胶州湾水质及主要营养盐季节性变化分析

王艳玲，汪进生，安文超

（青岛市环境监测中心站，山东青岛266003）

胶州湾水质及主要营养盐季节性变化分析

王艳玲，汪进生，安文超

（青岛市环境监测中心站，山东青岛266003）

于2010年4个季度对胶州湾水质进行了调查，根据单因子污染指数法，利用计算机软件绘制了水质分区图，分析了胶州湾水质的最新状况及不同季节的水质变化情况，同时对胶州湾主要营养盐无机氮和活性磷酸盐的变化进行了分析。调查结果显示，2010年胶州湾水质定性评价为差，无机氮和活性磷酸盐的平均浓度分别为0.393 mg/L、0.018 mg/L，高值区主要分布在胶州湾东北角，无机氮和活性磷酸盐的平均浓度及空间分布随着季节的变化而呈现了一定的变化。

胶州湾；水质；无机氮；活性磷酸盐；变化趋势

胶州湾位于山东半岛南部，是中国北方典型的半封闭性海湾。胶州湾具有非常优越的自然条件，在推动青岛市经济发展中具有重要作用，同时胶州湾也是科学工作者关注和研究的对象[1～2]。研究调查工作是在青岛市“环湾保护，拥湾发展”战略和山东半岛蓝色经济区建设全面启动的情况下，为掌握胶州湾水质的最新状况及变化趋势，更好地推动环湾区域的经济发展而开展的。该调查时间为2010年一个年度，每季度各进行一次调查，调查点位39个，调查项目为氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、活性磷酸盐和叶绿素a等33项，根据调查结果重点探讨了2010年胶州湾水质状况及主要营养盐无机氮和活性磷酸盐的季节变化趋势，旨在为胶州湾的水环境保护提供科学依据。

1 采样与分析

1.1 采样点位与频次

根据《近岸海域环境监测规范》（HJ 442-2008）[3]，利用网格法进行布点，点位密度为1个/10 km2，并在河口处适当加密，共布设39个点位。胶州湾点位分布见图1。

图1 胶州湾监测点位分布

1.2 监测项目与方法

监测项目有化学需氧量、悬浮物、pH、石油类、活性磷酸盐、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨氮等共计33项。上述化学项目的测定方法按照《水和废水监测分析方法（第四版）》进行[4]。

1.3 评价标准

《海水水质标准》（GB 3097-1997）。

1.4 评价方法

点位评价采用单因子污染指数法，即某个监测点的全部水质评价指标（一次监测值或多次监测的算术平均值）均符合一类海水标准，即为一类海水；若其中一项或几项评价指标超过一类海水标准但不超过二类标准的，为二类海水[5]。

总体水质类别评价结果以百分比表示，按不同类别点位数计算或按不同类别面积计算得出[6]。其中按点位计算，是以某一类别的监测点位数与监测总点位数的比值来表示；按面积计算，是以达到某一类别水质标准的海域面积占监测海域总面积的比值来表示[7]。

2 监测结果

2.1 2010年胶州湾水质监测结果

根据年均监测结果，运用计算机软件绘制了2010年胶州湾内不同水质类别面积分布图（图2）。

从图中可以看出，胶州湾水质基本呈条带状分布，自湾口向北至湾中心海域为一类水质，占胶州湾面积的31.9%；二类水质分布在中心大片水域以及黄岛前湾口，占胶州湾面积的25.3%；三类水质地区面积占胶州湾面积的11.7%，主要分布在大沽河入海口以及二类海域以北；四类水质海域面积占胶州湾面积的7.4%，分布于劣四类和三类水质海域之间；湾北部近岸海域水质均为劣四类，东北部自李村河口到墨水河口一线也为劣四类，占胶州湾面积的23.7%。

图2 2010年胶州湾内水质类别分布

2.2 胶州湾水质变化趋势分析

2010年监测数据显示，胶州湾水质有如下变化规律：

2.2.1 劣四类海域面积有所增加

4期监测中，（2010年3月、5月、8月、10月）胶州湾内劣四类海域面积比例分别为14.0%、14.6%、22.2%和31.3%。劣四类海域自墨水河、楼山河口附近海域不断向西南方向移动，至2010年8月，胶州湾湾底北部海域水质已全部为劣四类。

