張際標(biāo),張 鵬,戴培東,賴進(jìn)余,陳 育

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海南島近岸海域溶解無(wú)機(jī)磷時(shí)空分布及富營(yíng)養(yǎng)化

張際標(biāo),張 鵬*,戴培東,賴進(jìn)余,陳 育

(廣東海洋大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院,廣東 湛江 524088)

根據(jù)2016年枯水季、豐水季和平水季海南島近岸海域表層海水現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料,對(duì)該海域表層海水中溶解無(wú)機(jī)磷(DIP)的時(shí)空分布特征進(jìn)行研究,評(píng)價(jià)其污染水平和營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu),分析該海域富營(yíng)養(yǎng)化程度,并探討了研究區(qū)域DIP的主要來(lái)源及與環(huán)境因子之間的關(guān)系.結(jié)果表明,海南島近岸海域表層海水DIP的平均濃度為(0.008±0.006) mg/L,濃度范圍為0.000~0.062mg/L,萬(wàn)寧小海海域是3個(gè)水季的主要污染區(qū)域;平水季研究海域DIP污染水平高于枯水季與豐水季;富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)變化范圍為0.00~3.94,平均為(0.21±0.46),總體上海南島近岸表層海水富營(yíng)養(yǎng)化程度較低,但局部海域富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題依然突出.

溶解無(wú)機(jī)磷；污染評(píng)價(jià)；富營(yíng)養(yǎng)化；影響因素；海南島近岸海域

磷是海洋生物賴以生存的生源要素之一,它的分布及含量直接影響海區(qū)初級(jí)生產(chǎn)力及浮游生物的種類、數(shù)量和分布[1-3].海洋中磷的主要來(lái)源是從大陸徑流帶來(lái)的巖石風(fēng)化物質(zhì),有機(jī)質(zhì)腐解產(chǎn)物及排入河川的廢棄物.同時(shí),海洋生物的腐解、海中風(fēng)化作用、極區(qū)冰川作用、火山及海底熱泉、大氣塵降也都為海水提供營(yíng)養(yǎng)元素[3-4].然而,近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,人類活動(dòng)加劇,近海河口區(qū)海水環(huán)境受到陸源污染物影響日益加劇[5-7].河口與海洋交匯點(diǎn)是陸海相互作用和生產(chǎn)力最高的區(qū)域,其水動(dòng)力環(huán)境、生物地球化學(xué)過(guò)程及人類活動(dòng)等因素相互作用過(guò)程十分復(fù)雜,近幾十年來(lái)全球河口海岸帶環(huán)境污染越來(lái)越突出,其中富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題是其中最嚴(yán)重問(wèn)題之一[8-10].目前,近岸海域溶解無(wú)機(jī)氮(DIN)和活性磷酸鹽(PO4-P)濃度普遍偏高,以及由此而帶來(lái)的富營(yíng)養(yǎng)化是我國(guó)沿岸水域最突出的環(huán)境問(wèn)題之一[11].海南作為生態(tài)環(huán)境大省,近年來(lái)海南國(guó)際旅游島建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)一步加快,促進(jìn)了海南工業(yè)、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)、地產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)等多項(xiàng)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的快速發(fā)展,但也導(dǎo)致了近岸海域環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重[12].根據(jù)海南省環(huán)境狀況公報(bào)顯示,2015年海南省近岸海域劣四類海水面積約占5.4%,受養(yǎng)殖廢水和城市生活污水影響局部近海海域水質(zhì)還有惡化趨勢(shì).例如,與2014年相比,萬(wàn)寧小海和三亞河入?？诤Ｓ蛩|(zhì)均出現(xiàn)不同程度的下降,甚至局部海域有赤潮暴發(fā)[13-14].

