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福建兴化湾环境质量评价与分析*

2013-09-29蔡玉婷蔡建堤陈财珍

海洋开发与管理 2013年1期
关键词:水质标准底质海湾

蔡玉婷,蔡建堤,陈财珍

(福建省水产研究所 厦门 361012)

兴化湾位于福建省沿海中部,介于福清市和莆田市之间(图1)。兴化湾是福建省最大的海湾,岸线长约223.4km,湾口朝向东南,岛屿众多,湾内水域、滩涂宽阔,底质类型齐全,适宜于多种鱼、虾、贝、藻等生物生长和繁殖。

图1 兴化湾调查站位

1 材料和监测方法

调查期间,在兴化湾119.0°E—119.7°E,25.1°N—25.6°N 共布设9个监测站位(P1~P9),于春、夏、秋3季共进行3个航次的监测,采样时间分别为5月19日,8月10日,11月15日。水质分表层和底层采样。监测项目共16项:水深、透明度、水温、pH值、盐度、化学需氧量、溶解氧、亚硝酸盐、铵盐、硝酸氮、活性磷酸盐、底质硫化物,其中悬浮有机物、悬浮有机氮和悬浮有机碳的调查、分析和评价在福建省尚属首次。

监测项目的样品采集和分析方法依照《海洋调查规范》[1](GB12763.1-GB12763.7)和《海洋监测规范》[2](GB17378.1-GB17378.5)。

2 环境质量评价标准和方法

2.1 评价标准

本研究水质以第二类《海水水质标准》[3]进行评价,选用参数有:溶解氧、pH值、化学需氧量、无机氮和活性磷酸盐等5项指标。

2.2 水质和底质综合评价方法

单项和综合指数评价采用《第二次全国海洋污染基线调查技术规程》中的评价方法。

3 调查结果

兴化湾的水质和底质各要素调查结果如下所示。

3.1 透明度

透明度的变化范围春季在0.4~1.4m,均值 为 1.0m;夏 季 在 0.8~2.1m, 均 值 为1.5m。秋季在0.2~0.5m,均值为0.4m。3个季度的透明度变化范围在0.2~2.1m,均值为1.0m。在湾顶木兰溪入海口一带水质非常浑浊,大片海域尽是泥浆水,透明度很低仅0.2~0.4m左右,相反在湾口一带海域多数站位透明度在1.0m以上,最高可达1.4m,水质较清。

3.2 水温

水温的变化范围春季在21.2℃~21.2℃,均值为21.1℃;夏季在27.7℃~32.1℃,均值为29.2℃;秋季在19.6℃~20.3℃,均值为19.9℃。3个季度的水温变化范围在19.6℃~32.1℃,均值为24.1℃。

3.3 pH 值

pH值变化范围春季在7.83~7.99,均值为7.92;夏季在7.62~8.01,均值为7.86;秋季在8.00~8.16,均值为8.12。3个季度的pH值变化范围在7.62~7.94,均值为8.05,其pH值全部符合渔业水质标准。

3.4 盐度

春季盐度变化范围为30.06~31.13,均值32.1;夏季在30.39~31.77,均值为30.71;秋季在31.32~31.56,均值为31.47。3个季度的盐度变化范围在30.06~31.77,均值为31.14。

3.5 化学需氧量(COD)

化学需氧量的变化范围春季在0.45~1.45mg/L,均值0.74mg/L;夏季在0.40~1.55mg/L,均值0.87mg/L;秋季在0.40~1.80mg/L,均值0.79mg/L。3个季变化范围在0.40~1.80mg/L,均值0.80mg/L,符合一类水质标准。

3.6 溶解氧(DO)

溶解氧的变化范围春季在6.16~6.80mg/L,均值为6.49mg/L;夏季6.23~7.05mg/L,均值为6.74mg/L;秋季在6.42~7.48mg/L,均值为7.26mg/L。3个季度的溶解氧变化范围在6.16~7.48mg/L,均值为6.83mg/L,符合渔业水质标准。

3.7 无机氮(NO2-N、NO3-N、NH4-N)

无机氮的含量范围春季在0.027~0.192mg/L,均 值 为 0.064mg/L; 夏 季 在0.048~0.326mg/L,均值为0.096mg/L;秋季的变化范围在0.204~0.406mg/L,均值为0.246mg/L。3个季度的变化范围在0.027~0.406mg/L,均值为0.135mg/L,超过二类水质标准。

