杭州湾南岸近岸海域海水质量2006—2015年变化特征

廖毛微，邵姝遥，张悦，金吕霞

(宁波大学 地理与空间信息技术系，浙江 宁波 315211)

海水水质综合评价是根据各水质指标对海水的水质等级进行综合评判，找出受评价海域的主要污染问题，从而为近岸海域环境管理与决策提供依据[1]。海水水质评价方法包括单因子、综合、灰色聚类和神经网络等。韩彬等[2]选取温度、盐度、pH、悬浮物(SS)、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)等指标，运用单因子污染指数和富营养化指数评价胶州湾大沽河河口邻近海域水质；郭树宏等[3]采用DO、COD、无机磷、无机氮、油类等指标，运用熵权法赋权和综合指数法评价泉州湾水质；平仙隐等[4]应用灰色聚类法评价长江口及附近海域水质，通过灰类白化权函数描述海水水质分级界限，确定各参评指标对不同等级的聚类权；周蓉蓉等[1]选取COD、石油类、活性磷酸盐和无机氮指标，运用反向传播(BP)神经网络算法评价胶州湾东北部海域的海水水质。纵观相关研究，近岸海域水质的主要衡量指标包括DO、COD、石油类、无机氮、活性磷酸盐、铜、铅、锌、镉等，继而采用单因素赋权求和刻画总体变动趋势。本研究以杭州湾南岸近岸海域近10 a监测典型点位的年度均值数据评判杭州湾南岸近岸海水质量变化。

1 材料与方法

1.1 研究区域及数据源

以杭州湾南岸的近岸海域为研究区域，选取如图1所示的A、B、C三个点位，以识别离岸线不同距离的海水水质变化情况。水质指标采用近10 a(2006—2015年)监测数据，相关数据源自宁波海洋环境监测中心站预处理的年度均值。

图1 研究区及样点位置

1.2 海水质量评价

按《海水水质标准》(GB 3097—1997)，遴选DO、COD、石油类、无机氮、活性磷酸盐、铜、铅、锌、镉、铬、总汞、砷等12项水质评价因子。根据A、B、C采样点近10 a的数据和杭州湾近岸海水水质总体情况发现：1)无机氮和活性磷酸盐是研究海域最主要的污染物；2)海域受到COD和Hg污染的影响较小，普遍符合一类海水水质标准；3)研究海域受到一定程度的铅、锌污染。据此，最终确定无机氮、活性磷酸盐、化学需氧量、汞、铅、锌作为本研究的评价指标(表1)。

研究区第q项指标的评价指数(Wq)计算公式：

表1 近岸海域海水质量评价指标与标准

注：表中的水环境评价标准根据历年监测数据，结合《海水水质标准》(GB 3097—1997)，调整得到。

式中，Wqi为第i个站点第q项指标的评价指数，n为研究区站点数。

研究区水环境综合评价指数(W)的计算公式：

式中m为研究区评价指标总数。

2 结果与分析

如表2所示，杭州湾南岸近岸海域无机氮是工程海域主要污染物之一，整个海域历年均符合劣四类水质标准。除2010年整个海域无机氮浓度突然升高(4.014 mg·L-1)外，其余年份整体呈波动变化。从空间分布来看，整体上呈现由杭州湾湾底向湾口逐步递减的趋势，A点无机氮浓度介于B点和C点之间。从时间上看，A点的历年变化趋势与整个海域趋势一致。活性磷酸盐整体呈波动上升趋势，其中，除2007年个别站位符合一类水质标准外，其余年份最低值在二、三类至劣四类之间变化，最高值均符合劣四类，平均值除2007年符合四类水质标准外，其余年份均符合劣四类水质标准。A点活性磷酸盐浓度的变化趋势总体上与整个海域一致，但上升趋势要略高于海区均值。A点和B点的活性磷酸盐含量在多数年份要高于C点和区域均值。近岸海域受到COD的污染较小，普遍符合一类海水水质，整体上呈波动上升的趋势。其中，2012年最大值符合二类水质标准，2006、2010和2015年的最大值符合三类水质标准，除2010年外，其余年份的平均值均符合一类水质标准。

表2 杭州湾南岸近岸海域无机氮、活性磷酸盐、COD年度均值 mg·L-1

如表3所示：1)近岸海域受重金属汞的污染较小，整个海域均符合一类海水水质标准。其中，自2010年开始有一个明显上升的趋势，其均值在0.020～0.025 μg·L-1之间波动变化。2)研究区近岸海域受到一定程度的铅污染，2006—2010年研究区铅浓度呈上升趋势，之后呈下降趋势。其中，除2012和2015年外，其余年份最大值符合二类水质标准，在2010年前，整个海域均值在一类水质限定线附近变化，2010年后符合一类水质标准。3)近岸海域受到一定程度的重金属锌的污染，但整体上看，自2010年起呈下降趋势，其中，2010年整个研究区符合二类海水水质标准，2015年整个研究区符合一类水质标准。

折算研究区各年份水环境综合评价指数(表4)。2006—2010年综合指数波动下降，至2010年到达最低值，之后逐步上升。整体上看，围填海对海域水质环境存在较重的影响，2013年后逐步有改善的趋势。

表3 杭州湾南岸近岸海域汞、铅、锌的年度均值 μg·L-1

表4 杭州湾南岸近岸海域海水环境综合评价指数

3 小结

以杭州湾南岸较为典型的近岸海域为例，对海水质量变化进行分析，结果发现：1)无机氮和活性磷酸盐是杭州湾南岸附近海域最主要的污染物；2)杭州湾南岸附近海域受COD污染的影响较小，普遍符合一类海水水质标准，但整体上呈波动上升的趋势；3)杭州湾南岸附近海域受一定程度的重金属铅污染，但自2010年起污染减弱。总体来看，杭州湾南岸陆域人类活动对海域水质环境存在一定的影响，2006—2010年间影响较重，2013年后有逐步改善的趋势。