目前,對(duì)海南島近岸中的主要化學(xué)污染物[15-18]、沉積物中重金屬[19-20]、生態(tài)環(huán)境[21-22]、赤潮[22]等環(huán)境問(wèn)題均有文獻(xiàn)報(bào)道,但對(duì)有關(guān)溶解無(wú)機(jī)磷(DIP)與海水富營(yíng)養(yǎng)化關(guān)系的研究很少并只限于局部海域[23-24],且尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)海南島全島近岸海域DIP時(shí)空分布及海水富營(yíng)養(yǎng)化方面的研究報(bào)道.隨著海南省經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,近海受沿岸陸源排污、海水殖業(yè)、港口碼頭航運(yùn)等人類活動(dòng)的影響日益加劇陸源污染物的排放也日趨顯著,海水富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題依然突出.因此,本文根據(jù)海南省環(huán)保廳2016年枯水季、豐水季和平水季3個(gè)季節(jié)的調(diào)查數(shù)據(jù),開(kāi)展對(duì)整個(gè)海南島近岸海域DIP時(shí)空分布特征的分析,并對(duì)其影響因素以及海水富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)行探討,為有效遏制海南島局部近岸海域污染問(wèn)題和防控海南島近岸海域富營(yíng)養(yǎng)化海洋環(huán)境問(wèn)題提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累,同時(shí)為今后海南島近海環(huán)境的綜合管理提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來(lái)源

海南島位于中國(guó)最南端,北隔瓊州海峽,與雷州半島相望.海南島是中國(guó)僅次于臺(tái)灣島的第二大島,所轄海域面積約200萬(wàn)km2,占全國(guó)海域面積的42.3%.海南全省海岸線總長(zhǎng)為1928km,其中海南島海岸線長(zhǎng)1618km,2016年全省年平均氣溫25.1℃,年均降雨量2176.7mm[25].本文調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)源于海南省生態(tài)環(huán)境保護(hù)廳(http://www.hnsthb.gov.cn/),其中2016 年 3月、4月代表枯水季,7月、8月代表豐水季,10月、11月是平水季.為了保證3個(gè)水期的可比性,本文采用了82個(gè)共同站位,如圖1所示.COD水樣采集后加入2~3滴濃H2SO4固定并冷藏保存,在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用堿性高錳酸鉀法測(cè)定.DIN和DIP水樣先用0.45μm醋酸纖維濾膜過(guò)濾,并冷藏保存.按照《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》(GB17378-2007)[26]中的要求,分別采用萘乙二胺分光光度法、鎘柱還原法、次溴酸鹽氧化法、磷鉬藍(lán)分光光度法測(cè)定溶解無(wú)機(jī)態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽–亞硝酸鹽(NO2--N)、硝酸鹽(NO3--N)、銨鹽(NH4+-N)、磷酸鹽(PO43--P),雙份平行測(cè)定.溶解無(wú)機(jī)氮(DIN)為NO2--N、NO3--N和NH4+-N三者之和,DIP為PO43--P,溶解氧(DO)、溫度(T)、酸堿度(pH值)等其他環(huán)境因子根據(jù)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》(GB17378-2007)[26]測(cè)定.

圖1 海南島近海研究區(qū)域及表層海水監(jiān)測(cè)站位

Fig.1 Investigated adjacent coastal water areas of Hainan Island and monitoring stations of surface coastal water

1.2 數(shù)據(jù)處理與分析

采用地理信息系統(tǒng)ArcGIS(10.2)繪制海南島監(jiān)測(cè)站位示意圖;采用Ocean Data View(4.0)軟件繪制DIP濃度和富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)空間分布圖;采用OriginLab.Origin(9.0)軟件繪制DIP污染指數(shù)和N/P圖;數(shù)據(jù)處理使用Excel軟件,并通過(guò)SPSS軟件進(jìn)行顯著性水平分析,本文中數(shù)據(jù)均以算術(shù)平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差( Mean±SD)表示.

