万宁小海海水增养殖区海域水质状况分析与评价
徐永辉1，黄文国2*，梁泰尔2
(1．国家海洋局三亚海洋环境监测站，海南三亚572000；2．海南省海洋监测预报中心，海南海口570203)
[摘要]根据海南万宁小海海水增养殖区2018~2020年3年水质监测数据，应用水质单因子污染指数法、有机污染指数评价法、富营养化水平评价法对该海域水质状况进行分析与评价，并采用GIS 软件对该海域污染因子进行绘图分析。结果表明：(1)单因子污染指数评价结果表明，该海域在监测时段主要超标因子为无机磷、化学需氧量和无机氮；(2)有机污染指数评价法结果表明，该海水增养殖区遭受有机污染的程度较轻，但2018年8月和2020年的8月水质受到污染，污染程度为3级，属于轻污染富营养化水平结果表明该海域大部分处于富营养和高富营养状态；(3)富营养化水平评价结果表明，该海域大部分处于富营养和高富营养状态；(4)从污染分布来看，主要污染物的呈现湾底浓度高且湾内向湾外递减的趋势。
[关键词]万宁小海；海水养殖区；水环境；污染；评价[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)08-0204-04
Analysis and Evaluation of Water Quality in
Xiaohai Mariculture Area of Wanning
Xu Yonghui 1,Huang Wenguo 2*,Liang Taier 2
(1.Sanya Marine Environment Monitoring Station of State Oceanic Administration,Sanya 572000；
2.Hainan Province Ocean Monitoring Forecasting,Haikou 570203,China)
Abstract:Bad on water quality monitoring data from 2018to 2020in Xiaohai Mariculture area,Wanning,Hainan,the single factor Pollution Index method,the organic pollution index method and the eutrophication level method are ud to analyze and evaluate the water quality of the a area,and the pollution factors of the a area are plotted and analyzed by GIS software.The results showed that:(1)the asssment results of single factor pollution index showed that inorganic phosphorus,Chemical oxygen demand and inorganic nitrogen were the main exceeding standard factors in the monitoring period;The level of organic pollution in the mariculture areas during the survey period was relatively low,but the water quality was polluted in August 2018and August 2020with a level 3pollution level,the results show that most of the a area is in the state of eutrophication and high eutrophication.(3)the asssment of eutrophication level shows that most of the a area is in the state of eutrophication and high eutrophication (4)from the pollution distribution,
纽约时报网站the concentration of main pollutants is high at the bottom of the bay and decreas from the inside to the outside.
Keywords:Wan Ning Xiaohai ；
mariculture area aquatic ；environment ；pollution ；evaluation
万宁小海位于海南省万宁市东部，是中国最大的泻湖内海，现面积约43平方公里，周长约41.5公里，最大水深约1.5米，与陆地港北、和乐、后安、万城等镇相接，沿岸村庄现存28个，万宁境内的太阳河、龙滚河等6条河流从不同地方汇入小海，因为出海口位于港北，又称港北小海[1]。小海经东北部港北口门与外海相连，承载着泄洪纳潮、水产养殖、生物多样性和文化景观等多项功能。
万宁小海海水增养殖区主要养殖品种为对虾、石斑鱼和军曹鱼，根据《海南省养殖区水域滩涂规划(2018~2030)》[2]，万宁小海区域大部分被划定为禁养区。本文通过2018~2020年海南万宁小海海水增养殖区开展水质环境调查，采用水质单因子污染指数
法、有机污染指数评价法、富营养化水平评价法等3种评价方法对该养殖区海域的水质状况进行综合分析，以期为该海域的海水增养殖区海洋环境保护及综合环境治理提供科学依据。
1材料及方法
1.1站位及时间
