亚龙湾海域海洋生态旅游活动对近岸海洋环境的影响

2016-05-30庞巧珠邢孔敏谢海群孙婆援陈晓慧吴瑞

热带农业工程 2016年1期

庞巧珠邢孔敏谢海群孙婆援陈晓慧吴瑞

摘要于2015年8月对亚龙湾近岸海域进行现场监测，采用单因子指数法、有机体污染指数法、水质富营养化法对亚龙湾近岸海域环境进行评价。结果表明：2015年亚龙湾近岸海洋环境良好，海水水域溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、溶解无机氮（DIN）、溶解无机磷（DIP）及重金属含量较低，符合第1类海水水质标准；沉积物重金属、石油类、有机碳、硫化物含量测值存在一定的差异，但变化较小，均在第1类海洋沉积物标准要求范围内；监测海域单因子评价指数值均小于1，未出现超标现象；有机体污染指数较小，其中有65%的站点有机体污染指数（A值）小于0，35%的站位A值0-1；有机体污染水平评价多为良好；水质营养化水平程度较弱，除了个别站位出现中等营养化水平，绝大部分监测站点属于贫营养化。对比历史资料，近年来亚龙湾近岸海域海洋环境各化学要素测值存在差异但变化幅度不大，说明亚龙湾开展旅游活动对海洋生态环境未造成明显的不利影响。

关键词亚龙湾；海洋环境；现状分析

中图分类号 P76

Abstact We monitored the coastal waters of the Yalong Bay in August ， 2015. And use the single factor index method， organic pollution index method and the method of water quality eutrophication to research the environment of Yalong Bay coastal waters. The results show that the environment of Yalong Bay is good in 2015. The content of DO， COD， DIN， DIP and heavy metal is low in the seawater of Yalong Bay， it meets the first kind of sea water quality standard. Although the measurement values of sediments of heavy metal， petroleum material， organic carbon and sulfide's content are different， they change very little. And they all meet the first kind of sea water quality standard. The values of single factor evaluation index are less than 1 ， and they are not more than the standard. The organic pollution index is low. The organism pollution factor index of 65% monitoring stations is less than zero in monitoring area. A-value of 35% monitoring stations changes from zero to one. The assessment level of organic pollution is always good.The degree of water quality eutrophication level is weak. Except that individual monitoring stations are at the medium level of eutrophication， the vast majority of monitoring sites are at the very low level of eutrophication. Through comparing with the historical datas， each chemical factor's measured value of marine environment changes little in Yalong bay inshore coastal waters these years.These results attest that the tourism activities in the Yalong Bay don't cause obvious adverse effect to marine ecological environment.

Key words Yalong Bay ； marine environment ； analysis of the situation

亚龙湾位于三亚市东南28 km处，是海南最南端的一个半月形状的月牙湾，古称琅琊湾，覆盖长度为7.5 km，是海南著名景观之一，不仅呈现明显的热带海洋性气候，充分体现了海洋、沙滩、阳光、绿色、新鲜空气融为一体，且适宜四季游泳和开展各类海上运动。基于地理位置、环境、气候的特殊性，近年来亚龙湾海域开发的海底世界已成为国际知名的海洋旅游景点，每年吸引众多的游客来亚龙湾观赏海底珊瑚景观，促进了三亚市经济的发展，增加了就业机会，对海南国际旅游岛建设具有重要意义。同时也给中国沿海海洋环境带来了较大的影响[1-4]，结合近年来中国著名的丽江古城[5]、宁夏沙湖[6]、福州国家森林公园[7]、重琴金府山水房泉[8]等景区附近水体质量随着旅游活动的频繁而有所下降。本试验关注如何保护亚龙湾近岸海域海洋环境等问题及其关注，主要分析亚龙湾滨海旅游活动发展对附近海域水质、沉积物环境带来的影响，这对三亚市旅游行业可持续发展具有重要意义[9-11]。

