謝海群　孫婆援　龐巧珠　張光星　邢孔敏　吳瑞

摘 要 2015年10月，對海南三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行水質(zhì)調(diào)查，調(diào)查站點布設(shè)三亞西瑁洲西端3個站點，鹿回頭南端4個站點，亞龍灣2個站點，共布設(shè)9個調(diào)查站點。分析了水溫、pH、鹽度、溶解氧、化學(xué)需氧量、活性磷酸鹽、無機(jī)氮、油類、銅、鉛、鋅、鎘、汞、砷共14項指標(biāo)。采用單項水質(zhì)指數(shù)法、有機(jī)體污染指數(shù)法以及水質(zhì)富營養(yǎng)化指數(shù)法對三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)附近海域水質(zhì)進(jìn)行分析和評價，結(jié)果顯示：該海域水質(zhì)評價指數(shù)均小于1，單因子指數(shù)較小；有機(jī)污染評價指數(shù)A<1，污染物濃度較低；富營養(yǎng)化評價指數(shù)E<1，該海域海水水質(zhì)均符合第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)處于良好狀態(tài)。

關(guān)鍵詞 水質(zhì)環(huán)境 ；單項水質(zhì)指數(shù)法 ；有機(jī)污染指數(shù)法 ；富營養(yǎng)化指數(shù)法

中圖分類號 X832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.09.014

Abstract In order to investigate the sea water quality in Sanya Coral Reef National Nature Reserve， Hainan 9 sites were set in October 2015： 3 sites at the west of Ximaozhou Island， 4 sites at the south of Luhuitou and 2 sites at Yalong Bay. A total of 14 parameters were analyzed for sea water quality evaluation， including temperature， pH， salinity， dissolved oxygen， chemical oxygen demand， active phosphate， inorganic nitrogen， oils， copper， lead， zinc， cadmium， mercury， arsenic. single water quality index （SWQI）， organic pollution index （OPI） and eutrophication index （EI）. The results showed that the SWQI， OPI and EI were all less than 1， and that the sea water quality conformed to the first class sea water quality standard， indicating the water quality was good.

Keywords water quality ； single water quality index ； organic pollution index ； eutrophication index

三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)位于海南省三亞市南部近岸及海島四周海域，地理位置在北緯18°10′30″～18°15′30″，東經(jīng)109°20′50″～109°40′30″范圍內(nèi)[1]，屬于三亞市沿海區(qū)，以鹿回頭、大東海海域為主，包括亞龍灣片區(qū)、鹿回頭半島、榆林角沿岸片區(qū)、東西瑁洲島片區(qū)。保護(hù)區(qū)面積為55.68 km2，主要保護(hù)對象為珊瑚礁，保護(hù)區(qū)于1989年建立，1990年升級為國家級自然保護(hù)區(qū)。近年來，隨著三亞的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，旅游業(yè)的開發(fā)，人類活動的加劇，對珊瑚礁的影響不容忽視，給三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)帶來一定的壓力，同時，隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)及管理水平的提高也對保護(hù)區(qū)海域產(chǎn)生了積極的作用。本文根據(jù)2013～2015年連續(xù)的海域監(jiān)測數(shù)據(jù)對該海域附近海水水質(zhì)質(zhì)量環(huán)境狀況進(jìn)行了分析評價，這對保護(hù)珊瑚礁有著重要的意義。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集與分析

于2015年10月對三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)附近海域水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測采集樣品。該保護(hù)區(qū)附近海域共布設(shè)9個站位，調(diào)查站點布設(shè)三亞西瑁洲西端3個站點；鹿回頭南端4個站點；亞龍灣2個站點（圖1）。

調(diào)查項目有：水溫（Tem）、pH、鹽度（Sal）、溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（COD）、無機(jī)磷（DIP）、無機(jī)氮（DIN）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、油類（Oil）共14項。

1.2 方法

1.2.1 監(jiān)測與分析方法

海水水質(zhì)調(diào)查項目根據(jù)水深分別采集表層和底層水樣進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測項目的分析方法依據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范》[2]和《海洋監(jiān)測規(guī)范》[3]進(jìn)行。

項目檢測依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法和使用儀器，見表1。

1.2.2 評價方法

1.2.2.1 單項水質(zhì)指數(shù)法

本文采用水質(zhì)單因子污指數(shù)評價法對該海域環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行分析與評價。

計算公式為：

Sij=Cij/Csj（1）

式中，Sij表示單項水質(zhì)參數(shù)i在第j點的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)；Cij表示污染物i在監(jiān)測點j的濃度，單位為mg/L；Csj表示水質(zhì)參數(shù)i的海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，單位為mg/L。利用單因子水質(zhì)指數(shù)法進(jìn)行評價，水質(zhì)評價因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)大于1，則表明該項水質(zhì)已超出標(biāo)準(zhǔn)[4]。

