三亚珊瑚礁国家级自然保护区海域水质环境状况分析及评价

谢海群　孙婆援　庞巧珠　张光星　邢孔敏　吴瑞

摘 要 2015年10月，对海南三亚珊瑚礁国家级自然保护区进行水质调查，调查站点布设三亚西瑁洲西端3个站点，鹿回头南端4个站点，亚龙湾2个站点，共布设9个调查站点。分析了水温、pH、盐度、溶解氧、化学需氧量、活性磷酸盐、无机氮、油类、铜、铅、锌、镉、汞、砷共14项指标。采用单项水质指数法、有机体污染指数法以及水质富营养化指数法对三亚珊瑚礁国家级自然保护区附近海域水质进行分析和评价，结果显示：该海域水质评价指数均小于1，单因子指数较小；有机污染评价指数A<1，污染物浓度较低；富营养化评价指数E<1，该海域海水水质均符合第一类海水水质标准，水质处于良好状态。

关键词 水质环境 ；单项水质指数法 ；有机污染指数法 ；富营养化指数法

中图分类号 X832 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.09.014

Abstract In order to investigate the sea water quality in Sanya Coral Reef National Nature Reserve， Hainan 9 sites were set in October 2015： 3 sites at the west of Ximaozhou Island， 4 sites at the south of Luhuitou and 2 sites at Yalong Bay. A total of 14 parameters were analyzed for sea water quality evaluation， including temperature， pH， salinity， dissolved oxygen， chemical oxygen demand， active phosphate， inorganic nitrogen， oils， copper， lead， zinc， cadmium， mercury， arsenic. single water quality index （SWQI）， organic pollution index （OPI） and eutrophication index （EI）. The results showed that the SWQI， OPI and EI were all less than 1， and that the sea water quality conformed to the first class sea water quality standard， indicating the water quality was good.

Keywords water quality ； single water quality index ； organic pollution index ； eutrophication index

三亚珊瑚礁国家级自然保护区位于海南省三亚市南部近岸及海岛四周海域，地理位置在北纬18°10′30″～18°15′30″，东经109°20′50″～109°40′30″范围内[1]，属于三亚市沿海区，以鹿回头、大东海海域为主，包括亚龙湾片区、鹿回头半岛、榆林角沿岸片区、东西瑁洲岛片区。保护区面积为55.68 km2，主要保护对象为珊瑚礁，保护区于1989年建立，1990年升级为国家级自然保护区。近年来，随着三亚的经济发展，旅游业的开发，人类活动的加剧，对珊瑚礁的影响不容忽视，给三亚珊瑚礁国家级自然保护区带来一定的压力，同时，随着人们环境保护意识的增强及管理水平的提高也对保护区海域产生了积极的作用。本文根据2013～2015年连续的海域监测数据对该海域附近海水水质质量环境状况进行了分析评价，这对保护珊瑚礁有着重要的意义。

1 材料与方法

1.1 样品的采集与分析

于2015年10月对三亚珊瑚礁国家级自然保护区附近海域水质进行监测采集样品。该保护区附近海域共布设9个站位，调查站点布设三亚西瑁洲西端3个站点；鹿回头南端4个站点；亚龙湾2个站点（图1）。

调查项目有：水温（Tem）、pH、盐度（Sal）、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、无机磷（DIP）、无机氮（DIN）、铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、油类（Oil）共14项。

1.2 方法

1.2.1 监测与分析方法

海水水质调查项目根据水深分别采集表层和底层水样进行监测，监测项目的分析方法依据《海洋调查规范》[2]和《海洋监测规范》[3]进行。

项目检测依据的标准方法和使用仪器，见表1。

1.2.2 评价方法

1.2.2.1 单项水质指数法

本文采用水质单因子污指数评价法对该海域环境现状进行分析与评价。

计算公式为：

Sij=Cij/Csj（1）

式中，Sij表示单项水质参数i在第j点的标准指数；Cij表示污染物i在监测点j的浓度，单位为mg/L；Csj表示水质参数i的海水水质标准，单位为mg/L。利用单因子水质指数法进行评价，水质评价因子标准指数大于1，则表明该项水质已超出标准[4]。

1.2.2.2 水质有机体污染指数法[5-7]

式中，A表示海水有机体污染指数，ICOD、IDIN、IDIP、IDO分别表示监测海域海水化学需氧量、无机氮、无机磷、溶解氧的测定值；SCOD、SDIN、SDIP、SDO分别表示监测海域海洋功能区划所对应的海水水质评价标准值。评价等级见表2。

