī)污染，10月份甚至達(dá)到嚴(yán)重污染。海水質(zhì)量綜合評價結(jié)果表明，各養(yǎng)殖區(qū)在5—9月水質(zhì)狀況在一般以上，大多數(shù)為良好及較好狀態(tài)，而在10月份各養(yǎng)殖區(qū)均出現(xiàn)不同程度的污染，個別甚至達(dá)到重度污染。

（4）整體來看，距海岸較近的養(yǎng)殖區(qū)富營養(yǎng)化水平及污染程度更重一些，最易受到污染的時間為10月份前后，其中DIN為主要的污染指標(biāo)。雖然目前個別月份山東招遠(yuǎn)扇貝養(yǎng)殖區(qū)的富營養(yǎng)化水平和污染程度較高，但尚未導(dǎo)致生態(tài)平衡的失調(diào)，因此應(yīng)采取有效措施控制污染源，在保障浮游植物生長繁殖攝取必需的營養(yǎng)鹽的同時，嚴(yán)格控制氮、磷和有機(jī)物入海量，降低海洋生態(tài)環(huán)境污染程度，防止富營養(yǎng)化加劇和赤潮的發(fā)生。

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