盧興潤(rùn)

摘 要：本研究采用按點(diǎn)位計(jì)算和按面積計(jì)算的水質(zhì)定性評(píng)價(jià)法對(duì)福鼎市近岸海域水環(huán)境狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，其中面積計(jì)算利用了地理信息系統(tǒng)空間分析技術(shù)。在數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)沙埕港水質(zhì)下降原因進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：近岸海域;沙埕港;水環(huán)境

中圖分類(lèi)號(hào)：X55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）32-0141-04

Present Situation and Cause Analysis of Water Environment in Coastal Waters of Fuding City

LU Xingrun

（Ningde Fuding Environmental Monitoring Station， Fuding Fujian 355200）

Abstract： In this study， the water quality qualitative evaluation methods of point calculation and area calculation are used to evaluate the water environment in the coastal waters of Fuding city. The area calculation uses GIS spatial analysis technology. Based on the data analysis， the reasons for the decline of water quality in Shacheng Port are analyzed.

Keywords： coastal waters;Shacheng Port;water environment

福鼎市海域面積為2 679.39 km，海岸線(xiàn)總長(zhǎng)為316 km，全市17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道、龍安）有12個(gè)分布于沿海，其中境內(nèi)的沙埕港是國(guó)家二類(lèi)口岸、一級(jí)漁港。沙埕港呈狹長(zhǎng)彎曲狀，縱深長(zhǎng)達(dá)36 km，由西北向東南延伸，港口朝向東入東海，口門(mén)寬2 km。沙埕港海岸線(xiàn)曲折，港內(nèi)南北兩岸高山聳立，山林直逼岸邊。海岸主要由基巖海岸組成，岸線(xiàn)長(zhǎng)度達(dá)148.68 km。沙埕港總面積達(dá)76.62 km，其中灘涂面積為46.79 km，水域面積為29.83 km。特殊的地形導(dǎo)致沙埕港海水交換能力弱。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，海洋資源環(huán)境受到了不同程度的損害。

本研究以福鼎市2016—2020年近岸海域海水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果為依據(jù)，分別采用按點(diǎn)位計(jì)算和按面積計(jì)算的水質(zhì)定性評(píng)價(jià)法分析福鼎市近岸海域水質(zhì)狀況[1]。由于按點(diǎn)位計(jì)算的水質(zhì)定性評(píng)價(jià)結(jié)論受評(píng)價(jià)區(qū)域差異性的影響較大，為了能直觀反映福鼎市近岸海域污染空間分布，本次研究嘗試采用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）空間分析的方法計(jì)算面積。在數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析沙埕港水質(zhì)下降的原因，旨在為制定有針對(duì)性的近岸海域水質(zhì)提升措施提供科學(xué)依據(jù)。

1 監(jiān)測(cè)站位和頻率

在福鼎市海域內(nèi)均勻布設(shè)了13個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站位點(diǎn)。2016—2020年，分別于春季（4—5月）、夏季（7—8月）和秋季（10—11月）實(shí)施監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括溫度、鹽度、懸浮物、化學(xué)需氧量、溶解氧、pH值、石油類(lèi)、活性磷酸鹽、葉綠素a、無(wú)機(jī)氮和重金屬元素（銅、鋅、總鉻、汞、鎘、鉛、砷）等。

2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法

近岸海域海水水質(zhì)評(píng)價(jià)執(zhí)行《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3097—1997）。采用單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)法確定水質(zhì)類(lèi)別，各功能區(qū)執(zhí)行相應(yīng)海水水質(zhì)目標(biāo)類(lèi)別。區(qū)域海水水質(zhì)定性評(píng)價(jià)方法參考《近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ 442.10—2020）（摘錄部分見(jiàn)表1、表2），其中面積比例的計(jì)算利用國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心開(kāi)發(fā)的海水質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)系統(tǒng)，以《海水質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程（試行）》為依據(jù)，采用GIS技術(shù)進(jìn)行空間分析。需要說(shuō)明的是，表1中海水類(lèi)別比例可以按照點(diǎn)位和面積的比例來(lái)表述。此外，水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)E的表達(dá)式為：

富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)E=

化學(xué)需氧量×無(wú)機(jī)氮×活性磷酸鹽/4? 500×10? （1）

式中：化學(xué)需氧量、無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽濃度單位為mg/L。

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果及水質(zhì)評(píng)價(jià)

