浅谈茅尾海综合整治对海水水质的影响

2015-04-26翁培耀朱文娟高金荣

海洋开发与管理 2015年9期

关键词：油类悬浮物磷酸盐

翁培耀，朱文娟，高金荣

( 钦州市海洋环境监测预报中心钦州 535000 )

浅谈茅尾海综合整治对海水水质的影响

翁培耀，朱文娟，高金荣

( 钦州市海洋环境监测预报中心钦州 535000 )

2011年11月至2013年6月对茅尾海海域进行了调查，对海水中的温度、盐度、pH值、油类、无机氮和磷酸盐进行了分析。结果表明，茅尾海综合整治工程的开展有助于其周边水质状况的改善，水质大部分符合国家二类海水水质标准。环境因子突变值多发生在河口区和生活区，受人类活动影响显著。

茅尾海；综合整治；环境因子；水质

茅尾海位于广西钦州市以南，水域面积约135 km2，钦江和茅岭江为其主要淡水汇入河流。茅尾海是钦州市重要的海产品生产基地，已形成了鱼、虾、蟹、贝的大量养殖规模。近年来，由于淤积不断加快，海洋资源和生态环境都受到了不同程度的破坏，严重影响到了钦州市海洋环境的可持续发展。为此，钦州市实施了茅尾海综合整治工程。工程整治范围北起南北高速公路钦江三桥，南至龙门岛，西起茅尾海中线，东至茅尾海东岸，整治面积约65 km2。整治主要内容包括：养殖拆迁、海底清淤、航道疏浚、岸线整治、岸坡防护、退堤还海等。在整治的施工过程中，往往会带入人类活动的影响，引起周边水域水质的变化。因此，在施工过程中对其进行跟踪监测。本文依据2011年11月、2012年4月、7月、10月以及2013年3月、6月的调查资料，以温度、盐度、pH值、油类、无机氮和磷酸盐为指标，分析了其时间和空间变化特征，了解了水质的变化情况，为进一步评估茅尾海综合整治工程效果提供翔实的资料，为地方政府加强综合整治工程施工期海洋环境监管提供可行性建议。

1 站位与样品

1.1 站位布设

本次调查共在茅尾海海域布设17个站位，在水深大于5 m的站点采集表层和底层海水样品，所有样品均在退潮时段采集。采样站位见图1。

图1 茅尾海海域采样站位示意(虚线内范围为茅尾海综合整治范围)

1.2 样品的采集、预处理及分析方法

按照《海洋调查规范》(GB12763.4-2007)[1]的要求，使用有机玻璃采水器进行水样的采集。水温于现场利用表层水温表进行测定。pH值和盐度在实验室内进行测定。油类的采集于现场加入5滴浓硫酸进行固定，于实验室中加入10 mL正己烷进行萃取，萃取液装入玻璃瓶中待测。营养盐的采集于现场加入3滴三氯甲烷进行固定，带回实验室后用0.45 μm醋酸纤维滤膜过滤，滤液装入聚乙烯瓶中并于4℃冷藏保存待测。所有样品的测试均依据《海洋监测规范》(GB17378.4-2007)[2]中的分析方法进行。

2 结果与讨论

2.1 茅尾海海水中各项环境因子的含量

2011年11月海水温度、盐度、悬浮物、油类、无机氮和磷酸盐的平均浓度及其范围分别为：24.9(24.0～25.8)℃，14.950(2～27.225)，22.8(8.3 ～54.0)mg/L，0.041(0.007 ～0.177)mg/L，0.586 6(0.178 9 ～2.377 3)mg/L，0.020 0(0.003 2～0.041 7)mg/L。

2012年4月海水温度、盐度、悬浮物、油类、无机氮和磷酸盐的平均浓度及其范围分别为：23.8(22.2～24.7)℃，11.080(3.880～23.731)，54.9(8.00～165)mg/L，0.048(0.027 5～0.080 5)mg/L，0.740 0(0.306 8～1.147 7)mg/L，0.041 9(0.003 6～0.122 0)mg/L。

2012年7月海水温度、盐度、悬浮物、油类、无机氮和磷酸盐的平均浓度及其范围分别为：31.2(30.6～32.4)℃，8.130(2.035 ～17.313)，29.3(9.5～118.6)mg/L，0.035(0.010 3～0.096 8)mg/L，0.328 6(0.201 0～0.522 2)mg/L，0.006 9(0.000 5～0.020 5)mg/L。

2012年10月海水温度、盐度、悬浮物、油类、无机氮和磷酸盐的平均浓度及其范围分别为：27.4(26.8～28.0)℃，19.025(10.210～25.451)，20.7(10.0～28.2)mg/L，0.028(0.007 1～0.093 5)mg/L，0.367 9(0.239 6～0.543 8)mg/L，0.023 6(0.004 5～0.034 2)mg/L。

2013年3月海水温度、盐度、悬浮物、油类、无机氮和磷酸盐的平均浓度及其范围分别为：18.0(16.8～20.2)℃，21.326(12.505～28.632)，7.3(2.3～16.8)mg/L，0.025 5(0～0.059 6)mg/L，0.070 0(0.041 3～0.120 3)mg/L，0.018 9(0.003 4～0.057 1)mg/L。

2013年6月海水温度、盐度、悬浮物、油类、无机氮和磷酸盐的平均浓度及其范围分别为：30.7(29.0～32.5)℃，13.945(2.836～23.216)，13.7(4.0～25.3)mg/L，0.005 3(0～0.025 5)mg/L，0.343 0(0.148 8～0.752 3)mg/L，0.015 1(0.001 1～0.064 2)mg/L。

