2015年乐清湾北部渔业水域及种质资源保护区监测与评价
2016-12-12林安娜
徐 衡,金 凯,林安娜
(乐清市海洋与渔业环境监测站,浙江 乐清 325600)
2015年乐清湾北部渔业水域及种质资源保护区监测与评价
徐 衡,金 凯,林安娜
(乐清市海洋与渔业环境监测站,浙江 乐清 325600)
根据2015年4个季度对乐清湾北部海水养殖区及乐清湾种质资源保护区环境质量监测结果,分析和评价了两个区域的渔业水质及沉积物质量状况,并与2014年监测结果做了比较。结果表明:2015年乐清市主要渔业水域水质整体能满足渔业水质功能需求,两个监测区总体水质与上年保持一致。2015年度影响水质综合评价的主要超标指标有无机氮、活性磷酸盐、石油类和挥发酚;沉积物主要超标指标为重金属铜和粪大肠菌群。在综合水质(WQI)方面,乐清湾北部海水养殖区全年水质状况为中,乐清湾种质资源保护区全年综合水质为良。
乐清湾;海水养殖区;种质资源保护区;环境质量;年际比较
乐清湾位于浙江省南部,三面由乐清市、温岭市和玉环县所围,海域总面积约46 360 hm2,其中海涂面积约22 080 hm2,一直是浙江省历史悠久的水产重点养殖海域。海水种质资源保护区位于浙江省乐清湾北部(清江口28°15′46.63″N以北),被包含于海水养殖区内,面积约为7 463.3 hm2。近年来,随着乐清湾水产养殖业的迅速发展,网箱养殖、围塘养殖、滩涂养殖、浮筏养殖都具有相当规模,养殖密度大,给水域环境造成污染,加上近年来乐清湾海洋开发活动的不断加强,给渔业生态环境保护带来了巨大压力,一些重要功能区受到了一定程度的损害,水质恶化、生境破坏、渔业资源衰退、滩涂面积减少、外来物种入侵、生物多样性下降等生态问题日益暴露和加剧。而渔业的健康持续发展首先依赖于可持续利用的水域环境资源,因此研究渔业生态环境评价方法,分析渔业水域的环境问题,不仅有利于保护水生生物的多样性,也能促进水域生态资源的可持续利用[1]。目前关于乐清湾海域水质的研究已有不少,陈慧敏等[2]从环境、自然资源经济和社会的整体效益出发,以乐清湾化学需氧量(COD)总量控制为例建立了一种基于层次分析法的水污染物总量群决策分配方法;王传花等[3]以乐清湾养殖区表层沉积物7种重金属为研究对象,对单项重金属污染程度、多重重金属污染效应及重金属潜在生物毒性风险进行评价;姚炜民等[4]分析评价了乐清湾海水养殖区的环境质量状况;徐国锋等[5]研究了乐清湾养殖区富营养化现状和变化趋势。但是近两年关于乐清湾养殖区的水质监测研究尚未见报道。本文利用2015年4季对乐清湾海水养殖区及乐清湾种质资源保护区环境质量监测结果,分析和评价两个区域的渔业水质及沉积物质量状况,旨在了解乐清湾渔业水域的质量环境状况,为乐清湾渔业经济发展、渔业环境管理提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 监测站位及指标
1.1.1 监测站位布设
2015年,在春(3月)、夏(7月)、秋(10月)、冬(12月)4季开展乐清湾海水养殖区(清江以北)、水产种质资源保护区(乐清片区)环境质量监测和评价。在两个水域共设立监测站位20个,其中海水监测站位14个(其中2个站位同时监测沉积物)、沉积物监测站位8个(图1、图2)。根据相关标准和要求确定了37项监测指标,其中水质监测指标23项、沉积物监测指标14项,共获得监测数据1 484个。
1.1.2 检测方法及监测指标
样品采集时间在当月的大潮高平潮期间进行,水域样品采集、保存、运输按照GB 17378.3—2007《海洋监测规范 第3部分:样品采集、贮存与运输》[6]的要求执行;海水水质检测指标分析测试方法按照GB 17378.4—2007《海洋监测规范 第4部分:海水分析》进行;沉积物检测指标分析方法除粪大肠菌群按照GB 17378.7—2007《海洋监测规范第7部分:近海污染生态调查和生物监测》外,其余均按照GB 17378.5—2007《海洋监测规范 第5部分:沉积物分析》进行。
1)水质监测指标
包括水温、盐度、透明度、pH、悬浮物、溶解氧(DO)、化学需氧量、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、活性磷酸盐、挥发性酚、石油类、铜、铅、镉、锌、镍、总铬、汞、砷、粪大肠菌群、叶绿素a等23项。
2)沉积物监测指标
包括粪大肠菌群、硫化物、有机碳、汞、镉、铅、砷、铜、锌、铬、石油类、六六六、滴滴涕、多氯联苯等14项。
1.2 评价方法
1.2.1 海水水质评价依据
渔业水域水质评价标准主要依据GB 11607—1989《渔业水质标准》[7],渔业水质标准中未包含的指标根据水域功能要求确定评价标准:种质资源保护区海水参考GB 3097—1997《海水水质标准》[8]第一类海水水质标准;养殖水域海水参考GB 3097—1997《海水水质标准》第二类海水水质标准。