2 結(jié)果與討論

2.1 海南島近岸海域表層海水中DIP水平分布特征

2016年調(diào)查期間,海南島近岸海域表層DIP的平均濃度為(0.008±0.006)mg/L,濃度范圍為0.000~ 0.062mg/L.其中枯水季DIP平均濃度為(0.007 ± 0.004) mg/L,濃度范圍為0.000~0.026mg/L,水平分布呈現(xiàn)由近岸向遠(yuǎn)岸逐漸遞減的趨勢(shì)(圖2a),最高濃度值出現(xiàn)在71站位萬(wàn)寧小海海域.豐水季DIP的平均濃度為(0.008±0.004) mg/L,濃度范圍為0.000~ 0.025mg/L(圖2b),最高值也出現(xiàn)在71站位萬(wàn)寧小海海域.平水季DIP的平均濃度為(0.010±0.009) mg/L,濃度范圍為0.001~0.062mg/L(圖2c),最高值出現(xiàn)在39站位新村港附近海域.萬(wàn)寧小海是半封閉性海域,其海水交換能力較弱,太陽(yáng)河、龍首河、龍尾河、南山河等8條大小河流匯集入小海,沿岸養(yǎng)殖和餐飲排放占用海域無(wú)序經(jīng)營(yíng),廢水和生活垃圾排入小海,可能是DIP濃度超標(biāo)的重要原因.總體上,海南島近岸海域表層海水DIP濃度在枯、豐、平3個(gè)水季存在顯著差異<0.01).

2.2 海南島近岸海域DIP污染評(píng)價(jià)

根據(jù)海水水質(zhì)評(píng)價(jià)方法,DIP污染評(píng)價(jià)通常采用周愛(ài)國(guó)等[27]提出的單因子污染指數(shù)(P)法,其計(jì)算公式如下:

式中:C和S分別為DIP實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值,本文以我國(guó)國(guó)家Ⅰ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)DIP￡0.015mg/ L,Ⅱ類和Ⅲ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)DIP￡0.030mg/L評(píng)價(jià)[28].當(dāng)P>1時(shí),被視為超標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì),水體已經(jīng)受到污染;當(dāng)P￡1時(shí),表明水體未受到污染,水體受污染程度隨P值的增大而加重.其中82個(gè)研究站位中有2個(gè)Ⅲ類海水站位和16個(gè)Ⅱ類海水站位,其他均為Ⅰ類海水站位.DIP的污染評(píng)價(jià)計(jì)算結(jié)果如表1所示.

表1 海南島近岸海域DIP污染評(píng)價(jià)

由表1可見(jiàn),該調(diào)查海域DIP污染指數(shù)范圍為0.000~2.067,均值為(0.459±0.289).其中,枯水季DIP污染指數(shù)范圍為0.000~1.067,平均污染指數(shù)為(0.402± 0.245),站位超標(biāo)率為1.2%;豐水季DIP污染指數(shù)均值相對(duì)較高,范圍在0.000~0.933,平均指數(shù)為(0.446± 0.259),站位超標(biāo)率為0.0%;平水季DIP污染指數(shù)相對(duì)枯水季和豐水季較高,范圍在0.067~2.067,平均指數(shù)為(0.528±0.341),站位超標(biāo)率達(dá)到6.1%.總體來(lái)說(shuō),調(diào)查期間海南島近岸海域仍處于國(guó)家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)正常范圍,只有局部水域污染指數(shù)超標(biāo),水體受到污染,且平水季超標(biāo)受污染水域比枯水季與豐水季多.一方面,這可能是秋季水溫下降,海水中浮游植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收降低,導(dǎo)致水體中DIP的含量逐漸升高;另一方面,在平水季調(diào)查季節(jié)中,由于海南島受臺(tái)風(fēng)影響帶來(lái)的強(qiáng)降雨天氣,短時(shí)間內(nèi)陸源輸入也有可能使海水中DIP偏高.圖3顯示,海南島近岸局部海域已受到DIP的污染.枯水季近岸表層海水整體上未受到DIP的污染,只有80站位面前海灣附近海域P>1,超過(guò)國(guó)家Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).與枯水季相比,豐水季研究海域DIP超標(biāo)率有所減少,沒(méi)有出現(xiàn)超標(biāo)站位.平水季有5個(gè)站位超標(biāo),其中39站位新村港附近海域超標(biāo)較嚴(yán)重,新村港附近海域與萬(wàn)寧小海相似,都是半封閉性海域,海水交換能力較弱,可能是DIP濃度超標(biāo)的重要原因.總體上,該調(diào)查海域表層海水DIP污染程度表現(xiàn)為平水季>豐水季>枯水季.