其中，2011年11月为施工前监测数据，此后5期的监测结果均为施工过程中的跟踪监测所得数据。

2.2 环境因子的时间变化特征分析

图2所示为监测均值随时间的变化趋势图(图2中虚线为国家二类海水水质标准示值，以钦州市海洋功能区划水质为参考标准)。由图2分析可知，温度随监测时间的变化曲线呈现出明显的季节性变化特征，即夏季海温高，冬季海温低。而盐度则呈现出与温度变化相反的趋势，夏季雨量充沛，河流径流量大，淡水汇入多，盐度低；冬季雨量较少，河流径流量小，淡水汇入少，盐度高，盐度变化明显受降雨和径流的控制。这与以往的研究结果(文献[3-4])相一致。其次，2011年11月至2013年6月茅尾海海水中悬浮物、油类、无机氮以及磷酸盐含量整体表现为逐步下降趋势，由此可见茅尾海海水的水质在不断变好，很可能是茅尾海综合整治工程发挥了重要的作用。

图2 茅尾海海水中环境因子均值变化

为进一步分析茅尾海综合整治工程对茅尾海海洋生态环境的影响，选择靠近施工区的2～6号站位监测数据进行评价，图3反映了2～6号站位悬浮物、油类、无机氮及磷酸盐6次监测的变化趋势(图3中虚线为二类海水水质标准示值)。从中可以看出，2号站位海水中悬浮物浓度呈现典型的季节性变化特征，即冬季(枯水期)到夏季(丰水期)悬浮物浓度上升，夏季到冬季悬浮物浓度下降，这显然与钦江径流的泥沙输入有关。3～6号站位的悬浮物浓度除在个别时间段呈现异常高值以外，从整体来看，均表现出逐步下降的趋势，且其变化趋势也存在相似性，这可能与3～6号站位处在同一断面上的因素有关。

对于油类污染物来说，2～6号站位的浓度基本呈现出下降的趋势，但在不同时间段，浓度会出现异常高值，且基本在3月或10月出现，这很可能与此段时间沙井码头的渔船在作业过程中溢油排放所引起的。但是，施工以来除了在异常高值时间段，油类污染物的浓度基本都达到了二类海水水质标准。

图3 2～6号站位各环境因子年季变化

另外，就无机氮和磷酸盐两类营养盐来说，站位3～6的两类营养盐的变化趋势保持一致，而2号站位它们的变化趋势有着一定的差异。变化趋势的一致性可能与3～6号站位处于同一个断面上，受同样径流的影响所致。而差异性则可能是2号站与3～6号站点分处于沙井岛两侧，受不同入海径流的影响而成。与此同时，从图3中也可以看出，在2012年4月和2012年10月，两类营养盐的浓度相比于其他时间段都有明显的增加。2～6号站位均靠近茅尾海传统的对虾养殖区，一般每年4月和10月需进行对虾养殖清塘、消毒等工作，向海排放大量养殖废水，据此推测2012年4月和2012年10月的氮磷高值主要由水产养殖所贡献。然而，值得注意的是，氮磷营养盐整体上均呈现了下降的趋势，水质情况在不断改善。

2.3 环境因子的空间变化特征分析

如图4所示，2011年11月茅尾海综合整治开展前各站位海水水质监测结果表明：茅尾海同一时期海水温度空间上变化不大，而盐度空间分布则表现出受河流淡水输入和外海(钦州湾)高盐海水影响的特性。

图4 2011年11月茅尾海各站位环境因子变化

1～6站位悬浮物浓度相对其他监测站位明显较高，这很可能与钦江泥沙输入以及茅尾海东岸开山、挖石等开发活动有关。所有站位油类和无机氮的变化趋势总体处于平稳状态，只在2号站位产生突然升高的波动，可能是此处为旅游娱乐区，污染多与人为活动有关。

通过对比可以发现：就油类、无机氮和磷酸盐这3类环境因子来说，在综合整治开展之前，大部分站位所测值均达到了二类海水水质标准。

图5 5期跟踪监测各站位环境因子变化

2012年4月至2013年6月5次跟踪监测各环境因子的空间变化(图5)。

2012年4月，四类监测因子均呈现出锯齿状波动的变化规律，从空间分布来看并没有明显的变化特征。油类和磷酸盐在大部分站位其浓度均达到了二类海水水质的标准，而所有站位的无机氮浓度都超出了二类标准。

2012年7月，油类和无机氮在多数站位都达到了二类海水水质的标准，磷酸盐则均达到二类标准，且无机氮大致呈现出自北向南递减的趋势。

2012年10月，悬浮物、油类和磷酸盐的曲线整体上波动明显，无机氮则表现较为平缓。油类和磷酸盐在大部分站位都达到了二类海水水质标准，只有少数站位超标，相比而言，无机氮在大多站位都超过了二类标准。

2013年3月，悬浮物和油类曲线在整体上波动明显，呈锯齿状的变化，无机氮整体和磷酸盐大部分则表现较为平缓。并且，油类、无机氮和磷酸盐基本都达到了二类海水水质的标准。

2013年6月，四类监测因子的变化都较为频繁，磷酸盐浓度呈现出由海域中部向南北两方递减的趋势。油类和磷酸盐浓度基本都达到了二类海水水质的标准，而无机氮浓度在多数站位则超标。

综合以上分析结果可知，2012年4月至2013年6月的五期监测中，悬浮物、油类和磷酸盐均符合国家二类海水水质标准，水质情况有所好转。无机氮多超过了二类水质标准，可能与茅尾海的贝类养殖有关[5-7]。各监测因子的波动都较为频繁而整体似有趋向逐步平稳的态势，而突变值多出现在河口区、工业区及生活区，主要受到近岸人类活动干扰，工业废水和生活污水通过河流大量输入有关。总体来说，茅尾海综合整治工程对茅尾海水质的改良起到了重要的作用。