三都澳水产养殖海域水质情况分析

    黄匡南 陈彩珍 陈佳 柯巧珍 翁华松 余训凯 潘滢

    

    

    

    摘?要：为了解三都澳水产养殖水域水质的污染情况，2015 年 1-12 月对三都澳三个水产养殖区的水温、pH、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、亚硝酸盐（NO-2-N）、硝酸盐（NO-3-N）、氨氮（NH+4-N）及活性磷酸盐（PO3-4-P）进行测定，通过富营养指数和有机污染指数法分析水质周年变化。结果表明，三都澳三个水产养殖点水体的DO、pH、COD均不超标，但养殖水域已受到一定程度的污染，全年处于富营养化状态，主要污染问题是水体中无机氮和磷酸盐超标，在秋季尤为明显，表现为轻度污染。

    关键词：三都澳;养殖水域;水质

    三都澳区域位于福建省沿海东北部的宁德市境内（北纬26°30′-26°58′，东 经 119 °26 ′-120°10′），海域面积714 km2，10 m以上深水面积173 km2，是中国最大的大黄鱼养殖基地[1-2]。近年来，由于工业的发展，城市人口急剧增加，大量的工业废水和城市生活污水排入三都澳海域，对海域内的海水质量产生了不可忽视的影响[3]。同时，随着以大黄鱼等网箱养殖为主导的水产行业迅猛发展，大量的养鱼残饵和生物排泄物进入水体，使水产养殖区的水质受到一定的影响[4]。

    因此，研究和分析三都澳水产养殖水域水质的污染情况及变化趋势，针对水质存在的问题，采取相对应的解决措施，对改善三都澳水产养殖区的环境质量， 保证三都澳水产养殖区及沿岸各行业的综合、协调发展，尤其是海洋产业的持续稳定高速发展具有重要的意义。

    1?材料和方法

    1.1?采样方法

    调查海域的采样点设置在秋竹村、长壁及大湾三个海水养殖区，其站点的分布见图1，站点1为三都镇秋竹村海域（119°44′08.63″E，26°36′4820″N）;站点2为长壁海域（119°43′46.60″E，26°36′54.21″N）;站点3为大湾海域（119°42′2528″E，26°38′19.16″N）。于2015年1-12月期间，用水质取样器对表层海水进行采样，采集0.5 m深水样，每月大小潮水各采样一次。其中，大湾水产养殖区因部分特殊原因，监测时间较晚，只有9-12月份水质监测数据。

    1.2?监测项目及测定方法

    监测项目包括水温、pH、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、亚硝酸盐（NO-2-N）、硝酸盐（NO-3-N）、氨氮（NH+4-N）及活性磷酸盐（PO3-4-P），各监测项目样品采集、贮存、运输、前处理分析均按海洋监测规范（GB 17378.4-2007）[5]进行。其中，DO含量测定采用碘量法;COD含量测定采用碱性高锰酸钾法，检出限为0.15 mg/L;氨氮含量测定采用次溴酸盐氧化法;亚硝酸盐含量测定采用萘乙二胺分光光度法;硝酸盐含量测定采用锌-镉还原法;活性磷酸盐含量测定采用磷钼蓝法。

    1.3?评价方法

    水质评价标准执行 GB 3097-1997《海水水质标准》第二类标准值（无机氮：0.30 mg/L，活性磷酸盐：0.030 mg/L）[6]。水体富营养化等级判定标准、海水营养级划分标准、有机污染指数划分标准分别见表1、表2及表3。

    2?结果与分析

    2.1?水质周年情况

    从表4可以看出，秋竹、长壁及大湾水产养殖区（9-12月）三个监测站点水体年度温度平均值分别为21.4、21.4及23.3 ℃;年度pH平均值分别为7.95、7.94及7.89;年度DO平均值分别为6.71、6.43及6.19 mg/L;水体COD含量远小于3 mg/L，符合二类水质标准。

    水体中pH值呈现季节变化，春季=秋季<夏季=冬季;DO，春季=冬季>夏季=秋季。

    DIN浓度呈现季节变化规律，冬>秋>春>夏。其中NO-3-N和NO-2-N浓度的季节变化尤为明显。体现为NO-3-N的浓度在冬季最高，其次為秋季、春季，夏季最低，总体表现为冬季>秋季>春季>夏季。NO-2N浓度冬季偏低，夏季较高，总体表现为夏季>秋季>春季>冬季。水体PO3-4P浓度以秋季最高，冬季最低。

    春季（3-5月份）水温较低，海水表层生物量低，浮游植物生长缓慢，无机氮含量由于冬季以及早春的积累含量相对较高;进入夏季（6月份）后，海水表层在适宜的温度和光照条件下，藻类等浮游植物增加，无机氮含量有所下降，至7月份，水温在27 ℃左右，藻类等浮游植物开始大量生长繁殖，海区的营养盐被大量消耗，含量急剧下降;进入秋季（9-11月份），霍童溪等陆源径流大量雨水的注入，带来沿岸的营养盐及市政排污口污水中的大量营养盐排放入海，养殖区底部多年来沉积的养殖残饵受水流等影响，部分营养盐上升到海水表层。这些因素使三都澳养殖区无机氮和活性磷酸盐含量在秋季有所上升;另一方面，由于秋季9月份后水温下降至24.5 ℃左右，浮游植物数量减少，于是水体中的无机氮大量积蓄[9]。

