● 蘇炳歡 ,陳其應(yīng) ,付家想

（1.廣西山口紅樹(shù)林生態(tài)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理中心，廣西 北海 536000；2.廣西海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣西 北海 536000）

隨著廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的開(kāi)發(fā)與建設(shè)，北部灣海域水環(huán)境的保護(hù)面臨著越來(lái)越大的壓力。受陸源污染物和水產(chǎn)養(yǎng)殖影響，北部灣海域內(nèi)水體有機(jī)污染和富營(yíng)養(yǎng)化水平呈波動(dòng)上升之勢(shì)[1?2]。山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)是北部灣內(nèi)成立最早的國(guó)家級(jí)海洋類型保護(hù)區(qū)，作為生態(tài)環(huán)境保護(hù)的前沿區(qū)域，它既要面對(duì)陸源、海源諸多污染物[3?4]，又承擔(dān)著凈化海水、改善生態(tài)狀況、維護(hù)生物多樣性和沿海地區(qū)生態(tài)安全等方面的重要責(zé)任[5]。研究小組運(yùn)用單項(xiàng)因子評(píng)價(jià)法、有機(jī)污染綜合指數(shù)法[6]、鄒景忠法[7]、綜合污染評(píng)級(jí)法（重金屬）[1]和內(nèi)梅羅指數(shù)法[8]等方法，對(duì)2019 年9 月、2020 年5 月山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域水環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，旨在為該海域水環(huán)境的保護(hù)與海域的持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)由廣西合浦縣東南部沙田半島的東西兩側(cè)海岸及海域（英羅港片區(qū)、丹兜海片區(qū)）組成，總面積8 003 hm2，其中海域面積4 970.5 hm2，海岸線長(zhǎng)40.9 km。紅樹(shù)林有林面積836 hm2，有紅樹(shù)植物17 種。

海區(qū)潮汐類型屬非正規(guī)全日潮，在1 年中約有60%的時(shí)間為1 天1 次潮，其余時(shí)間為1 天2 次潮，平均潮差2.31～2.59 m，潮差夏季大，春季小。保護(hù)區(qū)東邊的英羅港有廣西的武留江、洗米河和湛江的大壩河共3 條小河流入，西邊的丹兜海有那郊河注入。保護(hù)區(qū)周邊內(nèi)共有19 個(gè)村莊，村莊內(nèi)人口9 萬(wàn)余人，養(yǎng)殖塘面積約1 200 hm2。

2 材料與方法

2.1 樣品采集與分析

研究小組分別于2019 年9 月、2020 年5 月在保護(hù)區(qū)海域內(nèi)開(kāi)展水環(huán)境監(jiān)測(cè)。2019 年9月，在保護(hù)區(qū)英羅港海域內(nèi)布設(shè)2 個(gè)監(jiān)測(cè)站位，在丹兜海海域內(nèi)布設(shè)3 個(gè)監(jiān)測(cè)站位（其中1 個(gè)監(jiān)測(cè)站位位于那郊河入?？谔帲２蓸訒r(shí)除了在采集豐水期表層水樣，在同一天的枯水期再次采集表層水樣；2020 年5 月，在保護(hù)區(qū)英羅港海域和丹兜海海域內(nèi)各布設(shè)2 個(gè)監(jiān)測(cè)站位，在豐水期采集表層水樣。水樣采集和分析根據(jù)GB 17378.3-2007 和GB 17378.4-2007 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2.2 評(píng)價(jià)方法

根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)海洋功能區(qū)劃（2011?2020 年）》管理要求，山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海水環(huán)境執(zhí)行《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 3097-1997 一類海水標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.1 單項(xiàng)因子評(píng)價(jià)法

單項(xiàng)因子評(píng)價(jià)法的公式為：

溶解氧（DO）的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)為：

pH 值的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)為：

上述式中，Pi,j為單項(xiàng)評(píng)價(jià)因子i在j站位的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)；Ci,j為單項(xiàng)評(píng)價(jià)因子i在j站位的實(shí)測(cè)值；Ci,s為單項(xiàng)評(píng)價(jià)因子i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值；CDO，f為飽和DO 濃度；T 為j站位的水溫測(cè)定值；CpH,upper為 pH 的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值上限；CpH,lower為pH 的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值下限。