3.1 按點(diǎn)位計(jì)算的區(qū)域海水水質(zhì)定性評(píng)價(jià)

根據(jù)2016—2020年福鼎市近岸海域13個(gè)站位點(diǎn)的水質(zhì)數(shù)據(jù)，采用單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)法確定各點(diǎn)位水質(zhì)類(lèi)別（見(jiàn)表3）。根據(jù)福鼎市近岸海域的空間分布特征，不適合對(duì)海灣和東部海域進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，因此將福鼎市近岸海域分為沙埕港（港口以北起沙埕鎮(zhèn)南至南鎮(zhèn)村為界）和外部海域兩個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行分析。沙埕港內(nèi)超標(biāo)因子為可溶性無(wú)機(jī)氮（Dissolved Inorganic Nitrogen，DIN）和活性磷酸鹽（Dissolved Inorganic Phosphorus，DIP）。無(wú)機(jī)氮濃度范圍在0.042～1.475 mg/L，最大值出現(xiàn)在2019年，最大超標(biāo)倍數(shù)為1.4倍;活性磷酸鹽濃度范圍在0.002～0.096 mg/L，最大值出現(xiàn)在2019年，最大超標(biāo)倍數(shù)為1倍。外部海域超標(biāo)因子為無(wú)機(jī)氮，濃度范圍在0.004～0.714 mg/L，最大值出現(xiàn)在2019年，最大超標(biāo)倍數(shù)為0.6倍。

根據(jù)點(diǎn)位數(shù)占比來(lái)確定區(qū)域海水水質(zhì)狀況。2016—2020年，沙埕港內(nèi)劣四類(lèi)點(diǎn)位比例均超過(guò)40%，表明水質(zhì)極差。2016—2020年，沙埕港富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)范圍在3.17～7.70，水質(zhì)呈中度富營(yíng)養(yǎng)化（見(jiàn)圖1）。外部海域一類(lèi)、二類(lèi)點(diǎn)位比例除2019年外均超過(guò)80%，表明水質(zhì)狀況良好。2016—2020年，外部海域富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)范圍在0.13～0.93，水質(zhì)呈輕度富營(yíng)養(yǎng)化（見(jiàn)圖1）。

3.2 按面積計(jì)算的區(qū)域海水水質(zhì)定性評(píng)價(jià)

為了更直觀地反映福鼎市近岸海域污染分布，本次研究利用國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心開(kāi)發(fā)的海水質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)以《海水質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程（試行）》為依據(jù)，采用空間差值法，賦予未知點(diǎn)數(shù)據(jù)，將離散點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面，通過(guò)GIS地理信息系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)近岸海域海水質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)功能。導(dǎo)入2020年福鼎市近岸海域水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以化學(xué)需氧量、無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽3項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析得到福鼎市近岸海域水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果：福鼎市近岸海域總面積2 679.39 km，一類(lèi)海域面積比例80.02%，二類(lèi)海域面積比例16.00%，三類(lèi)海域面積比例1.58%，四類(lèi)海域面積比例0.19%，劣四類(lèi)海域面積比例2.21%，優(yōu)良海域面積比例96.02%。

兩種分析法相輔相成，點(diǎn)位分析法適用于具體區(qū)域水質(zhì)評(píng)價(jià)，面積分析法適用于整體水質(zhì)評(píng)價(jià)。上述分析反映出沙埕港水質(zhì)極差。下面將針對(duì)沙埕港水質(zhì)下降狀況進(jìn)行重點(diǎn)分析。

3.3 沙埕港水質(zhì)時(shí)空變化分布規(guī)律分析

根據(jù)2016—2020年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，取沙埕港內(nèi)4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位海水主要污染物無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽的年均值進(jìn)行分析（見(jiàn)圖2、圖3），結(jié)合海水質(zhì)量等級(jí)分布圖、沿海人口、工業(yè)分布及港內(nèi)灘涂養(yǎng)殖、池塘養(yǎng)殖和淺海網(wǎng)箱養(yǎng)殖分布情況，分析沙埕港水質(zhì)時(shí)空變化分布規(guī)律。

