下潭尾濱海濕地海洋環(huán)境營養(yǎng)狀態(tài)變化及成因分析

吳月媛

（廈門市政南方海洋科技有限公司，福建廈門 361000）

0 引言

國家對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)越來越重視，特別是2018年國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)濱海濕地保護(hù)嚴(yán)格管控圍填海的通知》（國發(fā)〔2018〕）24號(hào)）[1]以來，國家和地方嚴(yán)格限制管控圍填?；顒?dòng)，鼓勵(lì)海洋生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)，積極保護(hù)濱海濕地。海水水質(zhì)及海洋環(huán)境營養(yǎng)狀態(tài)是表征海洋環(huán)境的重要指標(biāo)，是海洋環(huán)境研究的重點(diǎn)之一[2]。本文以下潭尾濱海濕地為研究對(duì)象，根據(jù)透明度、化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand,COD）、溶解氧（dissolved oxygen,DO）、無機(jī)氮（dissolved inorganic nitrogen,DIN）、活性磷酸鹽（dissolved inorganic phosphorus,DIP）等因子對(duì)下潭尾海域的有機(jī)污染情況及海洋環(huán)境營養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行研究，以此探討研究區(qū)海洋環(huán)境營養(yǎng)狀態(tài)變化及其成因。

1 研究區(qū)概況

下潭尾為河流的入?？?，由淡咸水交匯形成，屬河口型濱海濕地，位于福建省廈門市環(huán)東海域東北角，地處東經(jīng)118°11′～118°12′，北緯24°38′～24°39′，區(qū)域匯水面積約14.45 km2，周邊主要河流為內(nèi)垵溪、坑尾溪、下莊溪。區(qū)內(nèi)年平均氣溫21.2℃，年平均降水量1233.74 mm，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。研究區(qū)周邊區(qū)域地勢(shì)地貌大部分較為平坦，主要涵蓋大面積的農(nóng)田、果林園地、池塘、荒地雜生的灌草叢植被以及成片的村莊社區(qū)等生態(tài)環(huán)境，涉及生態(tài)系統(tǒng)類型主要包括農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)及果園生態(tài)系統(tǒng)等類型。下潭尾區(qū)域內(nèi)已經(jīng)實(shí)施及正在實(shí)施的工程建設(shè)項(xiàng)目主要有：火炬大橋（2010年施工，已建成）、下潭尾濱海生態(tài)公園一期工程（2011年啟動(dòng)，工期2年，已建成）、下潭尾濱海濕地公園二期工程（2019年施工，工期3年）、環(huán)東海域新城浪漫線二期工程（翔安段）（2018年施工，工期2年）、下潭尾濱海濕地公園二期上島棧道工程（2020年施工，工期18個(gè)月）、下潭尾排洪截污及岸線整治工程（2022年施工，工期18個(gè)月）等。下潭尾濱海濕地現(xiàn)狀主要紅樹林種類為：白骨壤、桐花樹、秋茄、木欖、無瓣海桑。

2 調(diào)查點(diǎn)位及研究方法

2017—2020年對(duì)該研究區(qū)域進(jìn)行采樣，具體調(diào)查站位如圖1所示，共布設(shè)了9個(gè)水文水質(zhì)、6個(gè)沉積物、6個(gè)生態(tài)監(jiān)測站位。本次研究主要針對(duì)海洋環(huán)境營養(yǎng)狀態(tài)變化，主要關(guān)注的因子為pH、溫度、鹽度、透明度、COD、DO、DIN和DIP，采用富營養(yǎng)化指數(shù)法和有機(jī)污染綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)研究海域的富營養(yǎng)化程度和有機(jī)污染水平。

圖1 下潭尾海洋調(diào)查站位

2.1 富營養(yǎng)化指數(shù)法

根據(jù)《近海海域環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》[3]，富營養(yǎng)化指數(shù)法E的計(jì)算公式如式（1）所示。

