謝海群　孫婆援　龐巧珠　張光星　邢孔敏　吳瑞

摘 要 2015年10月，對(duì)海南三亞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行水質(zhì)調(diào)查，調(diào)查站點(diǎn)布設(shè)三亞西瑁洲西端3個(gè)站點(diǎn)，鹿回頭南端4個(gè)站點(diǎn)，亞龍灣2個(gè)站點(diǎn)，共布設(shè)9個(gè)調(diào)查站點(diǎn)。分析了水溫、pH、鹽度、溶解氧、化學(xué)需氧量、活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮、油類、銅、鉛、鋅、鎘、汞、砷共14項(xiàng)指標(biāo)。采用單項(xiàng)水質(zhì)指數(shù)法、有機(jī)體污染指數(shù)法以及水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)法對(duì)三亞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)附近海域水質(zhì)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示：該海域水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)均小于1，單因子指數(shù)較??；有機(jī)污染評(píng)價(jià)指數(shù)A<1，污染物濃度較低；富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)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(xiàng)水質(zhì)指數(shù)法 ；有機(jī)污染指數(shù)法 ；富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)法

中圖分類號(hào) X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(guó)家級(jí)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?yàn)橹?，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(duì)象為珊瑚礁，保護(hù)區(qū)于1989年建立，1990年升級(jí)為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。近年來(lái)，隨著三亞的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，旅游業(yè)的開(kāi)發(fā)，人類活動(dòng)的加劇，對(duì)珊瑚礁的影響不容忽視，給三亞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)帶來(lái)一定的壓力，同時(shí)，隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)及管理水平的提高也對(duì)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(cè)數(shù)據(jù)對(duì)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(píng)價(jià)，這對(duì)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(duì)三亞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)附近海域水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)采集樣品。該保護(hù)區(qū)附近海域共布設(shè)9個(gè)站位，調(diào)查站點(diǎn)布設(shè)三亞西瑁洲西端3個(gè)站點(diǎn)；鹿回頭南端4個(gè)站點(diǎn)；亞龍灣2個(gè)站點(diǎn)（圖1）。

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

1.2 方法

1.2.1 監(jiān)測(cè)與分析方法

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

項(xiàng)目檢測(cè)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法和使用儀器，見(jiàn)表1。

1.2.2 評(píng)價(jià)方法

1.2.2.1 單項(xiàng)水質(zhì)指數(shù)法

本文采用水質(zhì)單因子污指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)該海域環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。

計(jì)算公式為：

Sij=Cij/Csj（1）

式中，Sij表示單項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)i在第j點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)；Cij表示污染物i在監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(píng)價(jià)，水質(zhì)評(píng)價(jià)因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)大于1，則表明該項(xiàng)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(cè)海域海水化學(xué)需氧量、無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷、溶解氧的測(cè)定值；SCOD、SDIN、SDIP、SDO分別表示監(jiān)測(cè)海域海洋功能區(qū)劃所對(duì)應(yīng)的海水水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。評(píng)價(jià)等級(jí)見(jiàn)表2。

1.2.2.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《海南省海洋功能區(qū)劃》（2011-2020），水質(zhì)評(píng)價(jià)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(shí)驗(yàn)結(jié)果及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值見(jiàn)表3。

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

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

2 結(jié)果與分析

2.1 監(jiān)測(cè)海域水質(zhì)各要素分布特征

根據(jù)2015年現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)及測(cè)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(hào)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(hào)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(cè)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(hào)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(hào)站位；（6）無(wú)機(jī)氮：本次調(diào)查海域無(wú)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(hào)站的表層，最小值0.03 mg/L，出現(xiàn)在070號(hào)站的表層；（7）無(wú)機(jī)磷：調(diào)查結(jié)果顯示無(wú)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(hào)站。各測(cè)站間的測(cè)值有一定的差異，但變化值都不大。無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷含量最大值同時(shí)出現(xiàn)在067號(hào)站位，該站位處于鹿回頭以南三亞港附近，受人類活動(dòng)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(diǎn)，往來(lái)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(hào)站的表層，最小值在067號(hào)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(cè)值存在一定的差異，其中最大值出現(xiàn)在062號(hào)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(hào)站表層，最小值出現(xiàn)在062號(hào)站底層。各站位間的測(cè)值變化不大，分布相對(duì)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(shí)出現(xiàn)在063號(hào)站底層、065號(hào)站表層、066號(hào)站底層、067號(hào)站表層、068號(hào)站表層、070號(hào)站表層，最小值0.06 μg/L同時(shí)出現(xiàn)在063號(hào)站和069號(hào)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(hào)站表層，最小值出現(xiàn)在068號(hào)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(hào)站表層，最小值出現(xiàn)在062號(hào)站表層和070號(hào)站表層。汞、砷含量主要分布在065號(hào)站，該處主要受三亞港港口影響較大。

2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.1 單項(xiàng)水質(zhì)評(píng)價(jià)

調(diào)查海域站位均處在三亞珊瑚礁國(guó)家級(jí)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(xiàng)水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)見(jiàn)表4。由表4可知，各單項(xiàng)評(píng)價(jià)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(jiàn)，三亞珊瑚礁國(guó)家級(jí)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(píng)價(jià)結(jié)果

三亞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)調(diào)查海域水質(zhì)有機(jī)污染指數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知，065號(hào)站表層、066號(hào)站底層、067號(hào)站表層有機(jī)污染指數(shù)0

2.2.3 富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果

三亞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)計(jì)算結(jié)果如表6。由表6計(jì)算結(jié)果可知，調(diào)查海域所有監(jiān)測(cè)站位海水營(yíng)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(hào)站表層；最小值為0.007，出現(xiàn)在062號(hào)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(duì)比分析

近年來(lái)，隨著國(guó)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(duì)三亞亞龍灣珊瑚礁區(qū)水體環(huán)境特征研究顯示，2011年無(wú)機(jī)氮含量在0.09～0.20 mg/L，2012年無(wú)機(jī)氮的含量在0.04～0.07 mg/L，2013年監(jiān)測(cè)值較大，個(gè)別站位超出第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2014年無(wú)機(jī)氮含量在0.01～0.05 mg/L，磷酸鹽的含量較低，個(gè)別站位測(cè)值均低于檢出限，營(yíng)養(yǎng)元素含量較低?？傮w來(lái)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(cè)預(yù)報(bào)中心對(duì)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(wú)機(jī)氮含量變化在0.014～0.056 mg/L，各項(xiàng)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(duì)三亞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)結(jié)果可知：2013年無(wú)機(jī)氮含量最大測(cè)值為0.076 mg/L，2014年無(wú)機(jī)氮含量最大測(cè)值為0.165 mg/L；無(wú)機(jī)磷含量測(cè)值較低，在2013年最大測(cè)值為0.007 mg/L，在2014年監(jiān)測(cè)無(wú)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(cè)值均滿足第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。見(jiàn)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(duì)三亞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（西瑁洲、鹿回頭、亞龍灣）海水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)該保護(hù)區(qū)水體pH、COD、無(wú)機(jī)氮等各項(xiàng)監(jiān)測(cè)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(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷及重金屬等各項(xiàng)指標(biāo)含量都較低，單項(xiàng)水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)值均小于1，有機(jī)污染評(píng)價(jià)指數(shù)值A(chǔ)及富營(yíng)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(guó)家級(jí)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(zhǎng)。

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