關(guān)鍵詞：廟島群島;理化參數(shù);營(yíng)養(yǎng)狀況;有機(jī)污染

中圖分類(lèi)號(hào)：X55;P7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-9857（2024）03-0052-09

0 前言

廟島群島又稱(chēng)長(zhǎng)島，由多個(gè)島嶼組成，具有完整的生態(tài)系統(tǒng)，整個(gè)群島呈南北縱列于渤海海峽之中，處于渤海和黃海交匯之界，海流受交換流影響，且生物資源豐富。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，廟島群島海域受海水養(yǎng)殖、港口航運(yùn)及人為海洋活動(dòng)影響[1]，海水環(huán)境和海洋生態(tài)承受較大壓力，海島海域環(huán)境研究逐漸引起重視[2-3]。石洪華等[4]結(jié)合浮游植物分布特征對(duì)廟島群島南部海域進(jìn)行水質(zhì)狀況評(píng)估，發(fā)現(xiàn)該海域水體營(yíng)養(yǎng)鹽組成呈現(xiàn)磷限制。徐艷東等[5]對(duì)廟島群島南部海域營(yíng)養(yǎng)鹽含量和結(jié)構(gòu)特征的研究指出，該海域氮磷比失衡狀況較嚴(yán)重，具有潛在富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)。為進(jìn)一步了解廟島群島海域的水質(zhì)狀況、營(yíng)養(yǎng)水平和有機(jī)污染狀況，因此對(duì)其海域在不同月份進(jìn)行生態(tài)環(huán)境調(diào)查，分析不同理化參數(shù)的平面分布特征，主要包括水溫、pH、溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（COD）、溶解無(wú)機(jī)氮（DIN）、活性磷酸鹽（PO₄-P）、總氮（TN）、總磷（TP）和石油類(lèi)等，評(píng)價(jià)該海域水質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)水平和有機(jī)污染狀況，為掌握海域的環(huán)境質(zhì)量狀況提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和開(kāi)發(fā)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 采樣時(shí)間與站位設(shè)置

本研究在2018年8月、2018年10月、2019年3月和2019年6月對(duì)廟島群島開(kāi)展4個(gè)航次的海洋生態(tài)環(huán)境調(diào)查工作，共布設(shè)站位99個(gè)（表1）。

1.2 調(diào)查項(xiàng)目

依據(jù)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》（GB17378-2007）和《海洋調(diào)查規(guī)范》（GB12763-2007）要求，采集深度0.5m處海水作為表層水樣，對(duì)相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。本研究各項(xiàng)理化參數(shù)的分析方法及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

1.3.1 海水水質(zhì)評(píng)價(jià)

采用《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB3097-1997）[8]（表3），根據(jù)廟島群島海域2018—2019 年DO、COD、DIN、PO₄-P、石油類(lèi)的含量，評(píng)估海域水質(zhì)狀況。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化參數(shù)

2.1.1 水溫

海水溫度是海洋狀況中重要的水文因子，掌握海域水溫的時(shí)空變化對(duì)研究海域理化環(huán)境具有重要作用。圖1為不同月份廟島群島海域水溫平面分布圖。調(diào)查結(jié)果表明，海域水溫變化范圍為（8.0～28.0）℃，平均值為（16.8±5.69）℃。2018年8月均值為（24.2±0.93）℃，10月均值為（19.2±1.88）℃;2019年3 月均值為（9.5±2.16）℃，6 月均值為（17.6±0.73）℃。

2.1.2 pH

海水pH 的變化范圍為7.5～8.2，二氧化碳的溶解量是pH 變化的主要因素。調(diào)查海域的pH 變化范圍為7.80～8.27，平均值為8.13±0.074，符合第一類(lèi)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。其中，2018年8月均值為8.18±0.091，10月均值為8.09±0.067;2019年3月均值為8.20±0.034，6月均值為8.12±0.040。pH 平面分布分析結(jié)果顯示（圖2），2018年8月在砣磯島南部海域pH 值明顯降低，10月各個(gè)島嶼周?chē)Ｓ虻膒H 值整體下降幅度較大，個(gè)別站位升高;2019年3月整體海域pH 值明顯回升至高值，6月竹山島以北海域pH 值降低。調(diào)查海域pH 值隨季節(jié)變化明顯，同時(shí)易受降雨影響。