式中：E——富營養(yǎng)化指數(shù)；CCOD——COD濃度，mg/L；CDIN——DIN濃度，mg/L；CDIP——DIP濃度，mg/L。

E＜1時(shí)，海水為貧營養(yǎng)狀態(tài)；1≤E＜2時(shí)，海水為輕度富營養(yǎng)狀態(tài)；2≤E＜5時(shí)，海水為中度富營養(yǎng)狀態(tài)；5≤E＜15時(shí)，海水為重度富營養(yǎng)狀態(tài)；E＞15時(shí)，海水為嚴(yán)重富營養(yǎng)狀態(tài)。

2.2 有機(jī)污染綜合指數(shù)法

有機(jī)污染綜合指數(shù)法A[4]的計(jì)算公式如式（2）所示。

式 中：A——有 機(jī) 污 染 指 數(shù)；CODi、Ni、Pi、DOi——COD、DIN、DIP和DO的實(shí)測值；CODs、Ns、Ps、DOs——一類海水水質(zhì)COD、DIN、DIP和DO的標(biāo)準(zhǔn)值。

當(dāng)A＜0，海水水質(zhì)良好；0＜A＜1，海水水質(zhì)較好；1＜A＜2，海水水質(zhì)開始受有機(jī)污染；2＜A＜3，海水水質(zhì)輕度有機(jī)污染；3＜A＜4，海水水質(zhì)中度有機(jī)污染；4＜A＜5，海水水質(zhì)嚴(yán)重有機(jī)污染。

3 結(jié)果分析與討論

3.1 水溫、鹽度、透明度、pH變化

2017—2020年各航次主要水質(zhì)因子調(diào)查結(jié)果如表1所示。由表1可知，整個(gè)調(diào)查區(qū)域平均溫度為24.6℃（17.4～32.0℃），同一航次溫度變化不大，較符合該海域各季節(jié)水體常規(guī)溫度。各航次調(diào)查區(qū)域鹽度均較低（16.8‰～34.16‰），表現(xiàn)出內(nèi)灣低鹽的特征；受河流輸入影響，鹽度空間變化較大。各航次在整個(gè)調(diào)查區(qū)域內(nèi)的pH均較低，為7.6～8.3，表現(xiàn)出內(nèi)灣低pH特征；受河流輸入影響，pH空間變化較大。2017年、2018年、2020年航次對(duì)透明度進(jìn)行了調(diào)查，透明度為0.2～3.0 m（均值為1.12 m），具有一定的變化，且均較低，主要可能受施工期懸浮泥沙影響，透明度較符合內(nèi)灣特征。

表1 2017—2020年各航次主要水質(zhì)因子調(diào)查結(jié)果

3.2 DO含量及變化

由表1可知，2017—2020年各航次的DO變化趨勢(shì)與溫度具有較高的一致性。

在2017年的調(diào)查中，除10月1日、3日和6日航次的DO略低于6 mg/L，符合海水水質(zhì)二類標(biāo)準(zhǔn)（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），其他航次的其他站位均符合海水水質(zhì)一類標(biāo)準(zhǔn)（DO＞6 mg/L）；在2018年的調(diào)查中，2018年5月31日航次的DO平均含量符合海水水質(zhì)三類標(biāo)準(zhǔn)（4 mg/L＜DO≤5 mg/L），5月23日航次及7月18日航次的DO平均含量符合海水水質(zhì)二類標(biāo)準(zhǔn)（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），7月26日航次及12月7日航次的DO平均含量符合海水水質(zhì)一類標(biāo)準(zhǔn)（DO＞6 mg/L）；在2019年的調(diào)查中，1月14日航次、11月21日航次及11月26日航次的DO平均含量均符合海水水質(zhì)一類標(biāo)準(zhǔn)（DO＞6 mg/L），5月24日航次及8月28日航次的DO平均含量均符合海水水質(zhì)二類標(biāo)準(zhǔn)（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），5月30日航次及8月21日航次的DO平均含量均符合國標(biāo)三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（4 mg/L＜DO≤5 mg/L）；在2020年的調(diào)查中，8月3日航次的DO平均含量均符合海水水質(zhì)二類標(biāo)準(zhǔn)（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），8月10日航次的DO平均含量均符合國標(biāo)三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（4 mg/L＜DO≤5 mg/L），11月25日航次、11月29日航次的DO平均含量均符合海水水質(zhì)一類標(biāo)準(zhǔn)（DO＞6 mg/L）。