1.2.2 评判方法
检测指标采用单因子评价法[9],监测区域的综合环境质量评判采用水质指数法(WQI法)[10]。
1)单因子评价法
取某一评价因子的多次监测的极值或平均值,与该因子的标准值相比较。在水环境质量评价中,当有一项指标超过相应功能的标准值时,就表示该水体已经不能完全满足该功能的要求,单因子评价法可以简单、明了地了解水域是否满足功能要求。
(1)计算方法
① pH标准指数计算方法:
SpH,j=(pHj-pHs,men)/(pHsu-pHs,men),SpH,j>pHs,men
SpH,j=(pHs,men-pHj)/(pHs,men-pHsd),SpH,j≤pHs,men
式中:SpH,j为pH标准指数;pHs,men为pH评价标准高限与低限的平均值;pHsd为pH评价标准低限值;pHsu为pH评价标准高限值。
当DOj 当DOj≥DOs时,SDO.j=|DOf-DOj|/(DOf-DOs); 式中:SDO.j为溶解氧标准指数;DOj为j取样点水样溶解氧实测浓度,单位为mg/L;DOs为溶解氧标准值,单位为mg/L;DOf为溶解氧饱和浓度,单位为mg/L;Tj为j取样点实测水温,单位为℃。 ③ 其他监测指标标准指数的计算方法: 式中:Pi为监测指标i的标准指数;Mi为环境中污染物i的实测值;Si为污染物i的标准值。 (2)评价方法 当Pi(SDO.j、SpH.j)>1时,表示监测指标的实测值超过了标准值,判定为不合格;当Pi(SDO.j、SpH.j)≤1时,表示监测指标的实测值未超过标准值,判定为合格。在区域性监测检出率占样品频数的1/2以上,未检出部分取检出限的1/2量参加污染指数统计运算。在区域性监测检出率占样品频数的1/2以下,未检出部分可分别取检出限的1/4量参加污染指数统计运算。 2.“履责”显担当。党委书记定期召开党委会、党委专题会议,基层党支部书记每月召开支部委员会研究党建工作,将党建工作与企业生产经营同部署、同落实,大力营造履责见行动,落实显担当的良好氛围。 (3)适用单因子评价方法的监测指标 水质监测指标包括pH、溶解氧、高锰酸盐指数(淡水)、化学需氧量、氨氮(淡水)、无机氮(氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮三者之和)(海水)、总磷(淡水)、活性磷酸盐(海水)、氟化物(淡水)、挥发酚、石油类、铜、锌、铅、镉、镍、铬(六价)、汞、砷、粪大肠菌群、总大肠菌群(淡水)等21项。 2)水质指数法(WQI) 该方法适用于环境质量综合评判,参与计算的监测指标同单因子评价。 (1)计算方法 WQI计算共包括三个因子: ①因子1(F1):是指在所评价的时间段内,不符合环境质量标准的要素的百分比。 式中:NV为拟评价要素的总数;NV′为未达到环境质量标准的要素数。 ②因子2(F2):是指不符合环境质量标准的测定结果的百分比。 式中:NT为拟评价要素的总测定次数;NT′为未达到环境质量标准的测定次数。 ③因子3(F3):是指不符合环境质量标准的测定结果偏离环境质量标准的程度,F3分三步求算。 第一步,算出某个要素的单次测定结果的超标程度: 式中:Pi为第i个超标测定值的标准指数;Mi为超标要素的测定值;Ms为该超标要素的环境质量标准值。 第二步,累加所有的未达到环境质量标准的测定结果的超标程度,并除以总的测定次数: 第三步,求出F3: 水质综合指数(WQI)的计算公式为: (2)评价方法 ①优(95≤WQI≤100):环境保护极好,水体环境未受到威胁或损伤,环境质量状况满足环境质量目标; ②良(80≤WQI<95):环境保护良好,水体环境受到的威胁或损伤程度很小,环境质量状况很少不满足环境质量目标; ③中(65≤WQI<80):环境得到保护,水体环境有时会受到威胁或损伤,环境质量状况有时不满足环境质量目标; ④及格(45≤WQI<65):水体环境质量经常受到威胁或损伤,环境质量状况经常不满足环境质量目标; ⑤差(0≤WQI<45):水体环境质量几乎总是受到威胁或损伤,环境质量状况通常不满足环境质量目标。 2.1 监测水域水质状况 2015年两个监测水域水质状况见表1,海洋沉积物状况详见表2,2015年与2014年综合水质指数状况比较见图3。 表1 2015年监测水域水质状况表 续表1 注:其中表示下降,⟺ 表示持平。 Notes:indicated decline.⟺indicated remaining unchanged. 表2 2015年海洋沉积物状况表 2.2 乐清湾北部海水养殖区 该区域养殖面积约8 921 hm2;养殖方式为滩涂养殖、浮筏和网箱养殖等;主要养殖品种为缢蛏、泥蚶、彩虹明樱蛤、牡蛎、南美白对虾、鲈鱼、大黄鱼、鮸鱼等。 2015年春、夏、秋、冬季进行4个季度监测,乐清湾海水养殖区全年水质状况为中。