1 材料与方法

1.1 样品采集分析

调查海域为亚龙湾近岸海域，在该海域布设14个水质调查站位、4个沉积物站位，并于2015年8月采集样品，调查范围为109°36′55.36″E-109°39′18.85″E，18°12′57.49″N-18°13′52.28″N，调查站位见图1。

本调查主要分析水质溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、氨氮、活性磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、水温、盐度、铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）共12项指标含量，及沉积物油类、锌、镉、铅、铜、有机碳、硫化物共7项指标。

海水样品使用有机玻璃采水器采取，样品的采集、保存、分析均按中华人民共和国国家标准《海洋监测规范》和《海洋调查规范》[12-13]有关规定执行，并使用孔径0.45 μm的混合滤膜对样品进行过滤预处理，用碘量瓶单独装DO样品及时固定，其余样品用洗净5 L聚乙烯桶装，采样过程中注意各个细节以免污染样品。表层海洋沉积物样品用抓斗式采泥器采集，样品经自然风干、研磨和过筛（80目）后进行分析。

1.2 评价方法

为了了解旅游业对亚龙湾近岸水质、沉积物等海洋环境的影响，本试验主要采用单因子污染指数法[14]、有机污染指数法[15]和富营养化指数法[16]对亚龙湾近岸海域海洋环境进行分析及评价。

1.2.1 单因子污染指数法

计算公式某一项水质要素参数i在j中占的标准指数（即所占的百分数）。

Sij=Cij/Csj

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（mg/L或者μg/L），Csj表示水质参数i的海水水质标准（mg/L或者μg/L）。海水评价标准及海洋沉积物评价标准见表1和表2。

1.2.2 有机体污染指数法[17-19]

式中：ICOD、IDIN、IDIP、IDO分别代表监测海域海水COD、DIN、DIP、DO含量；SCOD、SDIN、SDIP、SDO分别表示海洋功能区划所要求水质COD、DIN、DIP、DO的标准值；A表示水质中有机体污染指数，是评价水质中COD、DIN、DIP、DO综合含量的指标；当A<0时表明水质良好，当A在0-1间变化时说明调查海域水质较好，当A>1时表示水质受污染，A值越大水质受有机体污染程度就越严重，有机体污染水平评价等级见表3。

1.2.3 水质富营养化标准指数法[17-19]

式中：CCOD、CDIN、CDIP分别表示监测海域海水COD、DIN、DIP含量的测定值；CCOD、CDIN、CDIP计量单位均为mg/L，E表示监测海域水质营养化水平指数，其水质营养化水平等级见表4。

2 结果与分析

2.1 主要环境要素平面分布特征

2.1.1 水质分析

（1）盐度和水温：于2015年8月对监测海域进行现场调查结果表明，海水盐度约为33 ‰，变化范围不超过1 ‰，各监测站位盐度测值变化幅度较小，测值较稳定。世界海洋盐度的平均值为35 ‰，此次盐度测值较世界海洋盐度值偏低，可能因为是近岸海域。由于本次调查正处于夏季，海水水温较高，表层水温测值范围为29.90-31.20 ℃，均值为30.37 ℃，属该季节正常变化范围。

（2）溶解氧和化学需氧量：溶解氧是生物在水中生存需要的重要指标之一，其含量受水温、气压、盐度等因素影响，主要来源于大气中氧的供给，海洋植物光合作用产生。

本次监测溶解氧含量较高，测值均在8 mg/L以上，含量变化范围为8.05-8.80 mg/L，平均值为8.51 mg/L，11号站位出现最大值，最小值出现在3号站位，优于第1类海水水质标准。而化学需氧量含量较低，最小测值为0.31 mg/L，最大测值为0.44 mg/L，均值为0.37 mg/L；各调查站位COD测值含量变化较小，分布十分均匀，符合第1类海水水质标准。