若單項(xiàng)因子指數(shù)＞1，則認(rèn)為該類水質(zhì)超出標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 有機(jī)污染評(píng)價(jià)法

有機(jī)污染綜合指數(shù)法[6]的公式為：

式（6）中，A 為有機(jī)物污染指數(shù)，CODj、DINj、DIPj和DOj分別為j站位的化學(xué)需氧量、無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽和溶解氧的實(shí)測(cè)值；CODs、DINs、DIPs和DOs分別為相應(yīng)要素的海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)判依據(jù)見(jiàn)表1。

表1 各研究方法對(duì)應(yīng)的污染程度分級(jí)表

2.2.3 水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)法

采用中國(guó)科學(xué)院海洋研究所研究員鄒景忠[7]關(guān)于海域富營(yíng)養(yǎng)化的公式：

式（7）中，E 為營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)，COD、DIN 和DIP 分別為相應(yīng)要素的海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)判依據(jù)見(jiàn)表1。

2.2.4 綜合污染評(píng)級(jí)法

采用綜合污染評(píng)級(jí)法[1]對(duì)山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)水環(huán)境重金屬質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)公式如下：

式（8）中，WQI 為海水重金屬綜合污染指數(shù)，Pi,j為重金屬i在j站位的單因子指數(shù)。評(píng)判依據(jù)見(jiàn)表1。

2.2.5 內(nèi)梅羅指數(shù)法

采用內(nèi)梅羅指數(shù)法[8]對(duì)山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，公式如下：

式（9）中，I 是海域水環(huán)境綜合質(zhì)量指數(shù)。（Pi,j）max是參評(píng)因子中最大污染物的污染指數(shù)，（Pi,j）ave是參評(píng)因子的算術(shù)平均污染指數(shù)。評(píng)判依據(jù)見(jiàn)表1。

3 結(jié)果與分析

3.1 2019 年水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分析

3.1.1 單項(xiàng)因子評(píng)價(jià)分析

研究小組對(duì)2019 年9 月份山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域水環(huán)境各項(xiàng)因子進(jìn)行分析可知，那郊河口、和榮和沙尾3 個(gè)監(jiān)測(cè)站位超出一類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的因子有pH、DO、無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽，沙尾監(jiān)測(cè)站位的COD 也超過(guò)了一類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；海塘監(jiān)測(cè)站位超出一類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的因子是pH、DO、COD、活性磷酸鹽；英羅港監(jiān)測(cè)站位超出一類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的因子是DO、活性磷酸鹽。

數(shù)據(jù)表明，山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)丹兜海海域中主要污染因子為無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽，英羅港海域的主要污染因子為活性磷酸鹽。

3.1.2 有機(jī)污染評(píng)價(jià)分析

研究小組對(duì)2019 年9 月份山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域有機(jī)污染進(jìn)行評(píng)價(jià)（見(jiàn)表2）。從表2可以看出，山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)東西海域污染程度差別較大，西邊丹兜海海域的有機(jī)污染程度（A=2.19，輕度污染等級(jí)）較東邊英羅港海域（A=1.52，開(kāi)始受到污染等級(jí)）嚴(yán)重。

表2 2019 年山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域海水水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)結(jié)果表