1.2.2.2 水質(zhì)有機(jī)體污染指數(shù)法[5-7]

式中，A表示海水有機(jī)體污染指數(shù)，ICOD、IDIN、IDIP、IDO分別表示監(jiān)測海域海水化學(xué)需氧量、無機(jī)氮、無機(jī)磷、溶解氧的測定值；SCOD、SDIN、SDIP、SDO分別表示監(jiān)測海域海洋功能區(qū)劃所對應(yīng)的海水水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)值。評價等級見表2。

1.2.2.3 評價標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《海南省海洋功能區(qū)劃》（2011-2020），水質(zhì)評價采用《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB3097-1997）》中的第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，實驗結(jié)果及評價標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值見表3。

1.2.3 水體富營養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法[6-7]

式中，CCOD表示監(jiān)測海域海水化學(xué)需氧量，單位為mg/L；CDIN表示監(jiān)測海域海水的無機(jī)氮含量，單位為mg/L；CDIP表示監(jiān)測海域海水的無機(jī)磷的含量，單位為mg/L；若E大于1，則說明調(diào)查海域水質(zhì)有富營養(yǎng)化現(xiàn)象，E值越高，則說明水質(zhì)富營養(yǎng)化越嚴(yán)重。

2 結(jié)果與分析

2.1 監(jiān)測海域水質(zhì)各要素分布特征

根據(jù)2015年現(xiàn)場監(jiān)測及測試結(jié)果可知，（1）表層水溫：平均值為27.5℃，變化范圍在27.2～28.5℃；（2）pH值：變化范圍在8.11～8.21，平均值為8.15，最大值為8.21出現(xiàn)在062號站表層，各站位之間pH值存在差異，但變化值不大；（3）鹽度值：該調(diào)查海域鹽度平均值為33.202，變化范圍在32.723～33.427，最大值為33.427出現(xiàn)在062號站表層，處于西瑁洲附近的062、063、064站位鹽度較高；（4）溶解氧：調(diào)查海域結(jié)果顯示溶解氧含量平均值為6.59 mg/L，其變化范圍在6.21～6.82 mg/L，各監(jiān)測站位之間溶解氧含量變化值不大，分布較均勻，最大值出現(xiàn)在西瑁洲附近的062號站底層值為6.82 mg/L；（5）化學(xué)需氧量：化學(xué)需氧量含量變化值在0.25～0.47 mg/L，平均值為0.38 mg/L，本次調(diào)查該海域各站位間化學(xué)需氧量含量變化較小，分布較均勻。最小值為0.25 mg/L，最大值0.47 mg/L僅出現(xiàn)在鹿回頭以南的066號站位；（6）無機(jī)氮：本次調(diào)查海域無機(jī)氮含量平均值為0.08 mg/L，含量變化范圍在0.03～0.13 mg/L，各站位間的含量變化不大，最高值為0.13 mg/L，出現(xiàn)在065和067號站的表層，最小值0.03 mg/L，出現(xiàn)在070號站的表層；（7）無機(jī)磷：調(diào)查結(jié)果顯示無機(jī)磷含量平均值為0.005 mg/L，變化范圍在0.002～0.010 mg/L，最大值出現(xiàn)在067號站。各測站間的測值有一定的差異，但變化值都不大。無機(jī)氮、無機(jī)磷含量最大值同時出現(xiàn)在067號站位，該站位處于鹿回頭以南三亞港附近，受人類活動影響及船舶的影響較大；（8）石油：調(diào)查海域表層石油含量平均值為0.013 mg/L，變化范圍在0.010～0.036 mg/L；表層石油含量較高，調(diào)查海域?qū)儆诼糜尉包c，往來游艇較多，因此表層石油含量較高且分布均勻；（9）銅：銅含量變化范圍在0.001 1～0.001 7 mg/L，含量平均值為0.001 5 mg/L，各站位間的表底層含量變化較小，含量最高值在068號站的表層，最小值在067號站的表層；（10）鋅：鋅含量平均值為0.009 8 mg/L，變化范圍在0.007 1～0.013 5 mg/L，各站位之間鋅含量測值存在一定的差異，其中最大值出現(xiàn)在062號站的表層；（11） 鉛：調(diào)查海域鉛含量平均值為0.000 74 mg/L，變化范圍在0.000 64 ～0.000 86 mg/L，最大值出現(xiàn)在065號站表層，最小值出現(xiàn)在062號站底層。各站位間的測值變化不大，分布相對比較均勻；（12） 鎘：鎘含量平均值為0.000 07 mg/L，變化范圍在0.000 06～0.000 08 mg/L。最大值0.000 08 mg/L同時出現(xiàn)在063號站底層、065號站表層、066號站底層、067號站表層、068號站表層、070號站表層，最小值0.06 μg/L同時出現(xiàn)在063號站和069號站，鎘含量在該調(diào)查海域分布十分均勻；（13）汞、砷：汞含量變化范圍在0.000 02～0.000 04 mg/L，平均值為0.000 03 mg/L，最大值出現(xiàn)在065號站表層，最小值出現(xiàn)在068號站表層，各調(diào)查站位間含量值變化不大，但存在一定的差異。砷含量變化范圍在0.000 9～0.001 5 mg/L，含量平均值為0.001 1 mg/L，最大值出現(xiàn)在065號站表層，最小值出現(xiàn)在062號站表層和070號站表層。汞、砷含量主要分布在065號站，該處主要受三亞港港口影響較大。