圖3 海南島3個(gè)水季近岸海域DIP污染指數(shù)

海洋浮游植物體內(nèi)N/P的正常值為12~22,平均值為Redfield比值16[29].水環(huán)境可利用的氮和磷在這一比值范圍內(nèi)被認(rèn)為最適宜浮游植物生長(zhǎng)[30-31].在富營(yíng)養(yǎng)化水體,氮素和磷素都較豐富,而N/P 值往往被看成是赤潮發(fā)生的決定性因素.圖4顯示,在海南島近海水體中,總體上N/P范圍在2~744,平均值(46.8±78.6),海域水體整體上N相對(duì)過(guò)剩而P相對(duì)不足,表現(xiàn)為P限制特征,這可能會(huì)影響海南島近海水體中浮游植物的初級(jí)生產(chǎn)率、種類分布和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu).

圖4 海南島3個(gè)水季近岸海域N/P值

2.3 海南島近岸海域富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)

為了綜合評(píng)價(jià)海南島近岸海域富營(yíng)養(yǎng)化程度,本文根據(jù)DIP、DIN和COD調(diào)查數(shù)據(jù),應(yīng)用綜合指數(shù)方法計(jì)算調(diào)查海域富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)()[32-33],其計(jì)算公式如下:

式中:COD、DIN和DIP分別為COD、DIN和DIP的濃度,mg/L.當(dāng)該指數(shù)31時(shí),表示海域水體已呈富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),值越大,富營(yíng)養(yǎng)化程度越嚴(yán)重.

由表2可見(jiàn),該研究海域富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)范圍在0.00~3.94,變化范圍較大,均值為(0.21±0.46),表明整體上海南島近岸海域水體營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)較低.通過(guò)ANOVA分析表明,該研究海域富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)在枯水季、豐水季和平水季富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)不存在顯著性差異(>0.05).如圖5所示,枯水季表層海水中范圍為0.00~1.42,平均值為(0.15±0.25).豐水季時(shí),表層海水中范圍為0.00~3.86,平均值為(0.16±0.43),與枯水季相近,僅高0.01.平水季表層海水中范圍為0.00~3.94,平均值為(0.30±0.61),比枯水季平均值高了0.15.平水季的平均值明顯高于枯水季和豐水季,這表明就整個(gè)海南省近岸海域而言,平水季的富營(yíng)養(yǎng)化程度較其他2個(gè)水季要高,這可能是由于調(diào)查期間平水期內(nèi)海南島受強(qiáng)降雨影響,降雨導(dǎo)致河流徑流顯著增大,陸源入海污染物通量變大. 進(jìn)一步從空間上分析表明,位于萬(wàn)寧小海附近海域的71站位枯水季表層海水中為0.87,DIN濃度比豐水季和平水季低,可能由于枯水季降水量較少,入海水量減少導(dǎo)致入海污染物通量降低導(dǎo)致的.然而,在豐水季和平水季表層海水中呈現(xiàn)嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),分別為3.86,3.94,豐水季和平水季該站位海域表層海水中DIP、DIN和COD的濃度均屬于較高水平,導(dǎo)致表層海水中富營(yíng)養(yǎng)化程度高.海南近岸海域31的站位分別占整個(gè)調(diào)查海域的2.4%、1.4%和4.9%.這表明總體上海南島近岸表層海水富營(yíng)養(yǎng)化程度較低,但局部海域富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題依然突出.

表2 海南島近岸海域表層海水富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)

2.4 影響海南島近海DIP濃度環(huán)境因子分析

表3 海南島近海DIP濃度與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系

注: **標(biāo)示置信水平在99%以上,*標(biāo)示置信水平在95%以上.