春季的超标指数为无机氮、活性磷酸盐、石油类和挥发酚,超标率分别为100%、100%、37.5%和12.5%;夏季的超标指数为无机氮、粪大肠菌群、石油类、挥发酚和活性磷酸盐,超标率分别为100%、62.5%、37.5%、25.0%和12.5%;秋季的超标指数为无机氮、活性磷酸盐、石油类和粪大肠菌群,超标率分别为100%、87.5%、25.0%和12.5%;冬季超标指数为无机氮、粪大肠菌群、活性磷酸盐、化学需氧量和铅,超标率分别为100%、100%、87.5%、25.0%和12.5%(图4)。 与2014年相比,2015年春季石油类和重金属锌的超标率分别下降了37.5%和12.5%,活性磷酸盐和挥发酚的超标率分别上升了100%和12.5%;夏季活性磷酸盐和石油类的超标率分别下降了75.0%和50.0%,挥发酚和粪大肠菌群的超标率分别上升了25.0%和62.5%;秋季石油类的超标率下降了12.5%,粪大肠菌群的超标率上升了12.5%;冬季挥发酚、石油类的超标率分别下降了25.0%和62.5%,化学需氧量、活性磷酸盐、重金属铅和粪大肠菌群的超标率分别上升了25.0%、12.5%、12.5%和100%(图5)。 2.3 水产种质资源保护区(乐清片区) 该区域面积为7 463 hm2;主要保护对象有泥蚶、缢蛏、青蛤、牡蛎、彩虹明樱蛤等贝类水产品。 2015年春、夏、秋、冬季进行4个季度监测,乐清湾种质资源保护区全年综合水质总体为良。春季的超标指标为无机氮,超标率为100%;夏季、秋季、冬季的超标指标均为无机氮和活性磷酸盐,超标率均为100%(图6)。 与2014年相比,2015年春季的活性磷酸盐的超标率下降了66.7%;夏季的无机氮和活性磷酸盐超标率分别上升了16.7%和50%;秋季的活性磷酸盐的超标率上升了50%;冬季的活性磷酸盐超标率上升了66.7%(图7)。 2015年乐清市主要渔业水域水质整体基本能满足渔业水质功能需求,两个监测区总体水质与上年保持一致。本文采用的评价方法是水质综合指数法(WQI),该方法来源于加拿大环境部CCME的综合指数法(Water quality index),当前浙江省各级渔业环境监测机构及研究所皆采用这种评价方法。种质资源保护区被包含于养殖区内,但监测站点没有交叉。监测结果表明:2015年度影响水质综合评价的主要超标指标有无机氮、活性磷酸盐、石油类、挥发酚;沉积物主要超标指标为重金属铜和粪大肠菌群。在综合水质方面,乐清湾北部海水养殖区全年水质状况为中,乐清湾种质资源保护区(乐清片区)在全年综合水质为良。 2014年及2015年的采样均是在大潮高平潮期进行,客观地反映监测数据的合理性,从而更科学地评价监测区域的渔业环境质量,建议在每季度增加小潮期的监测。目前无机氮、磷酸盐仍是乐清湾最主要的污染物,水质富营养化较为严重,海水中无机氮和活性磷酸盐的含量均超标严重,基本无无机氮和活性磷酸盐的环境容量,无机氮和活性磷酸盐的环境承载力不足。海水中单项指标pH、DO、COD、石油类、重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、Cr、As)等含量总体变化不大,基本稳定在标准的浓度范围内,可满足渔业水质的要求。 近岸海域水体富营养化目前已成为我国海洋环境污染比较突出的问题,尤其在冬季生物活动减弱,对氮、磷的消耗减少[11]。评价海域受到清江、大荆溪、白溪等水系及亨乾头陡闸、乌沙门排涝闸、江厦排涝闸排水的影响,入海之前汇集了沿途地表河网所接纳的各类工业废水、城镇生活污水以及富含营养物质的农业面源污水,使得富含氮、磷等营养物质的水体进入沿岸海域,从而造成乐清湾沿岸海域的营养盐含量较高;加上周边乡镇人口密度大,城镇外来人口增多,乡镇污水大部分处于直排状态,排放了大量的无机氮和活性磷酸盐化合物,对乐清湾海域的水质变化有很大的影响。 近年来,乐清湾周边县市温岭、玉环漩门港工程、江厦排捞工程以及温州瓯江口港口和沿岸工程,特别是洞头半岛工程的实施,使乐清湾海水增养殖区环境受到了更大的压力[12],渔业主管部门应加强与乐清湾周边各县市的合作与资源共享,共同规划环境保护治理方案。另外,增强与各研究院所合作,共同制定合理的养殖规划,优化养殖产业结构,使水产养殖业的科技化、环保化。并适度调整海洋功能区划,加大力度惩治无证养殖及未经处理的排污企业。 致谢:特别感谢浙江省水产技术推广总站郑重莺老师及浙江省海洋水产养殖研究所陆荣茂老师的指导与建议。 [1]台建明.渔业生态环境评价方法的研究[D].合肥:合肥工业大学,2005. [2]陈慧敏,仵彦卿.乐清湾水污染物总量控制分配方法[J].水资源保护,2011,27(3):49-53. [3]王传花,崔灵周,王栋.乐清湾养殖区表层沉积物重金属含量分布及污染评价[J].农业工程学报,2015,31(2):204-210. [4]姚炜民,陈雷.