2.1.3 溶解氧

海水中的溶解氧（DO）與大氣分壓、海水的溫度、鹽度等有關(guān)，其含量變化與海洋生物活動(dòng)有一定的關(guān)系，可以通過(guò)海水表層溶解氧變化判斷海洋生物的活動(dòng)。調(diào)查海域DO的含量變化范圍為（5.57～12.05）mg/L，平均值為（8.62±1.46）mg/L。其中，2018年8月均值為（8.18±0.64）mg/L，10月均值為（7.11±0.33）mg/L;2019年3月均值為（10.42±0.38）mg/L，6月均值為（8.75±0.89）mg/L。不同月份廟島群島海域DO平面分布分析結(jié)果顯示（圖3），DO隨季節(jié)變化明顯，2018年8—10月海域DO含量整體偏低;2019年3月含量明顯升高，近岸南部海域隨季節(jié)變化溫度降低，DO 含量逐步升高，符合氧氣在低溫水中溶解度更大[11]這一規(guī)律。調(diào)查站位符合第二類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（gt;5 mg/L）占比為1.3%，符合第一類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（gt;6 mg/L）占比為98.7%。本研究與賈琳[12]在威海近岸海域調(diào)查的DO 分布特征一致。

2.1.4 化學(xué)需氧量

化學(xué)需氧量（COD）可以反映水體中被還原性物質(zhì)污染的程度，也是一種有機(jī)物含量的綜合指標(biāo)。調(diào)查海域的COD 含量變化范圍為0.23～1.78mg/L，平均值為（0.85±0.29）mg/L。其中，2018年8月均值為（0.65±0.40）mg/L，10月均值為（0.92±0.23）mg/L;2019年3月均值為（1.08±0.15）mg/L，6月均值為（0.71±0.20）mg/L，均符合第一類(lèi)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（2 mg/L）。如圖4 所示，2018年8月和10月南部近岸海域COD 值出現(xiàn)高值;2019年3月調(diào)查海域整體COD值升高，隨著溫度升高，6月海域中COD值降低。主要是由于夏季和秋季降雨量增加，近岸陸源污染物流入海域，同時(shí)在夏季和秋季底層漁業(yè)生物群落呈現(xiàn)較高的生物多樣性[13]，近岸養(yǎng)殖區(qū)污染增多導(dǎo)致含量升高。

與附近海域相比，調(diào)查海域的COD值低于2019年渤海海域COD季度均值（1.23 ～1.37mg/L）[14]，以及2013年春季萊州灣海域表層COD值（1.45mg/L）[15]，表明廟島群島海域水質(zhì)狀況良好，受污染程度小。

2.1.5 溶解無(wú)機(jī)氮

溶解無(wú)機(jī)氮（DIN）是3種溶解態(tài)無(wú)機(jī)氮濃度（NO₂-N，NO₃-N，NH₄-N）之和，海域中DIN 會(huì)因浮游植物、養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)以及其他外源污染的影響引起含量變化。調(diào)查海域DIN 含量變化范圍為0.0115～0.243 mg/L，平均值為（0.0706±0.0545）mg/L。2018 年8 月均值為（0.105±0.0720）mg/L，10月均值為（0.101±0.0480）mg/L;2019年3月均值為（0.0427±0.0164）mg/L，6月均值為（0.0369±0.0186）mg/L，基本符合第一類(lèi)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（0.2mg/L）。不同月份DIN 平面分布分析結(jié)果顯示（圖5），海域DIN 含量隨季節(jié)變化明顯，2018年8月和10月廟島群島海域DIN 含量明顯高于2019年3月和6月，并且在夏季達(dá)到變化高峰。主要是由于夏季和秋季海域中浮游動(dòng)植物和養(yǎng)殖生物生長(zhǎng)代謝較快，同時(shí)東部海域受渤海環(huán)流對(duì)DIN 含量影響[16]，使得污染物含量上升，導(dǎo)致DIN含量升高;2018年10月海域DIN 含量高的原因?yàn)榻逗Ｓ蚴芙涤旰恿鬏斎胗绊懸饾舛壬撸x岸海域?yàn)殚_(kāi)闊海域，海水交換使得DIN濃度降低。