3.3 COD、DIN、DIP含量及變化

2017—2020年各航次的COD、DIN、DIP調(diào)查結(jié)果及變化趨勢(shì)如圖2所示。根據(jù)調(diào)查結(jié)果可知，COD除2018年5月31日航次平均含量符合國標(biāo)二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（2 mg/L＜COD＜3 mg/L），其他航次均符合海水水質(zhì)一類標(biāo)準(zhǔn)（COD＜2 mg/L）；DIN除2020年8月3日航次平均含量符合海水水質(zhì)二類標(biāo)準(zhǔn)，其他航次平均含量均超過了海水水質(zhì)四類標(biāo)準(zhǔn)；DIP除2020年8月3日航次的平均含量符合海水水質(zhì)四類標(biāo)準(zhǔn)，其他航次平均含量均超過了海水水質(zhì)四類標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)查海域的主要超標(biāo)因子為DIN、DIP。

圖2 2017—2020年COD、DIN、DIP含量及變化

3.4 有機(jī)污染程度及水質(zhì)富營養(yǎng)化指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)2017—2020年各航次的監(jiān)測結(jié)果，采用有機(jī)污染綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)研究區(qū)的有機(jī)污染狀況可知，研究區(qū)的有機(jī)污染程度A的計(jì)算結(jié)果為1.76～29.90（均值為12.96，具體如圖3所示），呈現(xiàn)較明顯的有機(jī)污染情況。根據(jù)富營養(yǎng)化指數(shù)E的變化范圍為0.70～156.81（均值為57.41，具體如圖4所示），呈現(xiàn)重度富營養(yǎng)化狀態(tài)。同期在該研究區(qū)域監(jiān)測的綠葉素含量為0.24～6.16 mg/m3（均值為2.15 mg/m3），葉綠素a在有機(jī)污染嚴(yán)重的情況下，并未呈現(xiàn)較高的含量。

圖3 有機(jī)污染指數(shù)A的變化

圖4 富營養(yǎng)化指數(shù)E的變化

3.5 成因分析

下潭尾海域周邊主要海洋工程類型為海洋生態(tài)修復(fù)工程及橋梁工程等，研究區(qū)海域在2017—2020年建設(shè)海洋工程的主要污染物為懸浮泥沙。同時(shí)，海洋生態(tài)修復(fù)工程（紅樹林種植）可以較好地截流DIN，從而減輕營養(yǎng)鹽負(fù)荷[5]。因此，研究區(qū)海域營養(yǎng)鹽嚴(yán)重超標(biāo)的主要原因不是海洋工程的建設(shè)，而是陸源污染物的排入所致。下潭尾為河口型濱海濕地，位于同安灣灣頂，周邊水系流量較小，在下潭尾排洪截污岸線整治工程及下潭尾污水處理廠完工前，研究區(qū)水體水力交換條件弱。研究區(qū)海域陸源輸入的污染物主要為農(nóng)業(yè)面源污染，以及區(qū)域雨污分流過程尚未徹底導(dǎo)致的部分農(nóng)村生活污水排入。

4 結(jié)語

（1）研究區(qū)各航次COD、DIN、DIP的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)較高的一致性，調(diào)查海域的主要超標(biāo)因子為DIN、DIP。

（2）下潭尾海域呈現(xiàn)較明顯的有機(jī)污染及重度富營養(yǎng)化狀態(tài)，葉綠素a在有機(jī)污染嚴(yán)重的情況下并未呈現(xiàn)較高含量，未顯示出強(qiáng)相關(guān)性。

（3）研究區(qū)海域營養(yǎng)鹽嚴(yán)重超標(biāo)的主要原因不是海洋工程的建設(shè)，而是陸源污染物的排入。其陸源輸入的污染物主要為農(nóng)業(yè)面源污染和農(nóng)村生活污水。