由海南島近岸海域DIP與環(huán)境因子之間的相關(guān)分析(表3)可見(jiàn),枯、豐、平3個(gè)水季表層海水中DIP與pH值和DO 均存在一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系(<0.05),可能是由于陸源徑流有機(jī)污染物輸入的不斷增加為表層浮游植物的生長(zhǎng)提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ),有機(jī)物降解過(guò)程消耗水體中氧氣,從而加劇了該水域的氧消耗,同時(shí)部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水體中DIP[34-36].其中豐水季表層海水中DIP與鹽度(PSU)存在顯著的負(fù)相關(guān)性(<0.01),表明海南島豐水季節(jié)表層海水中DIP主要來(lái)自于陸源營(yíng)養(yǎng)鹽的輸送[23-24].同時(shí),豐水季內(nèi)DIP與COD呈顯著正相關(guān)(<0.01),表明DIP和COD可能具有一定的相同來(lái)源特征.在平水期內(nèi),表層海水中DIP濃度分別與DIN和DO濃度呈顯著正相關(guān)和負(fù)相關(guān),這說(shuō)明在平水期內(nèi)表層海水中DIP與DIN可能具有相同來(lái)源和歸宿,可能是來(lái)自生物體耗氧分解的產(chǎn)物[37].

3 結(jié)論

3.1 受陸源污染物輸入和水動(dòng)力過(guò)程的影響,枯、豐、平3個(gè)水季海南島近岸海域表層海水DIP總體的平均濃度為(0.008±0.006)mg/L,濃度范圍為0.000~ 0.062mg/L.其濃度在枯、豐、平3個(gè)水季之間存在顯著差異(<0.01).調(diào)查期間海南島近岸海域表層海水只有局部海域超標(biāo),水體受到污染,平水季DIP站位超標(biāo)率高于枯水季和豐水季.局部海域N/P值偏高,造成營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)失衡,可能出現(xiàn)磷限制浮游植物生長(zhǎng)現(xiàn)象.

3.2 海南島近岸海域表層海水富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)變化范圍是0.00~3.94,均值為(0.21±0.46),表層海水富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)在枯、豐、平3個(gè)水季之間并不存在顯著差異.平水季富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)平均值高于枯水季和豐水季.萬(wàn)寧小海臨近海域豐水季和平水季表層海水中呈現(xiàn)嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài).總體上海南島近岸表層海水富營(yíng)養(yǎng)化程度較低,但局部海域富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題依然突出.

3.3 海南島近岸海域枯、豐、平3個(gè)水季表層海水中DIP與pH值和DO 均存在一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系(<0.05).豐水季表層海水中DIP與鹽度存在顯著的負(fù)相關(guān)性(<0.01),表明海南島豐水季節(jié)表層海水中DIP主要來(lái)自于陸源營(yíng)養(yǎng)鹽的輸送.同時(shí),豐水季內(nèi)DIP與COD呈顯著正相關(guān)(<0.01),表明DIP和COD可能具有一定的相同來(lái)源特征.在平水期內(nèi),表層海水中DIP濃度分別與DIN和DO濃度呈顯著正相關(guān)和負(fù)相關(guān).

[1] Tyrrell T. The relative influences of nitrogen and phosphorus on oceanic primary production [J]. Nature, 1999,400(6744):525.

[2] 劉憲斌,曹佳蓮,張光玉,等.天津港南部海區(qū)水體中活性磷酸鹽的分布特征[J]. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào), 2007,7(5):79-82. Liu X B, Cao J L, Zhang G Y, et al. Distribution of active phosphate content in the southern sea area of Tianjin Harbor [J]. Journal of Safety and Environment, 2007,7(5):79-82.

[3] 潘建明,扈傳昱,陳建芳,等.南海海域海水中各形態(tài)磷的化學(xué)分布特征[J]. 海洋學(xué)報(bào), 2004,26(1):40-47. Pan J M, Hu C Y, Chen J F, et al. The chemical distribution characteristics of variant forms phosphorus in the seawater of the South China Sea [J]. Acta Oceanologica Sinica, 2004,26(1):40-47.

[4] Hansell D A, Carlson C A. Biogeochemistry of marine dissolved organic matter [M]. San Diego:Academic Press, 2014:234-236.

[5] Turner R E, Rabalais N N. Coastal eutrophication near the Mississippi river delta [J]. Nature, 1994,368(6472):619.

[6] Ryther J H, Dunstan W M. Nitrogen, phosphorus, and eutrophication in the coastal marine environment [J]. Science, 1971,171(3975): 1008-1013.