與其他研究相比，該海域DIN 含量低于2017—2019年煙臺(tái)四十里灣海域養(yǎng)馬島養(yǎng)殖區(qū)DIN 均值（0.128 mg/L、0.141 mg/L、0.115 mg/L）[17]，以及2014年廟島群島南部海域DIN含量（0.195mg/L）[5]，可能是由于該海域水體交換能力強(qiáng)，受入海河流及養(yǎng)殖業(yè)影響小。

2.1.6 活性磷酸鹽

活性磷酸鹽（PO₄-P）是海洋生物重要的營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)，是浮游植物生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)元素，海域中PO4-P含量會(huì)受浮游植物、大型海藻生長(zhǎng)以及其他外源污染的影響引起變化。調(diào)查海域PO₄-P含量變化范圍為未檢出至0.0657 mg/L，平均值為（0.00501±0.00337）mg/L。2018年8月均值為（0.00568±0.00440）mg/L，10月均值為（0.00805±0.00478）mg/L;2019 年3 月均值為（0.00458±0.00221）mg/L，6月均值為（0.00381±0.00188）mg/L，基本符合第二類(lèi)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（0.030mg/L）。PO₄-P含量時(shí)空分布特征明顯（圖6），2018年8月和10月PO₄-P含量高于2019年3月和6月，并且在秋季達(dá)到變化高峰。高值主要集中在夏季和秋季廟島群島各個(gè)島嶼附近，可能是受海水養(yǎng)殖夏季和秋季降雨多，陸源污染物輸入，氣溫條件適宜，引起水中營(yíng)養(yǎng)鹽的變化明顯。這種現(xiàn)象與劉麗華[18]提出的陸源徑流對(duì)該海域海水的富營(yíng)養(yǎng)化水平起著重要的調(diào)控作用相一致。

與其他研究相比，廟島群島海域PO₄-P含量低于2017—2019年煙臺(tái)四十里灣海域養(yǎng)馬島養(yǎng)殖區(qū)均值（0.0079mg/L、0.0086mg/L、0.0184mg/L）[17]，以及2018 年春季和夏季萊州灣PO₄-P 含量（0.148μmol/L、0.216μmol/L）[19]，可能是由于較其他海域陸源污染輸入少造成的。廟島群島海域夏季和秋季航次的PO₄-P高于2014年廟島群島南部海域PO₄-P含量（0.0044mg/L）[5]。

2.1.7 總氮和總磷

調(diào)查海域2018年8月和10月DIN 和PO4-P濃度變化明顯，因此對(duì)廟島群島海域的總氮（TN）和總磷（TP）含量做進(jìn)一步采樣分析。

調(diào)查海域TN 的含量變化范圍為（0.120～0.881）mg/L，平均值為（0.255±0.148）mg/L。2018年8月均值為（0.261±0.128）mg/L，10月均值為（0.266±0.168）mg/L。8月和10月TN 含量的分布趨勢(shì)基本一致，近岸南部海域濃度高，離岸海域濃度逐漸降低（圖7）。

調(diào)查海域TP 的含量變化范圍為（0.0004～0.0421）mg/L，平均值為（0.0133±0.00639）mg/L。2018年8 月均值為（0.0120±0.00798）mg/L，10月均值為（0.0147±0.00396）mg/L，最高值和最低值均出現(xiàn)在8月。8月總磷含量南部海域濃度高，10月調(diào)查海域北部總磷含量高，隨季節(jié)變化呈斑塊狀分布（圖8）。

該海域TN 和TP含量與DIN 和PO4-P分布基本一致。

2.1.8 石油類(lèi)