万宁小海海水质量环境的调查时间跨度长达3年，分别于2018年、2019年和2020年的5月、8月对万宁小海增养殖区进行了6个航次的调查。调查监测共设置了6个站位点，站点设置、采样时间和采样频次均保持一致，具有较强的可比性。监测站位见图1。
图1监测站位Fig.1Monitoring Station
[收稿日期]2021-03-16
[作者简介]徐永辉(1975)，男，海南三亚，助理工程师，主要从事海洋观测监测。*为通讯作者。
英语四六级开始报名第48卷总第442期
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1.2调查项目
pH 、盐度、无机氮(DIN)、溶解氧(DO)、化学耗氧量(COD)、无机磷酸盐(DIP)、石油类和重金属(铬、铅、铜、镉、汞、砷)。1.3样品的采集与处理
海水水质监测样品的采集、贮存、运输和预处理按照《海洋监测规范》(GB17378-2007)[3]和《海洋调查规范》(GB/T12763-2007)[4]等有关规定执行。将样品带回实验室，依据《海洋监测规范》(GB17378.4-2007)严格开展预处理。重金属样品，除了汞元素外，均需要过滤，然后加入MOS 级的盐酸进行固定
后待测。
1.4评价标准和评价方法1.4.1评价标准
根据《海南省海洋功能区划》(2011~2020年)，监测站位所在海域的海洋功能区划类型为海水养殖区，海水养殖区执行二类海水水质标准，因此按第二类海水水质标准进行水质评价。水质环境质量评价执行《海水水质标准》(GB3097-1997)(国家环境保护局等，1997)[5]，评价标准见表1。
表1海水二类水质标准
Tab.1Standard for Class II awater quality
pH
DIN /(mg/L)DO /(mg/L)DIP /(mg/L)COD /(mg/L)石油类/(mg/L)Cu /(mg/L)Cr /(mg/L)Pb /(mg/L)Cd /(mg/L)Hg /(mg/L)As /(mg/L)二类标准
7.8~8.5
≤0.3
≥5
≤0.030
≤3.0
≤0.05
≤0.01
≤0.1
压伤
≤0.005
≤0.005
≤0.0002
≤0.03
1.4.2评价方法
本文海水环境质量分析将采用3种评价方法：单因子污染指数法[6]、有机污染评价指数法[7]、富营养化水平评价法[8]。1.4.2.1单因子污染指数法
i i i
免费英语翻译C P S =(1)
式中：P ｉ为污染要素的质量分指数；C i 为污染要素的测定值；S i 为i 污染物的评价标准。
海水中溶解氧(DO)不同于一般的污染指标，用如下公式2计算：
()()
f i f
s DO DO
I DO DO DO -=-DO ≥f
DO () i s
DO
I DO DO =10-9DO ＜f DO (2)
式中：
DO f —现场水温及盐度条件下，水样中氧的饱和浓度DO s —溶解氧评价标准值
由于评价标准中，海水的pH 评价标准为一个范围值，而不是一个定值，因此其污染指数用公式3计算：
s
sm i D pH pH S pH i /),(-=)
(21
sd su sm pH pH pH +=)
(2
1
sd su s pH pH D -=(3)
式中S (i ,pH )为第i 站pH 的质量指数，pH i 为第i 站pH 的实测值，pH su 为pH 评价范围的上限，pH sd 为pH 评价范围的下限。1.4.2.2富营养化水平评价法
COD DIP DIN
E 6
⨯⨯=
⨯104500
(4)
式中E 为富营养化指数；COD 为化学需氧量(mg/L)；DIN 为无机氮含量(mg/L)；DIP 为活性磷酸盐含量(mg/L)。E ＞1代表水体出现富营养化，随着E 值增加，水体富营养化程度越严重。
申请美国大学表2营养水平评价等级
Tab.2The evaluation grade of nutritional level
富营养化指数营养分级
营养水平0~＜0.51贫营养0.5~＜1.02中营养1.0~＜3.03富营养≥3.0
4
高富营养
1.4.
2.3有机污染指数评价法
在有机污染评价指数法中，采用了COD ，DO ，DIN ，DIP 四种指标，对海水进行了污染程度的综合测定。此方法通过对四个指标的评价能整体反映海水水质的情况。具体计算方程式为
s
i
s i s i s i DO DO DIN DIN DIP DIP COD COD A -++=
(5)
其中A 为有机污染指数，下标i 代表实际测量值，s 代表二类水质标准。有机污染评价等级分为6级，如表3所示。
表3有机污染评价等级
Tab.3The asssment grade of organic pollution
有机污染等级
优良清洁较清洁轻污染中污染重污染A
＜0
0≤p ＜1
1≤p ＜2
2≤p ＜3
3≤p ＜4
p ≥4
2海水分析结果与评价
2.1单因子污染分析
万宁小海海水增养殖区海水单因子指数及超标次数计算结果见表4。
表4水质参数的单因子指数及超标次数计算结果schemes
Tab.4The calculation results of single factor index and times of exceeding standard of water quality parameters
评价项目
时间含量/(mg/L)单因子污染指数站位超标次数
测值范围范围均值化学需氧量
2018
0.52~4.120.23~1.360.721120190.28~1.900.09~0.630.3220200.82~3.720.27~1.220.90无机氮
2018
0.039~0.2590.13~0.860.49620190.060~0.2040.20~0.680.5020200.075~0.6000.25~2.00 1.23无机磷
2018
0.004~0.0810.20~2.70 1.191620190.006~0.0510.20~1.700.9920200.002~0.0680.10~2.27 1.22溶解氧