1.2.2.3 评价标准

根据《海南省海洋功能区划》（2011-2020），水质评价采用《海水水质标准（GB3097-1997）》中的第一类海水水质标准，实验结果及评价标准参数值见表3。

1.2.3 水体富营养化标准指数法[6-7]

式中，CCOD表示监测海域海水化学需氧量，单位为mg/L；CDIN表示监测海域海水的无机氮含量，单位为mg/L；CDIP表示监测海域海水的无机磷的含量，单位为mg/L；若E大于1，则说明调查海域水质有富营养化现象，E值越高，则说明水质富营养化越严重。

2 结果与分析

2.1 监测海域水质各要素分布特征

根据2015年现场监测及测试结果可知，（1）表层水温：平均值为27.5℃，变化范围在27.2～28.5℃；（2）pH值：变化范围在8.11～8.21，平均值为8.15，最大值为8.21出现在062号站表层，各站位之间pH值存在差异，但变化值不大；（3）盐度值：该调查海域盐度平均值为33.202，变化范围在32.723～33.427，最大值为33.427出现在062号站表层，处于西瑁洲附近的062、063、064站位盐度较高；（4）溶解氧：调查海域结果显示溶解氧含量平均值为6.59 mg/L，其变化范围在6.21～6.82 mg/L，各监测站位之间溶解氧含量变化值不大，分布较均匀，最大值出现在西瑁洲附近的062号站底层值为6.82 mg/L；（5）化学需氧量：化学需氧量含量变化值在0.25～0.47 mg/L，平均值为0.38 mg/L，本次调查该海域各站位间化学需氧量含量变化较小，分布较均匀。最小值为0.25 mg/L，最大值0.47 mg/L仅出现在鹿回头以南的066号站位；（6）无机氮：本次调查海域无机氮含量平均值为0.08 mg/L，含量变化范围在0.03～0.13 mg/L，各站位间的含量变化不大，最高值为0.13 mg/L，出现在065和067号站的表层，最小值0.03 mg/L，出现在070号站的表层；（7）无机磷：调查结果显示无机磷含量平均值为0.005 mg/L，变化范围在0.002～0.010 mg/L，最大值出现在067号站。各测站间的测值有一定的差异，但变化值都不大。无机氮、无机磷含量最大值同时出现在067号站位，该站位处于鹿回头以南三亚港附近，受人类活动影响及船舶的影响较大；（8）石油：调查海域表层石油含量平均值为0.013 mg/L，变化范围在0.010～0.036 mg/L；表层石油含量较高，调查海域属于旅游景点，往来游艇较多，因此表层石油含量较高且分布均匀；（9）铜：铜含量变化范围在0.001 1～0.001 7 mg/L，含量平均值为0.001 5 mg/L，各站位间的表底层含量变化较小，含量最高值在068号站的表层，最小值在067号站的表层；（10）锌：锌含量平均值为0.009 8 mg/L，变化范围在0.007 1～0.013 5 mg/L，各站位之间锌含量测值存在一定的差异，其中最大值出现在062号站的表层；（11） 铅：调查海域铅含量平均值为0.000 74 mg/L，变化范围在0.000 64 ～0.000 86 mg/L，最大值出现在065号站表层，最小值出现在062号站底层。各站位间的测值变化不大，分布相对比较均匀；（12） 镉：镉含量平均值为0.000 07 mg/L，变化范围在0.000 06～0.000 08 mg/L。最大值0.000 08 mg/L同时出现在063号站底层、065号站表层、066号站底层、067号站表层、068号站表层、070号站表层，最小值0.06 μg/L同时出现在063号站和069号站，镉含量在该调查海域分布十分均匀；（13）汞、砷：汞含量变化范围在0.000 02～0.000 04 mg/L，平均值为0.000 03 mg/L，最大值出现在065号站表层，最小值出现在068号站表层，各调查站位间含量值变化不大，但存在一定的差异。砷含量变化范围在0.000 9～0.001 5 mg/L，含量平均值为0.001 1 mg/L，最大值出现在065号站表层，最小值出现在062号站表层和070号站表层。汞、砷含量主要分布在065号站，该处主要受三亚港港口影响较大。

2.2 评价结果

2.2.1 单项水质评价

调查海域站位均处在三亚珊瑚礁国家级自然保护区，根据《海南省海洋功能区划》（2011-2020）和《海水水质标准（GB3097-1997）》相关要求，海水水质标准均执行第一类海水水质标准。单项水质评价指数见表4。由表4可知，各单项评价标准指数值均小于1，站位超标率均为零，调查海域海水水质均满足第一类海水水质标准，可见，三亚珊瑚礁国家级自然保护区水质处于良好的状态。