2.2.2 三类和四类海域面积不断减小

2010年3月的监测中，三类和四类海域面积比例达到44.2%，至2010年10月，面积比例已仅为11.5%[8]。

2.2.3 胶州湾西岸近岸海域自大沽河口至湾口水质有所好转

大沽河口附近海域水质有明显改善，水质类别最初为四类，目前为二类；黄岛以南海域水质类别由二类已逐步向一类过渡。

2010年胶州湾4个水期水质分布见图3～6，胶州湾海水水质分级见表1。

2.3 2010年无机氮分布状况

2010年胶州湾海域无机氮年均值为0.393 mg/L，超过海水水质二类标准。由图7可见，低值区位于胶州湾中心及以南海域，高值区位于连接东岸李村河口和西岸大沽河口以北海域，最高值出现在墨水河2号，浓度为1.387 mg/L。

图3 2010年3月胶州湾水质类别分布

图4 2010年5月胶州湾内水质类别分布

图5 2010年8月胶州湾内水质类别分布

图6 2010年10月胶州湾内水质类别分布

2.4 无机氮变化趋势

2010年4期监测结果显示，湾内无机氮平均浓度呈上升趋势。2010年10月平均浓度达0.612 mg/L，同比增加122.5%。从各期分布（图8～11）可以看出，无机氮的空间分布随着季节的变化发生了一定变化，3月和5月无机氮的高值区主要位于胶州湾东北角，8月和10月无机氮高值区不断扩展至连接东岸海泊河口和西岸大沽河口以北的海域。从无机氮平均浓度来看，5月份无机氮平均浓度最低，其次为3月和8月，超无机氮二类标准的水域主要分布在胶州湾北部、东部沿岸及大沽河口附近[9]。

表1 胶州湾海水水质分级

图7 2010年胶州湾无机氮浓度分布

图8 2010年3月胶州湾无机氮浓度分布

图9 2010年5月胶州湾无机氮浓度分布

图10 2010年8月胶州湾无机氮浓度分布

图11 2010年10月胶州湾无机氮浓度分布

2.5 2010年活性磷酸盐分布状况

2010年，胶州湾海域活性磷酸盐平均浓度为0.019 mg/L，超过一类海水水质标准。由图12可见，墨水河河口、娄山河河口、大沽河河口北部海域浓度较高，最高值位于娄山河2号，浓度为0.064 mg/L。

图12 2010年胶州湾活性磷酸盐浓度分布

2.6 活性磷酸盐变化趋势

2010年4期监测结果显示，从2010年3月起活性磷酸盐浓度呈上升趋势，但均低于2009年10月的0.024mg/L，以3月浓度最低，为0.012mg/L。从季节变化来看，枯水期（3月、5月）以墨水河口和大沽河口北岸为活性磷酸盐的高值区；丰水期（8月）以墨水河河口、娄山河河口、大沽河口北岸为高值区；平水期（10月）活性磷酸盐高值主要分布在墨水河河口、娄山河河口、李村河河口等胶州湾东部沿岸。各期分布见图13～16。

图13 2010年3月胶州湾活性磷酸盐浓度分布

图14 2010年5月胶州湾活性磷酸盐浓度分布

图15 2010年8月胶州湾活性磷酸盐浓度分布

图16 2010年10月胶州湾活性磷酸盐浓度分布

2010年4期监测结果显示，活性磷酸盐浓度总体呈上升趋势，由3月的0.012 mg/L上升为10月份的0.019 mg/L。从季节变化来看，3月高值区主要分布在墨水河、海泊河和大沽河入海口附近海域；5月和8月活性磷酸盐分布区域相近，高值区主要分布在胶州湾东北角和大沽河河口区；10月高值区主要分布在李村河和楼山河河口区。3月活性磷酸盐浓度最低，其次为5月和10月，8月活性磷酸盐浓度最高。

3 结论及分析

2010年胶州湾总体水质为差，二类及以上水质所占比例为57.2%，四类及以下水质所占比例为31%，水质较差的区域主要分布在湾北部。从季节变化来看，胶州湾水质在第二季度（5月）水质最好，二类及以上水质所占比例大于70%，其次为第三季度（8月）水质较好，第一季度（3月）水质最差。从空间分布来看，无机氮和活性磷酸盐的高值区主要分布在胶州湾东北角海域。从季节变化来看，无机氮平均浓度在5月最低，在10月最高；活性磷酸盐在3月和5月较低，在8月最高。

