文/張麗
為給海水養(yǎng)殖規(guī)劃提供環(huán)境質(zhì)量參考,采用漁業(yè)環(huán)境標準評價福建省莆田市四大養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境質(zhì)量(興化灣XH、南日島NR、湄州灣MZ、平海灣PH)。結(jié)果顯示,興化灣水和沉積物環(huán)境質(zhì)量均最差,水中DIN、DIP、油類超標,按站位超標率大小順序依次為DIP、DIN、油類,其它三海區(qū)水質(zhì)均能滿足漁業(yè)養(yǎng)殖需要,所有海區(qū)的沉積物質(zhì)量均滿足需求。
莆田市有著悠久的海水養(yǎng)殖歷史,海帶、紅毛菜、紫菜質(zhì)量一流,縊蟶、紅毛菜、鮑魚均獲得國家地理標志稱號,莆田是花蛤之鄉(xiāng),菲律賓蛤仔育苗技術(shù)獲得過國家科技進步獎。隨著海域環(huán)境容量越來越小,粗放式養(yǎng)殖越來越不適應發(fā)展,2018年中央環(huán)保督察提出水產(chǎn)養(yǎng)殖對環(huán)境造成了污染,怎樣化解養(yǎng)殖與環(huán)保的矛盾是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)者要解決的問題。
海洋生態(tài)系統(tǒng)存在著多樣性和復雜性,物質(zhì)和能量在食物鏈上的傳遞是一個系統(tǒng)復雜的過程,水產(chǎn)養(yǎng)殖科學規(guī)劃不僅有利于漁業(yè)生產(chǎn)更是改善環(huán)境的一個有效手段。不同品種對環(huán)境中物質(zhì)的吸收是有選擇性的,呈現(xiàn)明顯的種間差異:貝類對重金屬具有選擇性吸收,鉛、鎘的平均蓄積量最高,魚對汞的吸收大于其他種類,氮、磷是海帶等藻類生長的限制性因素,因此有效了解環(huán)境中各物質(zhì)的環(huán)境容量,是合理規(guī)劃水產(chǎn)養(yǎng)殖的基礎(chǔ)。
8月10日~16日,相關(guān)單位開展了三個海灣及南日島養(yǎng)殖區(qū)的監(jiān)測,筆者利用這些數(shù)據(jù)依據(jù)漁業(yè)養(yǎng)殖標準做橫向?qū)Ρ?,所評論的海域基本上覆蓋了莆田市海水養(yǎng)殖區(qū)域,可以作為下一輪海水養(yǎng)殖布局的環(huán)境參考。
在興化灣(XH)、湄州灣(MZ)、平海灣(PH)、南日島(NR)分別布設17個、16個、7個、12個站位,在所有站位(圖1)采水樣、其中的16個站位采集沉積物樣分析檢測,水質(zhì)檢測項目:懸浮物、COD、DO、DIN、DIP、活性硅酸鹽、Cu、Cd、Hg、Pb、As、油類,沉積物檢測項目為Cu、Pb、Cd、Hg、As、有機碳、硫化物、油類。采樣、運輸、檢測及質(zhì)量控制均依據(jù)GB17378-2007海洋監(jiān)測規(guī)范進行。
1.單因子評價
Pi=Ci/Ci0,Ci指各指標的實際測得的濃度,Ci0指各指標的標準值,因為是漁業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境,因此采用二類水、一類沉積物標準評價。水中各重金屬Pi值數(shù)學平均值作為重金屬綜合P值。
2.綜合污染指數(shù)
A=CODi/COD0+DINi/DIN0+DIPi/DIP0-DOi/DO0
CODi、DINi、DIPi和DOi指各指標的實測值,COD0、DIN0、DIP0和DO0指各指標的水質(zhì)二類標準值。
3.沉積物重金屬的潛在危害評價
Eir=Tir×CifRI=∑Eir=∑Tir×Cif
圖1 莆田市海水養(yǎng)殖環(huán)境質(zhì)量評價站位圖
其中Cif=Cis/Cin,Cif為重金屬的富集系數(shù);Cis為表層沉積物重金屬i的實測值;Cin為重金屬i的參考值,采用福建省海岸帶土壤背景值Hg、Cd、As、Pb、Cu的分別為0.063、0.060、6.38、39.0、22.4(單位為10-6)。Tir為重金屬i的毒性系數(shù),反映重金屬i的毒性水平和生物對其污染的敏感程度,參照相關(guān)研究Hg、Cd、As、Pb、Cu的毒性系數(shù)分別為40、30、10、5、5。潛在生態(tài)危害系數(shù)(Eir)以小于40、40~80、80~160、160~320、大于320劃分為輕微、中等、強、很強、極強5個等級;潛在生態(tài)危害指數(shù)(RI)以小于150、150~300、300~600、大于600劃分為輕微、中等、強、很強4個等級。
