下潭尾滨海湿地海洋环境营养状态变化及成因分析

吴月媛

（厦门市政南方海洋科技有限公司，福建厦门 361000）

0 引言

国家对海洋生态环境保护越来越重视，特别是2018年国务院发布《关于加强滨海湿地保护严格管控围填海的通知》（国发〔2018〕）24号）[1]以来，国家和地方严格限制管控围填海活动，鼓励海洋生态修复工程建设，积极保护滨海湿地。海水水质及海洋环境营养状态是表征海洋环境的重要指标，是海洋环境研究的重点之一[2]。本文以下潭尾滨海湿地为研究对象，根据透明度、化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）、溶解氧（dissolved oxygen,DO）、无机氮（dissolved inorganic nitrogen,DIN）、活性磷酸盐（dissolved inorganic phosphorus,DIP）等因子对下潭尾海域的有机污染情况及海洋环境营养状态进行研究，以此探讨研究区海洋环境营养状态变化及其成因。

1 研究区概况

下潭尾为河流的入海口，由淡咸水交汇形成，属河口型滨海湿地，位于福建省厦门市环东海域东北角，地处东经118°11′～118°12′，北纬24°38′～24°39′，区域汇水面积约14.45 km2，周边主要河流为内垵溪、坑尾溪、下庄溪。区内年平均气温21.2℃，年平均降水量1233.74 mm，属亚热带季风气候。研究区周边区域地势地貌大部分较为平坦，主要涵盖大面积的农田、果林园地、池塘、荒地杂生的灌草丛植被以及成片的村庄社区等生态环境，涉及生态系统类型主要包括农田生态系统及果园生态系统等类型。下潭尾区域内已经实施及正在实施的工程建设项目主要有：火炬大桥（2010年施工，已建成）、下潭尾滨海生态公园一期工程（2011年启动，工期2年，已建成）、下潭尾滨海湿地公园二期工程（2019年施工，工期3年）、环东海域新城浪漫线二期工程（翔安段）（2018年施工，工期2年）、下潭尾滨海湿地公园二期上岛栈道工程（2020年施工，工期18个月）、下潭尾排洪截污及岸线整治工程（2022年施工，工期18个月）等。下潭尾滨海湿地现状主要红树林种类为：白骨壤、桐花树、秋茄、木榄、无瓣海桑。

2 调查点位及研究方法

2017—2020年对该研究区域进行采样，具体调查站位如图1所示，共布设了9个水文水质、6个沉积物、6个生态监测站位。本次研究主要针对海洋环境营养状态变化，主要关注的因子为pH、温度、盐度、透明度、COD、DO、DIN和DIP，采用富营养化指数法和有机污染综合指数法评价研究海域的富营养化程度和有机污染水平。

图1 下潭尾海洋调查站位

2.1 富营养化指数法

根据《近海海域环境监测规范》[3]，富营养化指数法E的计算公式如式（1）所示。

式中：E——富营养化指数；CCOD——COD浓度，mg/L；CDIN——DIN浓度，mg/L；CDIP——DIP浓度，mg/L。

E＜1时，海水为贫营养状态；1≤E＜2时，海水为轻度富营养状态；2≤E＜5时，海水为中度富营养状态；5≤E＜15时，海水为重度富营养状态；E＞15时，海水为严重富营养状态。

2.2 有机污染综合指数法

有机污染综合指数法A[4]的计算公式如式（2）所示。

式 中：A——有 机 污 染 指 数；CODi、Ni、Pi、DOi——COD、DIN、DIP和DO的实测值；CODs、Ns、Ps、DOs——一类海水水质COD、DIN、DIP和DO的标准值。

当A＜0，海水水质良好；0＜A＜1，海水水质较好；1＜A＜2，海水水质开始受有机污染；2＜A＜3，海水水质轻度有机污染；3＜A＜4，海水水质中度有机污染；4＜A＜5，海水水质严重有机污染。

3 结果分析与讨论

3.1 水温、盐度、透明度、pH变化

2017—2020年各航次主要水质因子调查结果如表1所示。由表1可知，整个调查区域平均温度为24.6℃（17.4～32.0℃），同一航次温度变化不大，较符合该海域各季节水体常规温度。各航次调查区域盐度均较低（16.8‰～34.16‰），表现出内湾低盐的特征；受河流输入影响，盐度空间变化较大。各航次在整个调查区域内的pH均较低，为7.6～8.3，表现出内湾低pH特征；受河流输入影响，pH空间变化较大。2017年、2018年、2020年航次对透明度进行了调查，透明度为0.2～3.0 m（均值为1.12 m），具有一定的变化，且均较低，主要可能受施工期悬浮泥沙影响，透明度较符合内湾特征。