2.2.2 有机污染评价结果

三亚珊瑚礁国家级自然保护区调查海域水质有机污染指数计算结果见表5。由表5可知，065号站表层、066号站底层、067号站表层有机污染指数0

2.2.3 富营养化评价结果

三亚珊瑚礁国家级自然保护区营养化指数计算结果如表6。由表6计算结果可知，调查海域所有监测站位海水营养化指数E值均小于1，最大值仅为0.130，出现在067号站表层；最小值为0.007，出现在062号站底层。由此表明，该调查海域附近海水水质处于良好的状态。

2.3 历史资料对比分析

近年来，随着国际旅游岛的建设，三亚作为海洋资源丰厚的城市也倍受人们的关注。

在2011～2014年期间，郑洋、倪建宇等[8]对三亚亚龙湾珊瑚礁区水体环境特征研究显示，2011年无机氮含量在0.09～0.20 mg/L，2012年无机氮的含量在0.04～0.07 mg/L，2013年监测值较大，个别站位超出第一类海水水质标准，2014年无机氮含量在0.01～0.05 mg/L，磷酸盐的含量较低，个别站位测值均低于检出限，营养元素含量较低。总体来看，亚龙湾水质处于良好状态。在2011～2013年期间，海南省海洋监测预报中心对西瑁洲附近海域水质要求的研究[9]结果显示，COD变化含量在0.19～0.27 mg/L，DO含量在6.33～6.57 mg/L，无机氮含量变化在0.014～0.056 mg/L，各项指标含量都较低。结合海南省海洋与渔业科学院2013～2015年对三亚珊瑚礁国家级自然保护区监测结果可知：2013年无机氮含量最大测值为0.076 mg/L，2014年无机氮含量最大测值为0.165 mg/L；无机磷含量测值较低，在2013年最大测值为0.007 mg/L，在2014年监测无机磷最大值为0.011 mg/L；2013年表层石油含量分布较均匀，含量较低，最大值为0.018 mg/L，2014年表层石油有所增高，其中最大值为0.043 mg/L，平均值达0.03 mg/L；但所有监测值均满足第一类海水水质标准。见表7。

3 结论与讨论

2013～2015年期间，海南省海洋与渔业科学院对三亚珊瑚礁国家级自然保护区（西瑁洲、鹿回头、亚龙湾）海水监测数据显示，近年来该保护区水体pH、COD、无机氮等各项监测数据有一定的差异，但差异不大。水体中溶解氧、化学需氧量、无机氮、无机磷及重金属等各项指标含量都较低，单项水质评价指数值均小于1，有机污染评价指数值A及富营养化指数E值也均小于1，该调查海域水质均满足第一类海水水质标准，具有较好的水质。

综上所述，海南三亚珊瑚礁国家级自然保护区水质均满足海洋功能区划要求，符合第一类海水水质标准，海水水质质量处于良好的状态，可满足珊瑚礁的生长。

参考文献

[1] 吴 瑞，丁翔宇，王道儒. 三亚珊瑚礁国家级自然保护区生物多样性探讨[J]. 海洋开发与管理，2013，30（11）：76-78.

[2] 国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会. GB/T 12763-2007中华人民共和国国家标准：海洋调查规范[S]. 北京：中国标准出版社，2008.

[3] 国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会. GB 17378-2007中华人民共和国国家标准：海洋监测规范[S]. 北京：中国标准出版社，2008.

[4] 骆丽珍，庞 勇. 夏季三亚半山半岛帆船港附近海域水质环境特征分析[J]. 海洋开发与管理，2015，32（11）：104-110.

[5] 杨新梅，陈志宏，焦亦平，等. 大连湾海水环境质量状况分析[J]. 海洋环境科学，2001，20（4）：18-20.

[6] 邹景忠，董丽萍，秦保平. 渤海湾富营养化与赤潮问题的初步探讨[J]. 海洋环境科学，1983，2（2）：41-54.

[7] 于子江，崔文林，杨建强. 青岛奥运帆船赛区及邻近海域海水环境质量分析与评价[J]. 城市环境与城市生态， 2004，17（3）：25-26.

[8] 郑 洋，倪建宇，林钟扬，等. 海南三亚市亚龙湾珊瑚礁区水体环境特征研究[J]. 海洋开发与管理，2015，32（9）：103-106.

[9] 海南省海洋监测预报中心. 西瑁洲水质测试报告[R]. 海口：2005-2013.