[7] Zhang P, Su Y, Liang S K, et al. Assessment of long-term water quality variation affected by high-intensity land-based inputs and land reclamation in Jiaozhou Bay, China [J]. Ecological Indicators, 2017, 75:210-219.

[8] 李俊龍,鄭丙輝,張鈴松,等.中國(guó)主要河口海灣富營(yíng)養(yǎng)化特征及差異分析[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2016,36(2):506-516. Li J L, Zheng B H, Zhang L S, et al. Eutrophication characteristics and variation analysis of estuaries in China [J]. China Environmental Science, 2016,36(2):506-516.

[9] Conley D J, Paerl H W, Howarth R W, et al. Controlling eutrophication: nitrogen and phosphorus [J]. Science, 2009,323(5917):1014-1015.

[10] Smith V H, Tilman G D, Nekola J C. Eutrophication: impacts of excess nutrient inputs on freshwater, marine, and terrestrial ecosystems [J]. Environmental Pollution, 1999,100(1-3):179-196.

[11] 黃小平,黃良民.珠江口海域無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽含量的時(shí)空變化特征[J]. 臺(tái)灣海峽, 2002,21(4):416-421. Huang X P, Huang L M. Temporal and spatial variation characteristics of inorganic nitrogen and active phosphorus in Zhujiang Estuary [J]. Journal of Oceanography in Taiwan Strait, 2002,21(4):416-421.

[12] 賀立靜,周述波,李曉梅,等.海南近岸海域污染現(xiàn)狀及對(duì)生物多樣性影響[J]. 海南熱帶海洋學(xué)院學(xué)報(bào), 2014,21(5):99-103. He L J, Zhou S B, Li X M, et al. Coastal marine pollution situation and the impacts on biodiversity in Hainan Island [J]. Journal of Qiongzhou University, 2014,21(5):99-103.

[13] 2015年海南省環(huán)境狀況公報(bào)[R]. ?？?海南省生態(tài)環(huán)境保護(hù)廳, 2016. The bulletin of environment state in Hainan province [R]. Haikou: Department of Ecological Environmental Protection in Hainan Province, 2016.

[14] 2016年南海區(qū)海洋環(huán)境狀況公報(bào)[R]. 廣州:國(guó)家海洋局南海分局, 2017. The bulletin of marine environment state in South China Sea [R]. Guangzhou:South China Sea Branch, State Oceanic Administration, 2017.

[15] 羅 亮.海南省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展與近海生態(tài)環(huán)境問(wèn)題研究[J]. 海洋開(kāi)發(fā)與管理, 2012,29(7):116-119. Luo L. Study on marine economic development and coastal ecological environment in Hainan province [J]. Marine Development and Management, 2012,29(7):116-119.

[16] 陳春福.海南省海岸帶和海洋資源與環(huán)境問(wèn)題及對(duì)策研究[J]. 海洋通報(bào), 2002,21(2):62-68. Chen C F. A study on the problems of the coast and the ocean resources and environment in Hainan province and the corresponding countermeasures [J]. Marine Science Bulletin, 2002,21(2):62-68.

[17] 潘英姿,宋 福,高吉喜,等.海南省近岸海域水生生態(tài)污染研究[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2007,20(1):58-63. Pan Y Z, Song F, Gao J X, et al. Study on aquatic ecological pollution in inshore areas in Hainan province [J]. Research of Environmental Sciences, 2007,20(1):58-63.

[18] 黃 春,韓保光,湯婉環(huán).海南島近岸海域環(huán)境容量與納污總量分析[J]. 環(huán)境保護(hù)科學(xué), 2016,42(4):97-100. Huang C, Han B G, Tang W H. Study of the relation between coastal water environmental capacity and total emission in Hainan Island [J]. Environmental Protection Science, 2016,42(4):97-100.

[19] 曾維特,楊永鵬,張東強(qiáng),等.海南島北部海灣沉積物重金屬來(lái)源,分布主控因素及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 環(huán)境科學(xué), 2018,39(3):1085-1094. Zeng W T, Yang Y P, Zhang D Q, et al. Sources, distribution of main controlling factors, and potential ecological risk assessment for heavy metals in the surface sediment of Hainan Island north bay, South China [J]. Environmental Science, 2018,39(3):1085-1094.