乐清湾海水增养殖区环境质量状况及分析[J].海洋通报,2007,26(4):119-120. [5]徐国锋,龙绍桥,秦铭俐,等.乐清湾养殖区富营养化现状分析与评价[J].海洋环境科学,2009,28(增刊1):59-61. [6]国家质量监督检验检疫总局.GB 17378—2007海洋监测规范[S].北京:中国标准出版社,2007. [7]国家环境保护局.GB 11607—1989渔业水质标准[S].北京:中国标准出版社,1990. [8]国家环境保护局.GB 3097—1997海水水质标准[S].北京:中国标准出版社,1997. [9]王维,纪枚,苏亚楠.水质评价研究进展及水质评价方法综述[J].科技情报开发与经济,2012,22(13):129-131. [10]温州市海洋与渔业局.2015年温州市重点渔业水域质量公报编制说明[Z].温洲:温洲市海洋与渔业局,2016:5-13. [11]陈立红,张荣保,叶茂森,等.椒江口海域环境质量现状监测与评价[J].科技创新导报,2014,11(26):111-112 [12]姚炜民,陈雷.乐清湾海水增养殖区环境质量状况及分析[J].海洋通报,2007,26(8):119-120. Yueqing Bay fishery waters and germ plasm resource conservation area monitoring and assessment in 2015 XU Heng,JIN Kai,LIN An’na (Yueqing Ocean and Fishery Monitoring,Yueqing 325600,China) Using 2015 seasonal environmental quality monitoring results of the north of Yueqing Bay seawater culture areas and Yueqing Bay germ plasm resources,we analyzed and evaluated the fishery water quality of two areas and sediment quality condition,and compared with the monitoring results made in 2014.The results showed that overall water quality of main fishing areas in the city in 2015 could meet the demand of the fishery water quality function,two overall water quality in monitoring areas were consistent with that of last year.The main over standard indexes of affecting the water quality comprehensive evaluation were inorganic nitrogen,active phosphate,petroleum and volatile phenol.The mainly over standard indexes of sediments were heavy metal copper and fecal coliform.Water quality index(WQI)of the north of Yueqing Bay seawater culture zones was medium throughout the year,WQI of Yueqing Bay germ plasm resources was better throughout the year. Yueqing Bay;mariculture area;germ plasm resource conservation areas;environmental quality;the interannual comparison 2016-06-24 作者简介:徐 衡(1977-),男,乐清,工程师,研究方向:渔业环境监测.Tel:0577-61524606.E-mail:lovingxu@163.com S949 A 1006-5601(2016)05-0377-09 徐 衡,金 凯,林安娜.2015年乐清湾北部渔业水域及种质资源保护区监测与评价[J].渔业研究,2016,38(5):377-385.2 结果与分析
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