興化灣DIN、DIP、油類含量站位超標率分別為94%、65%、5%,其它海區(qū)均未超標。依據(jù)各指標最大值、最小值、平均值評價,環(huán)境優(yōu)劣順序為:①氮、磷,NR>PH>MZ>XH;②DO,NR>XH>PH>MZ,這是因為南日島和興化灣風浪大、水流交換通暢;③硅酸鹽,XH>MZ>PH,這可能與興化灣營養(yǎng)鹽豐富、海帶等大型藻類種植較少有關(guān);④重金屬,MZ>PH>NR>XH,但湄州灣Cd、平海灣Hg不符合此規(guī)律,湄州灣Cd四區(qū)中最高,平海灣Hg僅次于興化灣,高于湄州灣、南日島;⑤油類,興化灣和平海灣并列高于湄州灣,南日島最低,這可能是因為江陰碼頭船只出入量較大,平海灣捕撈業(yè)發(fā)達漁船較多;⑥懸浮物,木蘭溪入海處、江陰港附近、湄州灣工業(yè)區(qū)沿岸懸浮物高于同海灣其它站位,平海灣無大型工業(yè),懸浮物含量較平均,懸浮物與人為活動明顯相關(guān)。
四海區(qū)均處在高DO、低COD水平,南日島、興化灣特別突出;硅酸鹽是浮游植物繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ),浮游植物是貝類的基礎(chǔ)餌料,養(yǎng)殖規(guī)劃可予以充分利用;氮、磷主要來源于陸地,興化灣有木蘭、秋蘆、江陰溪流注入,湄州灣有石化產(chǎn)業(yè)園、碼頭及若干沿岸企業(yè),平海灣一直是海帶主產(chǎn)區(qū),南日島地理條件得天獨厚,近些年大量養(yǎng)殖龍須菜等藻類大量消耗營養(yǎng)鹽,氮、磷呈現(xiàn)出與這些活動的關(guān)聯(lián)性。
將所有站位A值、重金屬綜合P值、油類P值數(shù)學平均后做柱狀圖如圖2,可見興化灣A值和重金屬高于其它區(qū);平海灣油類與興化灣基本持平,湄州灣次之,南日島最低;有機污染南日島最低,興化灣最高,湄州灣高于平海灣;幾個養(yǎng)殖區(qū)水環(huán)境中均尚有較大的重金屬環(huán)境容量。
由圖3可以看出,在沉積物中重金屬、有機碳、硫化物、油類的P值均小于1.0,能滿足漁業(yè)生產(chǎn)的需要,重金屬、有機碳含量的順序為XH>NR>MZ>PH;油類PH>MZ>XH>NR;硫化物與有機碳不同,PH第二,僅次于XH。
圖2 水環(huán)境中重金屬綜合指數(shù)P值、有機污染綜合指數(shù)、油類P值
圖3 沉積物中重金屬、有機碳、硫化物、油類P值
圖4 沉積物中重金屬潛在生態(tài)危害系數(shù)Eir
XH、NR、MZ、PH的RI指數(shù)分別為96、98、62、73,均小于150,屬于輕微危害程度,平海灣危害系數(shù)高于湄州灣,但重金屬含量低于湄州灣,從圖4中可以看出差異主要在于Hg,平海灣Hg含量高于湄州灣,Hg的毒性系數(shù)40,湄州灣Cu、Pb含量雖然高于平海灣,但其毒性系數(shù)均只有5。圖4中可以看出南日島Cd的Eir高于40,屬于中等危害水平;興化灣、平海灣水環(huán)境中Cu、Cd、Hg從灣頂向灣口降低,Pb、As不明顯,湄州灣Cu、Cd、Hg在4、5、6、7站位含量較高,Pb、As不明顯,南日島Cu、Cd、Hg近岸略高于離岸站位,Pb、As不明顯,沉積物中重金屬環(huán)境容量小于水環(huán)境,主要因為重金屬在沉積物中有累積效應,規(guī)劃時需整體考慮,不能僅依據(jù)水環(huán)境中的環(huán)境容量。
優(yōu)劣順序為:①氮、磷:NR>PH>MZ>XH;②重金屬:XH>NR>PH>MZ,但湄州灣Cd、平海灣Hg均不符合此規(guī)律,湄州灣四區(qū)中Cd最高;③油類:XH、PH>MZ>NR;④懸浮物:木蘭溪入海處、江陰港附近、湄州灣工業(yè)區(qū)沿岸、碼頭附近懸浮物明顯高于同海灣其它站位,平海灣懸浮物含量較平均;⑤DO、COD:NR>XH>PH>MZ:⑥硅酸鹽:XH>MZ>PH,湄洲灣和平海灣有機污染較輕,興化灣較重,無機氮和活性磷酸鹽均嚴重超標,西側(cè)近岸水域高,往灣口方向遞減;興化灣石油類濃度高值區(qū)主要在于江陰半島西南側(cè),變化較大,湄洲灣表層沉積物中石油類含量從灣內(nèi)到灣外,由北向南、由西到東呈下降趨勢,越靠近陸地污染越明顯。
總體規(guī)律為:人類活動活躍的地方氮、磷、硅酸鹽、懸浮物較多,船只流量大的地方油類較多,莆田市所有養(yǎng)殖海域均高DO、低COD,南日島、興化灣尤其突出。
優(yōu)劣順序為:重金屬、有機碳,PH>MZ>NR>XH;油類,NR>XH>MZ>PH;硫化物,平海灣第二,僅次于興化灣;重金屬均處在輕微危害水平,NR>XH>PH>MZ。南日島Cr生態(tài)危害系數(shù)高于40,屬于中等危害水平,需引起注意。
氮磷豐富、水流通暢的興化灣海區(qū)適當養(yǎng)殖海帶等藻類或者牡蠣等濾食性物種可有效去除氮、磷;貝類養(yǎng)殖需避開重金屬含量高的海區(qū),魚類養(yǎng)殖適宜懸浮物較少的南日島、平海灣,規(guī)劃時仍需結(jié)合品種綜合考慮諸如水流,風浪、航道規(guī)劃等其它條件。