[20] Zhao D, Wan S, Yu Z, et al. Distribution, enrichment and sources of heavy metals in surface sediments of Hainan Island rivers,China [J]. Environmental Earth Sciences, 2015,74(6):5097-5110.

[21] 吳 瑞,王道儒.海南省海洋生態(tài)與環(huán)境保護(hù)探析[J]. 海洋開(kāi)發(fā)與管理, 2013,30(9):61-65. Wu R, Wang D R. Analysis on marine ecology and environmental protection in Hainan province [J]. Marine Development and Management, 2013,30(9):61-65.

[22] 王紅勇,唐天樂(lè),黃 飛.海南省赤潮狀況及防治對(duì)策[J]. 中國(guó)水產(chǎn), 2010,(1):66-67. Wang H Y, Tang T L, Huang F. Red tide situation and countermeasures in Hainan province [J]. China Aquaculture, 2010,(1):66-67.

[23] 李鵬山,林國(guó)堯,謝跟蹤,等.?？跒辰逗Ｓ蛩|(zhì)狀況分析與評(píng)價(jià)[J]. 海南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2010,23(1):108-114. Li P S, Lin G Y, Xie G Z, et al. Evaluation of water quality status of coastal water in Haikou bay [J]. Journal of Hainan Normal University (Natural Science), 2010,23(1):108-114.

[24] 黃文國(guó).?？谑旋埨先牒Ｅ盼劭卩徑Ｓ蛩|(zhì)狀況與評(píng)價(jià)[J]. 海洋湖沼通報(bào), 2012,(1):176-180. Huang W G. Status and assessment of water quality in adjacent sea areas of Longkun ditch estuary in Haikou [J]. Transactions of Oceanology and Liminology, 2012,(1):176-180.

[25] 2016年海南省環(huán)境狀況公報(bào)[R]. ?？?海南省生態(tài)環(huán)境保護(hù)廳, 2017. The bulletin of environment state in Hainan Province in 2016 [R]. Haikou:Department of Ecological Environmental Protection in Hainan Province, 2017.

[26] GB17378.4-2007 海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范,第四部分:海水分析[S]. GB17378.4-2007 The specification for marine monitoring-part4: seawater analysis [S].

[27] 周愛(ài)國(guó),蔡鶴生.地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)理論與應(yīng)用.武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社, 1998:70-83. Zhou A G, Cai H S. Geological environmental quality evaluation theory and application [M]. Wuhan:China University of Geosciences Press, 1998:70-83.

[28] GB3097-1997 海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) [S]. GB3097-1997 Sea water quality standard [S].

[29] Redfield A C. The influence of organisms on the composition of seawater [J]. The sea, 1963,2:26-77.

[30] 林以安,蘇紀(jì)蘭,扈傳昱,等.珠江口夏季水體中的氮和磷[J]. 海洋學(xué)報(bào), 2004,26(5):63-73. Lin Y A, Su J L, Hu C Y, et al. N and P in waters of the Zhujiang river estuary in summer [J]. Acta Oceanologica Sinica, 2004,26(5):63-73.

[31] 陳寶紅,林 輝,張春華,等.廈門(mén)海域水體無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽含量的變化趨勢(shì)[J]. 臺(tái)灣海峽, 2010,29(3):314-319. Chen B H, Lin H, Zhang C H, et al. Changing trends of DIN and PO43-–P content in Xiamen Seawaters [J]. Journal of Oceanography in Taiwan Strait, 2010,29(3):314-319.

[32] 鄒景忠,董麗萍,秦保平.渤海灣富營(yíng)養(yǎng)化和赤潮問(wèn)題的初步探討[J]. 海洋環(huán)境科學(xué), 1983,2(2):41-54. Zou J Z, Dong L P, Qin B P. Preliminary study on eutrophication and red tide in Bohai bay [J]. Marine Environmental Science, 1983,2(2): 41-54.