沙埕港從灣頂至灣口，污染程度逐漸降低。環(huán)沙埕港沿海有11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道），以長(zhǎng)嶼島為界將沙埕港劃為內(nèi)、外灣。其中，74.7%的人口居住在內(nèi)灣沿海，工業(yè)商業(yè)較為集中，外灣沿海人口中有約70%居住在南岸。內(nèi)灣水質(zhì)長(zhǎng)年處于劣四類(lèi)，外灣水質(zhì)基本穩(wěn)定在二、三類(lèi)，南岸水質(zhì)偏差。海水質(zhì)量等級(jí)分布與人口密度和工業(yè)分布狀況基本對(duì)應(yīng)。

福鼎市投餌性水產(chǎn)養(yǎng)殖基本在沙埕港內(nèi)，港內(nèi)少有藻類(lèi)養(yǎng)殖。灘涂養(yǎng)殖、池塘養(yǎng)殖主要集中在沙埕港內(nèi)灣，網(wǎng)箱養(yǎng)殖相對(duì)較少，外灣以網(wǎng)箱養(yǎng)殖為主。FJD10027、FJD10029、FJD10028這3個(gè)點(diǎn)位，海水無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽5年來(lái)變化趨勢(shì)較一致，說(shuō)明沙埕港內(nèi)灣海水交換能力弱，污染物混合程度高?；钚粤姿猁}在2018年左右有較明顯的幅度變化，可能與網(wǎng)箱養(yǎng)殖改造和藻類(lèi)養(yǎng)殖清退有關(guān)[2-3]。FJD10001位于福建省、浙江省海域交界附近，水質(zhì)指標(biāo)在漲潮過(guò)程中可能受浙江蒼南沿浦灣的影響。

3.4 沙埕港污染物入海量估算

沙埕港近岸海域污染源主要來(lái)自陸域和海域兩大部分。陸域污染源主要有生活污染源、工業(yè)污染源以及畜禽養(yǎng)殖、地表降雨徑流污染。海域污染源主要來(lái)自船舶排放的含油污水、港口區(qū)生活污水和海水養(yǎng)殖產(chǎn)生的污染物等。根據(jù)福鼎市2020年統(tǒng)計(jì)年鑒查詢(xún)數(shù)據(jù)和第一次污染源普查產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)，分類(lèi)估算出2020年沙埕港入海污染物總量（見(jiàn)表4）。可見(jiàn)，水產(chǎn)養(yǎng)殖、生活源是氮和磷排放的主要來(lái)源。

福鼎市現(xiàn)狀無(wú)直排海污染源。根據(jù)福鼎市河長(zhǎng)辦提供的福鼎市入海河流的多年平均徑流量和2020年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，估算出沙埕港區(qū)域流域面積在20 km2以上的10條入海河流的入海污染物總量，分別為化學(xué)需氧量4 300.26 t/a，氨氮673.15 t/a，總磷119.07 t/a。與表4中估算的陸源污染物排放總量對(duì)比分析可得，陸源污染物主要通過(guò)入海河流輸送入海[4]。

4 原因分析

4.1 陸源污染

多年來(lái)，福鼎市致力于生活源和工業(yè)源的污染防控，基本實(shí)現(xiàn)了城鄉(xiāng)生活污水和工業(yè)污水集中處理設(shè)施全覆蓋，但是城鄉(xiāng)生活污水收集系統(tǒng)還有待完善，尤其是沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村的污水收集率較低。此外，在陸源污染源整治方面還存在漏洞。一是尚未對(duì)陸源入海排污源尚未形成完備的監(jiān)管體系。二是在農(nóng)業(yè)面源污染防控上缺乏反饋機(jī)制，化肥農(nóng)藥減量化成效不明顯，流失量難以量化計(jì)算。