2018
4.87~6.840.06~1.230.1262019 2.98~6.760.00~4.64 1.172020
6.88~9.82
0.13~052
0.40
由表4可知，2018~2020年万宁小海海水增养殖区海水的主要污染因子为无机磷(DIP)、化学需氧量(COD)、无机氮(DIN)和溶解氧(DO)。
your song调查时段内，该海域受无机磷的污染较重，站位超标次数共计16次；化学需氧量和无机氮的含量年均值均满足评价标准，但部分站位出现超标情况，化学需氧量的站位超标次数为11次，无机氮的站位超标次数为6次。溶解氧含量在2018~2019年均出现部分站位超标的情况，站位超标次数达到6次。
2.2有机污染评价
2018~2020年海南万宁小海海水增养殖区海水有机污染指数评价表见表5。
表5海水有机污染指数评价结果
Tab.5The evaluation result of Organic Pollution Index of awater
2018年2019年2020年
5月8月5月8月5月8月D3N119-0.62-0.61-0.73-0.68-0.88 2.93 D3N120-0.81 3.820.950.200.81 3.28 D3N121-0.84 3.92 1.170.68 1.17 2.53 D3N122-0.57 3.18 1.640.82 1.27 2.22 D3N1230.71 3.03 2.410.810.84 2.72 D3N1240.13 3.24 2.290.570.46 3.38均值-0.33 2.76 1.290.400.61 2.85污染等级优良轻污染较清洁清洁清洁轻污染
由表5可知，监测海域各站位A值变化范围为-0.88~2.41，最低值普遍出现在口门处。调查时段内，万宁小海海水增养殖区遭受有机污染的程度较轻，但2018年8月和2020年的8月海水的有机污染指数A均大于2.0，表明水质受到污染，污染程度为3级，属于轻污染，有机污染需加以控制。2.3富营养化评价
2018~2020年万宁小海海水增养殖区富营养化指数评价表见表6。
表6海水富营养化指数评价结果
Tab.6The evaluation result of awater eutrophication index
2018年2019年2020年
5月8月5月8月5月8月D3N1190.070.050.040.050.0316.12
D3N1200.0317.87 1.150.32 2.0225.53
D3N1210.0218.29 1.830.61 3.0014.97
D3N1220.0914.62 2.420.86 3.279.33
D3N123 1.3012.69 4.350.83 1.5017.81
D3N1240.4613.66 3.650.580.4422.49
均值0.199.89 1.690.48 1.3017.50
营养水平贫营养高富营养富营养贫营养富营养高富营养
营养盐是生物生存的必须物质，但是过多会使水质富营养化，
并能诱发赤潮，导致水质恶化，该研究应用富营养化评价指数[8]
对万宁小海养殖区的营养状况进行评价。
由表6可知，调查时段内，只有2018年5月和2019年8月
的海水富营养化指数小于1.00，其它时段内海水均呈现富营养化，
特别是2018年8月和2020年的8月，该海域的海水呈高富营养
状态，极易诱发赤潮。
2.5主要污染因子分布情况
根据2018~2020年调查时段内万宁小海海水增养殖区的水质
监测结果，分别计算各站点无机磷酸盐、化学需氧量、无机氮、
溶解氧和石油类等五种主要污染因子含量的平均值，利用GIS绘
制各监测要素分布统计图(见图2~6)，结果表明该海域无机磷酸
盐、化学需氧量、无机氮、溶解氧和石油类的含量均呈现湾底浓
度高且湾内向湾外递减的趋势。
图2无机磷酸盐含量分布图
Fig.2Inorganicphosphate distribution chart
有限责任公司英文第48卷总第442期gpa
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ꞏ
图3化学需氧量含量分布图Fig.3COD distribution
chart 图4无机氮含量分布图Fig.4Nitrogen distribution
chart
图5溶解氧含量分布图Fig.5DO distribution
chart
图6石油类含量分布图Fig.6Oil distribution char
3结果与讨论
万宁小海海水增养殖区在调查时段内营养盐普遍偏高，多数时间海水处于富营养到高富营养状态，主要污染物为无机磷、化学需氧量和无机氮。近3年的无机磷含量均出现超标情况。造成海水中无机磷、化学需氧量和无机氮等有机污染物污染的主要原因是：
雅虎日语在线翻译
(1)该水域周边均为乡镇居民区，生活废水排入该水域，其中的厨余废物、洗涤废液中会含有大量有机污染物。
(2)5月和8月万宁小海降水较多，不时遭受台风侵袭，导致地表河水流量加大。除了植物部分吸收、被蒸发和填充洼地和渗入到地下之外，剩下的降水都要经流地面汇到河槽中并沿着河流下泄，携带着大量氮磷元素排入养殖区所在的水域中。
(3)万宁小海海水增养殖区周围建有大量养殖池塘，水域中也有大量网箱，养殖生产活动排出的废水也是造成海水中氮磷超标的主要原因。
(4)万宁小海为泻湖内海，加上口门纳潮量较小，水体交换条件较差，影响污染物与湾外水体的混合，不利于湾内海水自净，因此造成湾底的营养盐普遍偏高。
参考文献
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(本文文献格式：徐永辉，黄文国，梁泰尔．万宁小海海水增养殖区海域水质状况分析与评价[J]．广东化工，2021，48(8)：204-207)