胶州湾水质主要受两方面因素的影响：一是环胶州湾点源和面源的影响。2010年青岛市环境监测中心站的监测数据显示，主要入湾河流有8条，其中较大的河流为大沽河和墨水河，直排胶州湾的污水处理厂有6家，直排海企业（日排废水在100 t以上）有21家。2010年直排海污染源排入胶州湾的废水总量为177347.4万t，三类监测对象中，入海河流是陆源污染物进入胶州湾的最主要途径，COD和氨氮的排放比例分别达到92.5%和82.1%，其次为污水处理厂，直排海企业所占比例很小，几乎可忽略不计。面源污染物也是影响胶州湾水质的一个重要因素，但目前尚没有明确的统计数据。二是胶州湾的自然地理条件也对其水质状况产生了影响。胶州湾口窄内宽，面积446 km2，为伸入内陆的半封闭性海湾，胶州湾特殊的地理条件导致湾北部水体交换能力差，有研究发现，整个胶州湾平均水体存留时间为71 d，平均半交换时间为25 d，湾东北部为弱交换区，水体存留时间超过80 d[10]。

[1]孙耀，陈聚法，张友篪.胶州湾海域营养状况的化学指标分析[J].海洋环境科学，1993，12（Z1）：25-31.

[2]沈志良.胶州湾营养盐结构的长期变化及其对生态环境的影响[J].海洋与湖沼，2002，33（3）：322-331.

[3]环境保护部.HJ 442-2008近岸海域环境监测规范[S].北京：中国环境科学出版社，2008.

[4]王伟，林晓红.基于环境容量的胶州湾水环境保护对策[J].节能与环保，2010（7）：25-27.

[5]韩彬，辛明，陈发荣，等.胶州湾东北部海域生态环境污染状况研究[J].岩矿测试，2009（6）：524-528.

[6]叶思源，原晓军，丁喜桂，等.胶州湾水生系统中Pb、Zn的分布特征及其在生物体中的浓缩[J].海洋与湖沼，2009，40（4）：400-406.

[7]蒲晓强，钟少军，刘飞，等.胶州湾李村河口沉积物中硫化物形成的控制因素[J].地球化学，2009，38（4）：323-333.

[8]李莉，梁生康，石晓勇，等.2007年环胶州湾入海河流污染状况和污染物入海通量分析[J].环境科学与管理，2009，34（6）：23-28.

[9]蒲晓强，钟少军，刘飞，等.胶州湾李村河口沉积物中酸可溶硫化物与活性金属分布特征[J].海洋通报，2009，28（3）：37-44.

[10]吕新刚，赵昌，夏长水，等.胶州湾水交换及湾口潮余流特征的数值研究[J].海洋学报：中文版，2010，32（2）：20-30.

Analysis on Water Quality and Seasonal Changes of Major Nutrients in Jiaozhou Bay

Wang Yanling,Wang Jinsheng,An Wenchao
（Environmental Protection and Monitoring Center Station of Qingdao City,Qingdao Shandong 266003,China）

In the four quarters of 2010，Jiaozhou bay water quality was investigated.This paper analyzed the latest water quality changes in different seasons and the changes of Jiaozhou Bay major nutrient salt：inorganic nitrogen and active phosphate.The investigation showed that Jiaozhou bay water qualitative evaluation of 2010 was poor，the average concentration of inorganic nitrogen and phosphate was 0.393 mg/L and 0.018 mg/L respectively，high value zones were mainly distributed in the northeast corner of the Jiaozhou bay，the average concentration and spatial distribution of inorganic nitrogen and phosphate was different in different seasons，and was dynamic.

Jiaozhou bay；water quality；inorganic nitrogen；active phosphate；variation trend

X55

A

1008-813X（2012）03-0050-05

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.03.015

2012-04-11

王艳玲（1971-），女，山东潍坊人，毕业于中国海洋大学生态学专业，硕士，工程师，主要从事海洋生态监测工作。