3.8 活性磷酸盐(PO4-P)

活性磷酸盐的含量范围春季在0.014~0.028mg/L, 均 值 为 0.021mg/L; 夏 季 在0.026~0.048mg/L,均值为0.033mg/L;秋季在0.041~0.060mg/L,均值为0.047mg/L。3个季度的活性磷酸盐含量范围在0.014~0.060mg/L,均值为0.034mg/L,超过二类水质标准。

3.9 悬浮物

悬浮物的含量范围春季在9.6~56.2mg/L,均值为20.2mg/L;夏季在7.9~70.3mg/L,均值为20.4mg/L;秋季在18.6~88.0mg/L,均值为43.2mg/L。3个季度的悬浮物含量范围在7.9~88.0mg/L,均值为27.93mg/L。兴化湾悬浮物含量较其他海湾都高,高值区出现在湾顶。

3.10 悬浮有机物

悬浮有机物的含量范围春季在2.1~3.3mg/L,均值为 2.7mg/L;夏季在 3.4~6.4mg/L,均值为4.2mg/L;秋季在 2.8~8.2mg/L,均值为4.1mg/L。3个季度的悬浮有机物含量范围在2.1~8.2mg/L,均值为3.7mg/L。

3.11 悬浮有机氮

悬浮有机氮的含量范围春季在0.09~0.38mg/L,均值为0.28mg/L;夏季在0.26~0.75mg/L,均值为0.43mg/L,为全年最高含量;秋季的含量范围在0.05~0.51mg/L,均值0.34mg/L。3个季度的含量范围在0.05~0.75mg/L,均值0.35mg/L。

3.12 悬浮有机碳

悬浮有机碳的含量范围春季在0.52~1.03mg/L,均值为0.70mg/L;夏季在0.46~2.30mg/L,均值为1.23mg/L,为全年含量最高;秋 季 在 0.47 ~ 2.30mg/L, 均 值 为0.92mg/L。3个季度的悬浮有机碳含量范围在0.46~2.30mg/L,均值为0.95mg/L。

3.13 底质硫化物

底质硫化物的含量范围春季在1.22~229.8mg/kg(干 样 ), 均 值 为 42.17mg/kg(干样);夏季在1.32~252.7mg/kg(干样),均值为94.57mg/kg(干样);秋季在1.48~194.0mg/kg(干 样), 均 值 为 40.30mg/kg(干样)。3个季度的底质硫化物含量范围在1.22 ~ 252.7mg/kg(干 样 ), 均 值 为59.01mg/kg(干样)。兴化湾底质硫化物含量均未出现超标。

4 单项评价与综合评价

4.1 无机氮单项评价

兴化湾无机氮评价指数,除湾顶P1站(11月)和P3站(8月)单项评价指数大于1外,其余各站单项评价指数均小于1,说明夏季和秋季海湾除湾顶河口区存在无机氮污染现象外,大部分海域均符合二类海水水质标准。1991年6月海湾调查时[4],兴化湾的无机氮含量范围为0.003~0.183mg/L,表层均值为0.011mg/L,底层均值为0.036mg/L,比本次调查的含量低。

4.2 活性磷酸盐单项评价

兴化湾活性磷酸盐单项评价结果,5月、8月单项评价指数只有P3站(8月)超过1,其余均小于1。11月位于湾顶的P1~P4站单项评价指数大于1,其他站位评价指数也较高,说明该湾春季和夏季大部分海域的活性磷酸盐含量符合二类海水水质标准,水质较好,秋季水质较差,湾顶的活性磷酸盐含量超标比较严重。1991年6月海湾调查时[5],兴化湾的活性磷酸盐含量范围为0.001~0.005mg/L,表层均值为0.003mg/L,底层均值为0.004mg/L,与本次调查含量接近。

4.3 化学需氧量单项评价

兴化湾5月和11月化学需氧量单项评价指数均小于1,全海域符合二类海水水质标准,水质较好,未出现超标。1991年6月海湾调查时,兴化湾的化学需氧量变化范围为0.70~0.98mg/L,表层均值为0.90mg/L,底层均值为0.8mg/L,比本次调查的含量低。