4.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖污染

從2005—2006年的相關(guān)研究成果可知，沙埕港污染源分析結(jié)果為水產(chǎn)養(yǎng)殖污染總氮的排放比例占46%，總磷的排放比例占60%。查閱統(tǒng)計(jì)年鑒可知，福鼎市2004年蝦蟹類(lèi)產(chǎn)量為5 075 t、魚(yú)類(lèi)10 423 t、貝類(lèi)25 127 t，而2020年蝦蟹類(lèi)產(chǎn)量為27 272 t、魚(yú)類(lèi)66 696 t、貝類(lèi)37 874 t，投餌類(lèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖的總產(chǎn)量增長(zhǎng)了約5倍?？梢?jiàn)，水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)沙埕港總氮和總磷排放的貢獻(xiàn)占比值得推敲。目前，關(guān)于水產(chǎn)養(yǎng)殖的污染防控措施較薄弱，僅控制水產(chǎn)養(yǎng)殖總面積這個(gè)指標(biāo)，而在水產(chǎn)養(yǎng)殖承載力、水產(chǎn)養(yǎng)殖總量及養(yǎng)殖密度相關(guān)性方面缺乏科學(xué)分析。網(wǎng)箱養(yǎng)殖方面，據(jù)推測(cè)，隨著漁排規(guī)范化改造，福鼎市網(wǎng)箱養(yǎng)殖口數(shù)減少，但是網(wǎng)箱深度增加，占用海水的飼養(yǎng)空間未必減少，養(yǎng)殖總量難以控制。同時(shí)，網(wǎng)箱體積增大，可能會(huì)阻礙海水的流速，造成海水交換動(dòng)力不足。海水池塘養(yǎng)殖方面，水產(chǎn)養(yǎng)污染物排放總量不清，且均無(wú)尾水排放治理設(shè)施。如果未能科學(xué)投放飼料、肥料及藥物等，過(guò)剩的營(yíng)養(yǎng)鹽會(huì)破壞海底原生的底泥，導(dǎo)致海水自?xún)裟芰ο陆怠?/p>

4.3 沙埕港自?xún)裟芰ο陆?/p>

海洋自?xún)暨^(guò)程按其發(fā)生機(jī)理可分為物理凈化、化學(xué)凈化和生物凈化。一般說(shuō)來(lái)，物理凈化是海洋自?xún)糁凶钪匾倪^(guò)程，即流動(dòng)交換的作用和自由擴(kuò)散的作用。沙埕港具備較強(qiáng)的生物凈化能力，得益于其岸線(xiàn)曲折多淺灘，海水能獲得充分的溶解氮，促進(jìn)底棲生物消化營(yíng)養(yǎng)鹽。物理凈化能力受?chē)詈９こ逃绊戄^大。統(tǒng)計(jì)顯示，2008—2016年沙埕港圍填海面積占海域面積的6.13%，分布總體自西北向東南遞減，之后圍填海工程受政策嚴(yán)格控制呈逐年下降趨勢(shì)[5-6]。圍填海工程會(huì)減少沙埕港納潮量，降低海水交換能力，加速灘涂底泥淤積，破壞底棲生物環(huán)境，降低沙埕港的自?xún)裟芰Α?/p>

5 結(jié)論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年來(lái)福鼎市近岸海域水質(zhì)呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，沙埕港內(nèi)灣水質(zhì)長(zhǎng)年處于劣四類(lèi)。從灣頂至灣口，污染程度逐漸降低，超標(biāo)因子為無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽。外部海域水質(zhì)狀況良好，超標(biāo)因子為無(wú)機(jī)氮。沙埕港內(nèi)主要污染物氮、磷的主要來(lái)源是水產(chǎn)養(yǎng)殖和生活污染源，陸源污染物主要通過(guò)入海河流輸送入海。基于上述分析，治理對(duì)策是要切實(shí)削減氮磷入海總量，加強(qiáng)陸源管控，充分發(fā)揮“河長(zhǎng)制”“灣灘長(zhǎng)制”的作用，建立陸海河聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制，重點(diǎn)抓好入海河流流域綜合整治，逐步建立海上污染防控的長(zhǎng)效機(jī)制，合理確定水產(chǎn)養(yǎng)殖總量和養(yǎng)殖密度，科學(xué)投餌，建立船舶污染物的收集處置體系。此外，要嚴(yán)格控制填海工程，重視岸線(xiàn)生態(tài)景觀改造，恢復(fù)沙埕港自?xún)裟芰?。要加?qiáng)海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，提升監(jiān)測(cè)的有效性和覆蓋率，從而為及時(shí)評(píng)估海洋生態(tài)環(huán)境變化趨勢(shì)和及時(shí)調(diào)整優(yōu)化管理對(duì)策提供依據(jù)。

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