2.2 評價結(jié)果

2.2.1 單項水質(zhì)評價

調(diào)查海域站位均處在三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)，根據(jù)《海南省海洋功能區(qū)劃》（2011-2020）和《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB3097-1997）》相關(guān)要求，海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)均執(zhí)行第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。單項水質(zhì)評價指數(shù)見表4。由表4可知，各單項評價標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)值均小于1，站位超標(biāo)率均為零，調(diào)查海域海水水質(zhì)均滿足第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可見，三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)水質(zhì)處于良好的狀態(tài)。

2.2.2 有機(jī)污染評價結(jié)果

三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)調(diào)查海域水質(zhì)有機(jī)污染指數(shù)計算結(jié)果見表5。由表5可知，065號站表層、066號站底層、067號站表層有機(jī)污染指數(shù)0

2.2.3 富營養(yǎng)化評價結(jié)果

三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)營養(yǎng)化指數(shù)計算結(jié)果如表6。由表6計算結(jié)果可知，調(diào)查海域所有監(jiān)測站位海水營養(yǎng)化指數(shù)E值均小于1，最大值僅為0.130，出現(xiàn)在067號站表層；最小值為0.007，出現(xiàn)在062號站底層。由此表明，該調(diào)查海域附近海水水質(zhì)處于良好的狀態(tài)。

2.3 歷史資料對比分析

近年來，隨著國際旅游島的建設(shè)，三亞作為海洋資源豐厚的城市也倍受人們的關(guān)注。

在2011～2014年期間，鄭洋、倪建宇等[8]對三亞亞龍灣珊瑚礁區(qū)水體環(huán)境特征研究顯示，2011年無機(jī)氮含量在0.09～0.20 mg/L，2012年無機(jī)氮的含量在0.04～0.07 mg/L，2013年監(jiān)測值較大，個別站位超出第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2014年無機(jī)氮含量在0.01～0.05 mg/L，磷酸鹽的含量較低，個別站位測值均低于檢出限，營養(yǎng)元素含量較低?？傮w來看，亞龍灣水質(zhì)處于良好狀態(tài)。在2011～2013年期間，海南省海洋監(jiān)測預(yù)報中心對西瑁洲附近海域水質(zhì)要求的研究[9]結(jié)果顯示，COD變化含量在0.19～0.27 mg/L，DO含量在6.33～6.57 mg/L，無機(jī)氮含量變化在0.014～0.056 mg/L，各項指標(biāo)含量都較低。結(jié)合海南省海洋與漁業(yè)科學(xué)院2013～2015年對三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)監(jiān)測結(jié)果可知：2013年無機(jī)氮含量最大測值為0.076 mg/L，2014年無機(jī)氮含量最大測值為0.165 mg/L；無機(jī)磷含量測值較低，在2013年最大測值為0.007 mg/L，在2014年監(jiān)測無機(jī)磷最大值為0.011 mg/L；2013年表層石油含量分布較均勻，含量較低，最大值為0.018 mg/L，2014年表層石油有所增高，其中最大值為0.043 mg/L，平均值達(dá)0.03 mg/L；但所有監(jiān)測值均滿足第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。見表7。

3 結(jié)論與討論

2013～2015年期間，海南省海洋與漁業(yè)科學(xué)院對三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)（西瑁洲、鹿回頭、亞龍灣）海水監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，近年來該保護(hù)區(qū)水體pH、COD、無機(jī)氮等各項監(jiān)測數(shù)據(jù)有一定的差異，但差異不大。水體中溶解氧、化學(xué)需氧量、無機(jī)氮、無機(jī)磷及重金屬等各項指標(biāo)含量都較低，單項水質(zhì)評價指數(shù)值均小于1，有機(jī)污染評價指數(shù)值A(chǔ)及富營養(yǎng)化指數(shù)E值也均小于1，該調(diào)查海域水質(zhì)均滿足第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，具有較好的水質(zhì)。

綜上所述，海南三亞珊瑚礁國家級自然保護(hù)區(qū)水質(zhì)均滿足海洋功能區(qū)劃要求，符合第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，海水水質(zhì)質(zhì)量處于良好的狀態(tài)，可滿足珊瑚礁的生長。

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