    2.2?海水富营养化评价

    目前广泛应用于中国近海岸富营养化现状评价的方法为富营养指数（E）法[7]，计算公式如下：

    E=COD×DIN×DIP×1064 500

    式中：E为富营养化指数，当E>1时，表示水体呈现富营养化状态，E值越大，富营养化程度越严重;COD为化学需氧量浓度，mg/L;DIN为无机氮浓度，即亚硝酸盐-氮（NO-2-N）、硝酸盐-氮（NO-3-N）和氨氮（NH+4-N）的总和，mg/L;DIP为活性磷酸盐浓度，mg/L。

    同时，综合考虑N、P对浮游植物的限制作用，结合1998年郭卫东[8]等以潜在性富营养化概念为基础，提出的潜在性富营养化法（表2），对三都澳水产养殖海域水质富营养化进行评价，评价结果见表5。从表5可知，三个监测站点四季E>1，秋季达最大值，全年均处于富营养化状态;春、夏两季为中度营养，秋季为富营养，冬季则呈现磷中等限制潜在性富营养。磷中等限制潜在性富营养说明富营养化水体中氮含量大大超过磷的含量，N/P比值不平衡。一般来说，沿岸和较封闭水域易发生磷限制富营养[10]。

    2.3?海水有机污染指数评价

    有机污染指数（A）法[11]计算公式如下：

    A=CODiCODs+DINiDINs+DIPiDIPs-DOiDOs式中：A为有机污染指数;CODi、DINi、DIPi、DOi分别为三个水产养殖区的实测值，mg·L-1;CODs、DINs、DIPs、DOs分别为二类海水水质标准值，CODs 为3 mg·L-1;DINs为0.3 mg·L-1;DIPs为0.030 mg·L-1;DOs为5 mg·L-1。

    从表6可以看出，监测站点水质有机污染程度在夏季开始受到污染，秋季污染加重为轻度污染，冬季缓解，春季恢复较好水质。

    3?讨论

    2015年的水质评价结果表明，三都澳养殖区水体的DO、pH、COD均不超标，但养殖水域已受到一定程度的污染，主要污染问题是水体中无机氮和磷酸盐超标。在秋季尤为明显，表现为轻度污染。造成水体氮、磷含量超标的主要原因，一是工业和城市生活污水通过霍童溪等径流排入三都澳海域;二是以大黄鱼等网箱养殖为主导的水产行业迅猛发展，大量的养鱼残饵和生物排泄物进入水体。

    为保护三都澳养殖水体环境，保障三都澳水产养殖区及沿岸各行业的综合、协调发展，尤其是海洋产业的持续稳定高速发展，建议：一是削减陆域污染源，污水处理采用脱氮脱磷工艺;二是优化养殖结构，发展海底增养殖，利用和减少沉积营养物质;三是改进投喂技术，提高飼料质量，如饲料的颗粒黏度、转化率等。

    参考文献：

    [1] 纪炜炜，周进.三都澳大型底栖动物群落结构及其对水产养殖的响应[J].中国水产科学，2012，19（3）：491-499.

    [2] 张远.福建省三都澳在海峡西岸建设中发展战略的思考[J].经济与社会发展，2008，6（7）：88-90.

    [3] 黄标. 三都澳水质富营养化程度评价及污染防治对策[D]. 厦门：厦门大学，2002：27-28.

    [4] 薛岚，雷莹.三都澳水质状况与水产养殖关系的探讨[J].宁德师专学报，2006，18（2）：129-131.

    [5] 国家技术监督局.海洋监测规范 第4部分：海水分析：GB 17378.4-2007[S].北京：中国标准出版社，2007.

    [6] 国家海洋局.海水水质标准：GB 3097-1997[S]. 北京：中国标准出版社，1998.

    [7] 邹景忠，董丽萍，秦保平，等.渤海湾富营养化和赤潮的初步探讨[J].海洋科学，1983，4（2）： 41-54.

    [8] 郭卫东，章小明，杨逸萍，等. 中国近岸海域潜在性富营养化程度的评价[J]. 台湾海峡，1998 ，17 （1） ：64～70.

    [9] 林永添.三都湾大黄鱼网箱养殖区海水营养盐状况的初步研究[J].福建水产，2013，35（3）：211-217.

    [10] 尹艳娥，沈新强，蒋玫，等.长江口及邻近海域富营养化趋势分析及与环境因子关系[J].生态环境学报，2014，23（4）：622-629.

    [11] 国家海洋局.海水增养殖区监测技术规程[M].国家海洋局，2002：10-13.