（3）无机氮和磷酸盐：水质无机营养盐主要由氮磷元素组成，无机营养盐不仅是浮游植物进行光合作用过程中所必须的元素，也是海洋生物新陈代谢的主要能源和赖以生存所需要的条件，随着经济的发展，含有大量氮磷元素的陆源污染物排入是造成水体营养化的主要原因，因此分析水质中氮、磷含量分布特征对评价亚龙湾水质营养化水平十分重要。

监测海域硝酸盐含量为0.011-0.030 mg/L，均值为0.017 mg/L；水质中硝酸盐含量分布均匀，较为稳定。铵盐含量为0.002-0.020 mg/L，均值为0.008 mg/L。亚硝酸盐含量较低，变化范围为0.001-0.003 mg/L，均值为0.002 mg/L。通常水质无机氮由硝酸盐、铵盐、亚硝酸盐组成；监测海区无机氮均值为0.027 mg/L，测值变化范围控制在0.019-0.038 mg/L，较为稳定，各调查站位海水无机氮含量无明显变化，均满足第1类海水水质标准要求（≤0.2 mg/L）；而且硝酸盐、铵盐、亚硝酸盐在无机氮中所占的百分含量分别为64.5 %、29.3 %、6.2 %。因此，海水无机氮的形态构成主要以硝酸盐为主，其次为铵盐，最后为亚硝酸盐。

磷酸盐含量分布过程复杂，受海洋水质、沉积物运作等影响；调查结果显示无机磷最大测值为0.005 mg/L，出现在12-14号站位；最小值为0.002 mg/L，均值为0.003 mg/L；各监测站位之间DIP测值较小且变化幅度不大。

（4）水质铜、铅、锌、镉：重金属具有毒性较大、易富集、不易被代谢的特征，一旦被生物体吸入腹中，容易造成重金属中毒现象，输入海中会造成水环境污染，对海洋生物的生存造成威胁。

监测海域铜含量变化范围为0.70-1.72 μg/L，均值为1.46 μg/L；在6号站位和8号站位分别出现最大值和最小值，均优于第1类水质标准要求。铅的监测范围为0.50-0.83 μg/L，均值为0.66 μg/L；镉含量极低且分布均匀，测值在0.05-0.08 μg/L间变化，均值为0.07 μg/L；锌的测定范围为6.70-13.31 μg/L，均值为10.49 μg/L；最大值出现在13号站位，最小值出现在11号站位；各调查站位间锌含量变化幅度不大。

2.1.2 沉积物特征分析

进入水体的各类物质最终都会沉降到水底，被海底的沉积物保存下来，而当遇到沉积环境变化时，这些保存在沉积物中的物质，又会被释放出来。因此，沉积物不仅记录了沉积海区的环境变化，同时也是污染物再次释放的一个潜在来源[20]。研究结果表明水体中高浓度的重金属等要素均对海洋生物具有毒害作用[21-22]，且沉积物中这些元素含量能侧面反映出水体状态。

分析亚龙湾近岸海区表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、有机碳、石油类、硫化物等元素的分布特征。结果表明亚龙湾近岸海域海洋沉积物石油类含量变化范围为2.87×10-6-18.26×10-6，均值为7.25×10-6，符合第1类海洋沉积物标准；Zn含量变化不大，最大值、最小值分别为20.12×10-6、18.14×10-6，均值为19.16×10-6，均小于第1类沉积物标准要求（150×10-6）；Cd的最大值出现在1号站位，测值为0.24×10-6，最小值出现在9号站位，测值为0.09×10-6，优于第1类海洋沉积物标准；Pb和Cu的测值范围分别为8.08×10-6-11.34×10-6、1.28×10-6-2.03×10-6；有机碳含量较低，且分布十分均匀，测值范围为0.27×10-2-0.36×10-2，满足第1类海洋沉积物要求；硫化物最大测值为19.10×10-6，出现在5号站位。