4.4 底质硫化物单项评价

兴化湾底质硫化物单项评价结果,整个海湾未出现超标,单项评价指数均小于1。1991年6月海湾调查时,兴化湾的底质硫化物含量范围为21.0~76.1mg/kg(干样),比本次调查含量低,分布特征以西部三江口、湾顶和南日水道较高。

4.5 环境质量综合评价结果

兴化湾水质各评价参数标准指数范围0.18~0.70,各评价参数都符合第二类海水水质标准;水质综合评价指数范围0.42~0.57,年平均0.45,综合评价结果:水质符合二类海水水质标准。兴化湾底质硫化物标准指数为0.19,也符合评价标准。

5 讨论

(1)兴化湾浅海滩涂水产养殖业发达,良好的水质和底质环境是生物生存的必要条件,环境质量的优劣直接影响到水产养殖业的兴衰,因此要做好港湾环境质量的调查,并在调查研究的基础上,认真地、科学地、合理地做好水产养殖规划,提高海域的利用率,促进浅海滩涂水产养殖业的可持续发展。

(2)兴化湾海域的周年温度、盐度变化不大,溶解氧含量符合渔业水质标准;pH值符合一类海水水质标准,也符合渔业水质标准,较适宜海洋生物生长,虽然夏季曾经出现pH值小于7.8的现象,但这可能是由于降水、径流的影响所致。湾内海水的化学需氧量大多符合二类海水水质标准,仅湾顶三江口一带略高。营养盐水平四季变化较大:春季无机氮和活性磷酸盐符合一类海水水质标准;而夏季除江阴岛近岸无机氮符合二类海水水质标准外,大部分海域符合一类海水水质标准,湾内个别站活性磷酸盐甚至超过四类海水水质标准;到了秋季,大部分海域的无机氮和活性磷酸盐分别达二类和三类海水水质标准,湾顶三江口一带海域则分别超过三类和四类海水水质标准,出现富营养化现象;冬季水温快速下降,生物的生长明显减缓,浮游生物的繁殖速度也减慢,一些养殖水产品也已收成,海水水质开始好转。

(3)兴化湾水体中的悬浮物含量、悬浮有机物含量、悬浮有机氮含量和悬浮有机碳含量都较高,尤其是湾顶三江口外附近海域的有机物含量高值显著。

(4)兴化湾海域的底质环境尚好,其沉积物中硫化物含量属中等水平,总体指标符合评价标准。

(5)综上所述,笔者认为兴化湾水质符合二类海水水质标准,底质部分符合评价标准,其水质、底质环境均适合开展水产养殖,但与十几年前调查结果比较,兴化湾海域的化学需氧量、无机氮等营养盐、底质硫化物含量都出现不同程度的积累,因而湾内水体浑浊,悬浮物含量高,一定程度上影响了水产养殖业,尤其是三江口附近受木兰溪、荻芦溪等河流携带的莆田地区的工农业废水及养殖、生活污水影响比较严重,使得湾顶三江口附近海域的化学需氧量略高,无机氮和活性磷酸盐严重超标,局部海域已达富营养化,不宜再发展水产养殖。因此,必须加强河流沿岸的污水治理工作,建设污水处理工程,减少工业和农业废水及养殖、生活污水的直接排放。同时调整养殖结构,实行多种养殖系统的复合,逐步向生态养殖模式过渡,进行贝类、藻类和鱼类多品种的立体化综合养殖,利用动植物相互依存的关系来缓解水质污染问题,改善兴化湾的海洋环境,使之朝良性方面转化。

[1]国家质量技术监督局 .GB12963.6-1991海洋调查规范[S].北京:中国标准出版社,1991.

[2]国家质量技术监督局 .GB17378.5-1998海洋监测规范[S].北京:中国标准出版社,1998.

[3]国家质量技术监督局 .GB3097-1997海水水质标准[S].北京:中国标准出版社,1997.

[4]中国海湾志编撰委员会 .中国海湾志第七分册:福建北部海湾[M].北京:海洋出版社,1994:78-126.

[5]中国海湾志编撰委员会 .中国海湾志第八分册:福建南部海湾[M].北京:海洋出版社,1994:143-207.

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