石油污染是海洋生態(tài)環(huán)境遭到破壞的重要因素之一，海上溢油污染對(duì)海洋資源和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。調(diào)查海域石油類(lèi)含量變化范圍為（0.0022～0.0484）mg/L，平均值為（0.0135±0.00755）mg/L。2018年8月均值為（0.0210±0.00750）mg/L，10月均值為（0.0160±0.00766）mg/L;2019年3月均值為（0.0118±0.00451）mg/L，6 月均值為（0.0507±0.00496）mg/L，均符合第一類(lèi)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（0.05mg/L）。如圖9所示，2018 年8 月石油類(lèi)含量在調(diào)查海域的中部較高，存在水質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)，可能是養(yǎng)殖區(qū)運(yùn)行頻繁的漁船、港口輪船作業(yè)等污水排放造成的。與李斌等[20]調(diào)研的夏季萊州灣（0.039mg/L）相比，廟島群島海域石油類(lèi)含量少，水質(zhì)受污染程度小。

2.2 水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)狀況分析

廟島群島海域2018年8月富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)范圍為0～1.27，均值為0.15;2018年10月指數(shù)范圍為0～3.69，均值為0.21;2019 年3 月指數(shù)范圍為0.0064～0.22，均值為0.05;2019年6月指數(shù)范圍為0.0015～0.14，均值為0.025。2018年8月貧營(yíng)養(yǎng)化站位占比為97.53%，輕營(yíng)養(yǎng)化站位占比為2.47%;2018年10月貧營(yíng)養(yǎng)化站位占比為97.67%，輕營(yíng)養(yǎng)化站位占比為1.16%，中度富營(yíng)養(yǎng)化站位占比為1.16%;2019年3月和6月所有站位均為貧營(yíng)養(yǎng)化。與其他海域相比，該海域貧營(yíng)養(yǎng)化占比高，發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的概率較低（圖10）。

2.3 水質(zhì)有機(jī)污染風(fēng)險(xiǎn)分析

利用有機(jī)污染評(píng)價(jià)指數(shù)法對(duì)廟島群島海域水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示（圖11），2018年8月有機(jī)污染指數(shù)范圍為-0.68～6.13，均值為0.30;2018年10月指數(shù)范圍為-0.50～3.75，均值為0.35;2019年3月指數(shù)范圍為-1.09～ -0.11，均值為-0.68;2019年6月指數(shù)范圍為-1.23～-0.04，均值為-0.66。2018年8月有機(jī)污染程度2級(jí)及以上的站位占比為11.11%，2018年10月有機(jī)污染程度2級(jí)及以上的站位占比為5.75%，2019年3 月和6月所有站位水質(zhì)質(zhì)量均為良好。廟島群島海域夏季污染更嚴(yán)重，原因主要是夏季降雨增加了河流徑流量，來(lái)自陸源的污染物輸入，使得海域污染指數(shù)升高。

3 結(jié)論

根據(jù)2018年8月和10月以及2019年3月和6月對(duì)廟島群島海域的調(diào)查研究，得出以下結(jié)論。

（1）廟島群島海域表層理化參數(shù)中，2018 年8月和10月在大欽島周?chē)?個(gè)監(jiān)測(cè)站位活性磷酸鹽符合四類(lèi)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其余站位4 個(gè)月的DO、COD、DIN、PO4-P和石油類(lèi)含量均符合第二類(lèi)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況分析結(jié)果顯示，調(diào)查海域監(jiān)測(cè)站位水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)基本lt;1，營(yíng)養(yǎng)狀況為貧營(yíng)養(yǎng)。其中2018年8月和10月在大竹山島、北城隍島周?chē)?個(gè)監(jiān)測(cè)站位富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)1.0≤E lt;2.0，營(yíng)養(yǎng)狀況為輕營(yíng)養(yǎng)化;在大欽島周?chē)?個(gè)監(jiān)測(cè)站位富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)2.0≤E lt;5.0，營(yíng)養(yǎng)狀況為中度富營(yíng)養(yǎng)化。水質(zhì)有機(jī)污染風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果顯示，調(diào)查海域4個(gè)月中96%監(jiān)測(cè)站位的水質(zhì)級(jí)別為較好。

（3）海水中營(yíng)養(yǎng)鹽含量受季節(jié)影響明顯，海洋生物活動(dòng)和水文狀況會(huì)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)鹽的輸入和消耗，從而引起營(yíng)養(yǎng)鹽分布狀況的改變。因此，仍需對(duì)廟島群島海域開(kāi)展海域環(huán)境調(diào)查監(jiān)測(cè)，為全省海洋環(huán)境保護(hù)和資源利用提供科學(xué)支撐。