2.2 评价结果

2.2.1 单因子指数评价

根据《海南省海洋功能区划》（2011-2020）和GB 3097-1997《海水水质标准》及GB 18668-2002《海洋沉积物标准》等相关要求[8]，以单因子指数1.0作为判定该监测要素是否超标，进而了解其对海洋环境产生的影响；本次水质单因子指数变化范围为0.05-0.85；沉积物指数变化范围为0.01-0.48，各要素指数值均小于1，未出现超标站位，表明亚龙湾近岸海域水质、沉积物良好，水质、沉积物单因子评价指数分别见表5和表6。

2.2.2 有机体污染指数评价

水体污染分为无机物污染和有机体污染，有机体在水中分布具有含量低且种类多的特点；采用水质有机体污染因子对水质有机物含量进行分析，结果见表7。由表7可知，调查海域水质有机体含量较低，个别站位（1、2、3、10号站位）的有机体污染因子A值在0-1间变化，其余站位A值均小于0，说明亚龙湾近岸海域水质有机体污染较小，水质较好。

2.2.3 水质富营养化评价

营养化水平是一项评价水质污染的综合指标，主要与水质中总磷、总氮、化学需氧量等因素有关；监测海域大部分站位水质营养化水平指数E值在0-0.5间变化，属于贫营养水平；有个别站位在0.5-1.0范围内，说明监测海域有部分站位出现中营养化现象；但总体而言，亚龙湾水质营养化程度较低，水质较好，水质营养化水平等级评价见表8。

3 讨论与结论

近年来，随着亚龙湾旅游业的迅速发展，其对近岸海域海洋环境的影响也受到国内外的关注。根据郑洋等[23]对海南省三亚湾珊瑚礁区水体环境特征研究，亚龙湾水体中无机氮的最大值含量为0.13 μmol/L，且有逐年降低的趋势；硅酸盐的含量在0.78-8.86 μmol/L之间变化，总体分布较为均为，各年测值无明显变化；总氮的含量变化范围为0.98-49.6 μmol/L，而总磷的含量在0.11-0.43 μmol/L间变化，并伴有逐年上升趋势。均符合第1类海水水质标准。李巧香等于2004-2008年对三亚湾近岸海域的水质监测，化学需氧量的变化范围为0.080-1.380 mg/L，平均水平为0.1-0.4 mg/L，而溶解氧分布较为均匀，各年测值均无太大变化，营养盐年际水平变化不大，三亚湾水质良好[24]。周永召等于2005-2009年对三亚亚龙湾海水浴场环境质量状况评价，结果显示，浴场1月水温最低，平均测值为22.5 ℃，5-10月水温较高，平均为28.0 ℃[25]；同时，浴场pH、DO含量测值保持在第1类海水水质范围内，亚龙湾海水浴场全年水质良好。2012年国家海洋局海口海洋环境监测中心站对亚龙湾周边海域环境进行调查研究，pH测值保持在8.00以上，COD含量范围为0.06-0.67 mg/L，无机氮含量变化范围为0.036-0.044 mg/L，无机磷含量较低且分布均匀，测值在0.001 mg/L左右变化，石油类最大值为0.017 mg/L，均符合第1类海水水质对应的标准要求[26]。

本研究结果为监测海域水质盐度值约为33 ‰，稍比世界海洋盐度值低；水温较高，均值为30.37 ℃，由于调查正处于夏季，海南气候较为炎热；DO、COD、DIN、DIP及水质重金属具有含量低、分布均匀、稳定性高等特点，因此符合第1类海水水质标准。沉积物重金属、石油类、有机碳、硫化物含量测值存在一定差异，但变化较小，均在第1类海洋沉积物标准要求范围内；有机体污染指数较低，监测海区有65 %的站点有机体污染因子指数小于0，有35 %的站位A值在0-1间变化；有机体污染水平评价多为良好；水质富营养化程度较弱，除了个别站位出现中等营养化水平，其余监测站点属于贫营养化，2015年亚龙湾近海海域海洋环境良好。结合历史分析，近年来亚龙湾近岸海域海洋环境各化学要素测值存在差异但变化幅度不大；说明亚龙湾开展旅游活动对海洋生态环境未造成明显的不利影响。

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