春、夏季惠州市海水环境质量及其有机污染评价

1 样品和方法

1. 1 调查站位

惠州市海洋技术中心于2016年春季(3月)和夏季(6月)开展海洋环境综合调查,分别布设站位20个和23个,涵盖海洋保护区、港口航运区、旅游休闲娱乐区、近海捕捞区、农渔业区和保留区6个类型的海洋基本功能区(图1和表1)。

1. 2 样品分析

惠州市海洋技术中心实验室是具有多项海洋与渔业环境参数检测能力的专业实验室^[3]。对采集的表层海水样品,按照《海洋环境监测规范第4部分海水分析》(GB 17378. 4—2007)进行海水环境因子的前处理和分析测定。

其中,溶解氧(DO)采用多参数水质分析仪(德国WTW Multi 350i)测定,化学需氧量(COD)采用碱性高锰酸钾法测定,无机氮(DIN)采用分光光度法测定,活性磷酸盐即无机磷(DIP)采用磷钼蓝分光光度法测定。

1. 3 评价方法

参考高范等^[7]和肖琦等^[8]对水体有机污染状况的分析,本研究利用有机污染评价指数,通过DO、COD、DIN和DIP 4个环境因子,判断海水的有机污染情况,计算公式为:

式中:A为有机污染评价指数;COD j、DIN j、DIP j 和DO j分别为COD、DIN、DIP和DO的实测质量浓度; COD s、DIN s、DIP s和DO s分别为COD、DIN、DIP和DO的标准质量浓度。若A> 1,表示海水受到有机污染;若A< 1,表示海水未受有机污染。

2 结果和讨论

2. 1 近岸海域海水环境质量

根据《国家海水质量标准》(GB 3097—1997),春季,惠州市海水DO的质量浓度符合一类海水水质标准,COD的质量浓度平均值符合二类海水水质标准,DIN的质量浓度平均值符合一类海水水质标准,DIP的质量浓度符合二、三类海水水质标准。夏季,3个站位海水DO的质量浓度符合二类海水水质标准,其余站位均符合一类海水水质标准;COD的质量浓度平均值符合一类海水水质标准;19个站位海水DIN的质量浓度符合一、二类海水水质标准,1个站位符合三类海水水质标准,3个站位为劣四类海水水质标准;21个站位海水DIP的质量浓度符合一类海水水质标准,2个站位为劣四类海水水质标准。

2. 2 海洋基本功能区海水环境质量

海洋保护区、近海捕捞区和保留区皆执行一类海水水质标准,港口航运区执行三类海水水质标准,旅游休闲娱乐区和农渔业区执行二类海水水质标准。惠州市海洋基本功能区的各海水环境因子的平均质量浓度如表3所示。

由表3可以看出,春季,海洋保护区海水DO、DIN和DIP的质量浓度均符合其环境质量要求,而COD的质量浓度超标;港口航运区海水DO、COD、DIN和DIP的质量浓度均符合其环境质量要求;旅游休闲娱乐区海水COD、DIN和DIP的质量浓度均超标,仅DO的质量浓度符合其环境质量要求;农渔业区海水DO和COD的质量浓度符合其环境质量要求,而DIN和DIP的质量浓度均超标;近海捕捞区和保留区海水COD的质量浓度超标,DO、DIN 和DIP的质量浓度均符合其环境质量要求。

夏季,海洋保护区海水COD的质量浓度超标, DO、DIN和DIP的质量浓度均符合其环境质量要求;港口航运区海水DO、COD、DIN和DIP的质量浓度均符合其环境质量要求;旅游休闲娱乐区海水DIN和DIP的质量浓度均超标,DO和COD的质量浓度符合其环境质量要求;近海捕捞区和保留区海水DO、COD、DIN和DIP的质量浓度均符合其环境质量要求。

2. 3 海水有机污染评价

根据2016年春季和夏季惠州市海水环境因子调查结果,以一类海水水质标准为参考^[8],计算海洋基本功能区和近岸海域的有机污染评价指数(表4)。

3 结语

本研究利用2016年惠州市海洋环境综合调查数据,分析其近岸海域和海洋基本功能区的海水环境质量,并评价其有机污染状况。研究结果表明:春季近岸海域海水环境质量优于夏季,DIN和DIP为主要超标因子;港口航运区海水环境质量良好,其他功能区均有环境因子超标现象;近岸海域受到有机污染,旅游休闲娱乐区在2个季节均受到有机污染,需引起重视。

作为海洋环境监测的基本参数之一,DO是海洋生物进行生命代谢活动的关键要素^{[10- 13]}。缺氧(DO质量浓度低于3. 5 mg/L)会导致海洋生物大量死亡以及海水和沉积物中部分元素的生物地球化学循环改变等,继而在近岸海域出现“死亡地带”。自20世纪60年代开始,“死亡地带”在全世界蔓延,近年来已扩展到波罗的海、黑海、墨西哥湾和中国东海等主要渔区^[10],对海洋生态系统造成极大破坏。目前惠州市海水DO的质量浓度未达到缺氧的限定值,但具有明显的季节变化,不同海洋基本功能区的差异也较大。应结合海水温度、生物活动、有机质和水动力综合分析^[10,13],避免对渔业生产造成影响。