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滦河口-北戴河海域水环境质量状况评价

2022-05-28李微微王众杨雯张勇

海洋开发与管理 2022年4期
关键词:海洋环境富营养化

李微微 王众 杨雯 张勇

摘要:为加强对重点海域水环境质量的掌握以及保护海洋生态环境,文章基于24个站位的监测结果,综合单因子污染指数法、富营养指数法和有机污染评价指数法的评价方法,评价2015-2019年滦河口-北戴河海域水环境质量状况。研究结果表明:研究区域整体水质较好;无机氮、活性磷酸盐和化学需氧量存在不同程度的超标现象,但大部分站位符合第一类海水水质标准;2015年和2018年位于河口的站位处于富营养状态,其他年份和站位均处于贫营养状态;除近岸和河口的个别站位外,海水未受到有机污染,水质处于较好或良好状态,且有继续向好发展的趋势。

关键词:海水水质;海水污染;富营养化;有机污染;海洋环境

中图分类号: P76文献标志码: A文章编号:1005-9857(2022)04-0039-04

The Water Environmental Quality inLuanhe Estuary-Beidaihe Sea Area

LI Weiwei,WANG Zhong,YANG Wen,ZHANG Yong

(Qinhuangdao Marine Environment Monitoring Center,SOA,Qinhuangdao 066002,China)

Abstract:In order to strengthen the mastery of the water environment quality of key sea areas and protect the marine ecological environment, based on the monitoring results of 24 stations, this paper evaluated the water environment quality of Luanhe estuary-Beidaihe sea area from 2015 to 2019 by integrating the evaluation methods of single factor pollution index method, eutrophication index method and organic pollution evaluation index method. The results showed that the overall water quality in the study area was good. Inorganic nitrogen, active phosphate and chemical oxygen demand exceed the standard in varying degrees, but most stations met the class I seawater quality standard. In 2015 and 2018, individual stations at the estuary were in eutrophic state, and other years and stations were in oligotrophic state. Except for individual sta- tions near the shore and estuary, the seawater was not organically polluted, the water quality was in about good or good condition, and there was a trend of continuous development.

Keywords:Seawater quality,Seawater pollution,Eutrophication, Organic pollution,Marine envi- ronment

0引言

灤河口-北戴河海域是典型的河口生态系统,位于渤海西北部。随着近年来沿海地区的快速发展,大量含有氮和磷的工农业和城镇废水排入海洋,河口港湾近岸海洋生态环境承受巨大压力。我国非常重视海洋生态环境保护,众多学者广泛关注海洋生态环境问题并开展一系列调查研究[1-3]。本研究评价2015—2019年滦河口-北戴河海域水环境质量,为渤海湾的海洋减灾防灾、海洋资源保护和海洋生态修复等提供科学依据。

1数据与方法

1.1数据来源

布设24个监测站位,于2015—2019年每年8月分别监测滦河口-北戴河海域表层海水水质(图1)。

监测样品按《海洋监测规范》( GB 17378—2007)进行采集、处理、保存、运输和分析。使用有机玻璃采水器在各站位采集表层水样(水面下0.5m),监测要素包括溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、活性磷酸盐(DIP)和无机氮(DIN,包括硝酸氮、亚硝酸氮和铵氮),测定方法主要包括碘量法、碱性高锰酸钾法、磷钼蓝分光光度法、锌-镉还原法、萘乙二胺分光光度法和次溴酸盐氧化法[4]。

1.2评价方法

1.2.1海水水质标准

根据海洋功能区划及其保护类型,《海水水质标准》(GB3097—1997)[5]将海水水质分为4类(表1)。

1.2.2单因子污染指数法

单因子污染指数的计算公式为:

Pi =Ci/Ci0

式中: Ci和 Ci0分别表示污染因子i的实测浓度值和评价标准值。

根据监测要素的污染指数判断海水水质的污染程度,污染程度随实测浓度值的增大而加重。1.2.3富营养指数法

目前应用较广泛的富营养指数法[6-8]是海水富营养化的评价方法之一,富营养指数的计算公式为:

EI=CCOD ×CDIN ×CDIP ×106/4500

式中: CCOD、CDIN 和 CDIP分别表示相应要素的实测浓度值。

当 EI<1时,表明海水处于贫营养状态;当 EI≥1时,表明海水处于富营养状态。EI越高表明海水富营养化程度越重。

1.2.4有机污染评价指数法

有机污染评价指数[9-10]的计算公式为:

式中: CCOD0、CDIN0、CDIP0和CDO0分别表示相应要素的评价标准值,按第一类海水水质标准依次为2mg/L、0.20mg/L、0.015mg/L和6mg/L。

海水有机污染评价等级如表2所示。

2结果与分析

2.1污染评价

根据各监测要素的实测浓度值,采用第一类海

DIN、DIP 和 COD 均存在不同程度的超标现象,其中2015年、2016年和2019年的 DIN 超标率分别为8.3%、12.5%和4.2%,2015年、2017年和2018年的 DIP超标率分别为4.2%、4.2%和8.3%,2017年和2018年的 COD超标率分别为12.5%和4.2%;大部分站位的单因子污染指数均低于1.0即实测浓度值小于评价标准值,符合第一类海水水质标准,表明2015—2019年滦河口-北戴河海域水质整体良好。

2.2富营养化评价

采用富营养指数法计算各站位的富营养指数(表4)。

2015年站位1的 DIN浓度偏高,导致海水富营养指数为1.002, 即处于富营养状态。2018年站位1的 COD浓度偏高,导致海水富营养指数为1.220,即处于富营养状态。由于站位1紧邻滦河口,受河流入海和周边环境的影响,海水富营养指数偏高。除站位1外,2015—2019年滦河口-北戴河海域的海水富营养指数均小于1且平均值较低,即处于贫营养状态。

2.3有机污染评价

采用有机污染评价指数法计算各站位的有机污染评价指数(表5)。

除近岸和河口的个别站位外,2015—2019年滦河口-北戴河海域整体水质处于较好或良好状态,且有继续向好发展的趋势。其中,2015年的站位2、站位3、站位4和站位16, 2016年的站位16, 2017年的站位12以及2018年的站位1、站位8、站位16和站位17的有机污染评价指数为1≤A<2, 表明海水受到污染;这些站位大多处于近岸和河口,受人类活动和周边环境影响较大。2015—2018年其他站位的有机污染评价指数均小于1, 表明水质处于较好或良好状态。2019年所有站位的有机污染评价指数均小于1, 表明整体水质较好或良好。

3结语

本研究基于24个站位的监测结果,综合单因子污染指数法、富营养指数法和有机污染评价指数法的評价方法,评价2015—2019年滦河口-北戴河海域水质状况,结果表明研究区域整体水质较好。其中,DIN、DIP和 COD存在不同程度的超标现象,但大部分站位符合第一类海水水质标准;2015年和2018年位于河口的站位处于富营养状态,其他年份和站位均处于贫营养状态;除近岸和河口的个别站位外,海水未受到有机污染,水质处于较好或良好状态,且有继续向好发展的趋势。

参考文献

[1]沈国英,施并章.海洋生态学[M].北京:科学出版社,2002.

[2]彭士涛,覃雪波,周然,等.渤海湾港口生态风险评估[J].生态学报,2014(1):224-230.

[3]杨世民,董树刚,窦明武,等.渤海湾海域生态环境的研究Ⅱ:水体富营养化的评价与分析[J].海洋环境科学,2007, 26(6):541-545.

[4]国家海洋局.海洋监测规范第4部分:海水分析(GB17378.4-2007)[S].北京:中国标准出版社,2007.

[5]国家环境保护局,国家海洋局.海水水质标准(GB3097-1997)[S].北京:环境科学出版社,1997.

[6]邹景忠,董丽萍,秦保平.渤海湾富营养化和赤潮问题的初步探讨[J].海洋环境科学,1983,2(2):41-55.

[7]阚文静,张秋丰,胡延忠,等.渤海湾水体富营养化与有机污染状况初步评价[J].海洋通报,2010,29(2):172-175.

[8]刘龙,谢润超,李广庆.海域富营养化评价方法分析[J].科技视界,2020,36(21):158-159.

[9]姜太良.莱州湾西南部水环境的状况与评价[J].海洋通报,1991,10(2):19-21.

[10]蒋岳文.大连湾海水营养盐的含量及有机污染状况分析[J].海洋通报,1991,10(1):100-103.

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