表1 2017—2020年各航次主要水质因子调查结果

3.2 DO含量及变化

由表1可知，2017—2020年各航次的DO变化趋势与温度具有较高的一致性。

在2017年的调查中，除10月1日、3日和6日航次的DO略低于6 mg/L，符合海水水质二类标准（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），其他航次的其他站位均符合海水水质一类标准（DO＞6 mg/L）；在2018年的调查中，2018年5月31日航次的DO平均含量符合海水水质三类标准（4 mg/L＜DO≤5 mg/L），5月23日航次及7月18日航次的DO平均含量符合海水水质二类标准（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），7月26日航次及12月7日航次的DO平均含量符合海水水质一类标准（DO＞6 mg/L）；在2019年的调查中，1月14日航次、11月21日航次及11月26日航次的DO平均含量均符合海水水质一类标准（DO＞6 mg/L），5月24日航次及8月28日航次的DO平均含量均符合海水水质二类标准（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），5月30日航次及8月21日航次的DO平均含量均符合国标三类海水水质标准（4 mg/L＜DO≤5 mg/L）；在2020年的调查中，8月3日航次的DO平均含量均符合海水水质二类标准（5 mg/L＜DO≤6 mg/L），8月10日航次的DO平均含量均符合国标三类海水水质标准（4 mg/L＜DO≤5 mg/L），11月25日航次、11月29日航次的DO平均含量均符合海水水质一类标准（DO＞6 mg/L）。

3.3 COD、DIN、DIP含量及变化

2017—2020年各航次的COD、DIN、DIP调查结果及变化趋势如图2所示。根据调查结果可知，COD除2018年5月31日航次平均含量符合国标二类海水水质标准（2 mg/L＜COD＜3 mg/L），其他航次均符合海水水质一类标准（COD＜2 mg/L）；DIN除2020年8月3日航次平均含量符合海水水质二类标准，其他航次平均含量均超过了海水水质四类标准；DIP除2020年8月3日航次的平均含量符合海水水质四类标准，其他航次平均含量均超过了海水水质四类标准。调查海域的主要超标因子为DIN、DIP。

图2 2017—2020年COD、DIN、DIP含量及变化

3.4 有机污染程度及水质富营养化指标评价结果

根据2017—2020年各航次的监测结果，采用有机污染综合指数法评价研究区的有机污染状况可知，研究区的有机污染程度A的计算结果为1.76～29.90（均值为12.96，具体如图3所示），呈现较明显的有机污染情况。根据富营养化指数E的变化范围为0.70～156.81（均值为57.41，具体如图4所示），呈现重度富营养化状态。同期在该研究区域监测的绿叶素含量为0.24～6.16 mg/m3（均值为2.15 mg/m3），叶绿素a在有机污染严重的情况下，并未呈现较高的含量。

图3 有机污染指数A的变化

图4 富营养化指数E的变化

3.5 成因分析

下潭尾海域周边主要海洋工程类型为海洋生态修复工程及桥梁工程等，研究区海域在2017—2020年建设海洋工程的主要污染物为悬浮泥沙。同时，海洋生态修复工程（红树林种植）可以较好地截流DIN，从而减轻营养盐负荷[5]。因此，研究区海域营养盐严重超标的主要原因不是海洋工程的建设，而是陆源污染物的排入所致。下潭尾为河口型滨海湿地，位于同安湾湾顶，周边水系流量较小，在下潭尾排洪截污岸线整治工程及下潭尾污水处理厂完工前，研究区水体水力交换条件弱。研究区海域陆源输入的污染物主要为农业面源污染，以及区域雨污分流过程尚未彻底导致的部分农村生活污水排入。

4 结语

（1）研究区各航次COD、DIN、DIP的变化趋势呈现较高的一致性，调查海域的主要超标因子为DIN、DIP。

（2）下潭尾海域呈现较明显的有机污染及重度富营养化状态，叶绿素a在有机污染严重的情况下并未呈现较高含量，未显示出强相关性。

（3）研究区海域营养盐严重超标的主要原因不是海洋工程的建设，而是陆源污染物的排入。其陆源输入的污染物主要为农业面源污染和农村生活污水。