[33] 郭 全,王修林,韓秀榮,等.渤海海區(qū)COD分布及對(duì)海水富營(yíng)養(yǎng)化貢獻(xiàn)分析[J]. 海洋科學(xué), 2005,29(9):71-75. Guo Q, Wang X L, Han X R, et al. Spatial distribution of COD and its contribution to the eutrophication in Bohai sea [J]. Marine Science, 2005,29(9):71-75.

[34] 李艷云,王作敏.大遼河口和遼東灣海域水質(zhì)溶解氧與COD、無(wú)機(jī)氮、磷及初級(jí)生產(chǎn)力的關(guān)系[J]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2006,22(3):70-72. Li Y Y, Wang Z M. The relation among dissolution oxygen (DO) to COD, inorganic nitrogen, reactive phosphate and primary yield-power in the Liaodong gulf and seaport of Daliaohe [J]. Environmental Monitoring in China, 2006,22(3):70-72.

[35] 張瑩瑩,張 經(jīng),吳瑩,等.長(zhǎng)江口溶解氧的分布特征及影響因素研究[J]. 環(huán)境科學(xué), 2007,28(8):1649-1654. Zhang Y Y, Zhang J, Wu Y, et al. Characteristics of dissolved oxygen and its affecting factors in the Yangtze estuary [J]. Environmental Science, 2007,28(8):1649-1654.

[36] Yin K D, Lin Z F, Ke Z Y. Temporal and spatial distribution of dissolved oxygen in the Pearl River Estuary and adjacent coastal waters [J]. Continental Shelf Research, 2004,24(16):1935-1948.

[37] 張運(yùn)林,楊龍?jiān)?秦伯強(qiáng),等.太湖北部湖區(qū)COD濃度空間分布及與其它要素的相關(guān)性研究[J]. 環(huán)境科學(xué), 2008,29(6):1457-1462. Zhang Y L, Yang L Y, Qin B Q, et al. Spatial distribution of COD and the correlations with other parameters in the northern region of lake Taihu [J]. Environmental Science, 2008,29(6):1457-1462.

Spatiotemporal distributions of DIP and the eutrophication in Hainan Island adjacent coastal water.

ZHANG Ji-biao, ZHANG Peng*, DAI Pei-dong, LAI Jin-yu, CHEN Yu

(College of Chemistry and Environmental Science, Guangdong Ocean University, Zhan jiang 524088, China)., 2019,39(6)：2541~2548

Based on the field investigation data of surface seawater along the Hainan Island coastal water in dry, wet and normal flow seasons of 2016 year, the spatiotemporal distribution characteristics of dissolved inorganic phosphorus (DIP) were studied. The DIP pollution level, nutrient composition and eutrophication were evaluated. Meanwhile, the main source of DIP and the relationship between DIP and environmental factors were also discussed. The results showed that the average concentration of DIP was (0.008±0.006) mg/L, ranged from 0.000mg/L to 0.062mg/L in the surface seawater along the Hainian Island coastal area. The high concentration of DIP was distributed around the Xiaohai adjacent coastal water of Wanning city in all seasons. The pollution level of DIP in normal flow season was higher than that in wet and dry flow seasons. The eutrophication index ranged between 0.00 and 3.94, with an average value (0.21±0.46). The overall eutrophication of Hainan Island adjacent seawater was relatively low, but the eutrophication problem in some local coastal water areas was still outstanding.

dissolved inorganic phosphorus (DIP)；pollution assessment；eutrophication；influencing factors；Hainan Island coastal water

X55

A

1000-6923(2019)06-2541-08

張際標(biāo)(1971-),男,江西南康人,副教授,博士,主要從事海洋環(huán)境化學(xué)研究.發(fā)表論文20余篇.

2018-11-14

廣東海洋大學(xué)博士科研啟動(dòng)費(fèi)資助項(xiàng)目(R18021);國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(41706129);2018年度校級(jí)質(zhì)量工程暨“創(chuàng)新強(qiáng)校工程”教學(xué)類項(xiàng)目(524210443);2018年度廣東海洋大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目(524210390);2018年度廣東大學(xué)生科技創(chuàng)新培育專項(xiàng)資金項(xiàng)目(PDJH0241)

*責(zé)任作者, 講師, zhangpengouc@163.com