研究小組同時(shí)也對(duì)2019 年9 月份山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域枯水期（9 月18 日15 時(shí)?16 時(shí)；9 月19 日16 時(shí)?17 時(shí)）的有機(jī)物污染進(jìn)行評(píng)價(jià)（見(jiàn)表2）。研究小組通過(guò)枯水期與豐水期各監(jiān)測(cè)站位有機(jī)污染指數(shù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，丹兜海海域那郊河入海口監(jiān)測(cè)站位在枯水期時(shí)的有機(jī)污染指數(shù)是豐水期時(shí)的6.6 倍，無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽含量在枯水期時(shí)是豐水期時(shí)的約2.5 倍；離入海口較遠(yuǎn)的沙尾站位在枯水期時(shí)有機(jī)污染指數(shù)與豐水期時(shí)差別不大，無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽含量也基本相同。在英羅港海域相同監(jiān)測(cè)站位的有機(jī)污染程度豐水期時(shí)與枯水期時(shí)相同，都為開(kāi)始受到污染程度，但有機(jī)污染指數(shù)豐水期（A=1.52）比枯水期（A=1.01）略高，無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽含量在豐水期時(shí)較枯水期時(shí)略高。

研究小組現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在保護(hù)區(qū)丹兜海海域的兩岸海堤內(nèi)存在大量養(yǎng)殖塘。那郊河流經(jīng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)村莊，河流兩岸分布有大量養(yǎng)殖塘，部分生活污水和養(yǎng)殖廢水隨河水注入丹兜海海域。英羅港海域養(yǎng)殖塘較少，其中英羅港監(jiān)測(cè)站位處于半封閉海灣內(nèi)，幾乎不受外界有機(jī)污染物影響。研究表明，在丹兜海海域有機(jī)污染物主要受外來(lái)生活污水和養(yǎng)殖廢水影響；在英羅港海域有機(jī)污染物幾乎不受外界影響，且枯水期時(shí)海水經(jīng)過(guò)紅樹(shù)林凈化[5]后有機(jī)污染指數(shù)有所降低。

3.1.3 富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)分析

研究小組對(duì)山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)行評(píng)價(jià)（見(jiàn)表2）。由表2 可以看出，英羅港海域海水屬于富營(yíng)養(yǎng)級(jí)（E=1.39），丹兜海域海水則為高富營(yíng)養(yǎng)級(jí)（E=3.46）。

研究發(fā)現(xiàn)山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域氮源主要以河流輸送和水產(chǎn)養(yǎng)殖為主，在徑流輸送過(guò)程中，生活污水的氨?氮部分被氧化為硝酸鹽?氮，保護(hù)區(qū)海域溶解態(tài)無(wú)機(jī)氮以硝酸鹽?氮為主（基本占到50%～85%），氨?氮比例則為12%～43%，亞硝酸鹽?氮基本維持在低于10%的水平。氨?氮比例有所上升，預(yù)示著人類活動(dòng)的影響逐漸增加。通過(guò)氮磷比（N/P）發(fā)現(xiàn)，丹兜海海域和英羅港海域的氮磷比分別為17.23 和8.16，說(shuō)明人為活動(dòng)對(duì)丹兜海海域水環(huán)境的影響超過(guò)了英羅港海域。

3.1.4 重金屬污染評(píng)價(jià)分析

運(yùn)用綜合污染評(píng)級(jí)法[1]對(duì)山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域水體重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià)（見(jiàn)表2），從表2 可以看出，該海域水體沒(méi)有受到重金屬污染，均處于清潔水平（WQI=0.077，0.118）。

3.1.5 海域水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分析

運(yùn)用內(nèi)梅羅指數(shù)[8]計(jì)算得出山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域綜合質(zhì)量指數(shù)（見(jiàn)表2），從表2 看出，丹兜海海域水環(huán)境與英羅港海域水環(huán)境受污染程度相同，都處于受輕度污染狀態(tài)，但丹兜海海域的內(nèi)梅羅指數(shù)（I=2.36）較英羅港海域（I=1.50）的高。其內(nèi)梅羅指數(shù)與有機(jī)污染指數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)內(nèi)海域水環(huán)境質(zhì)量主要受有機(jī)污染影響。

3.2 2020 年水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分析

研究小組運(yùn)用相同的研究方法對(duì)2020 年5月份山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域水環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)，見(jiàn)表3、表4。

表3 2020 年山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域水環(huán)境單項(xiàng)因子評(píng)價(jià)結(jié)果表

表4 2020 年山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域海水水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)結(jié)果表

由表3 可以看出，在丹兜海海域超出一類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的因子有COD、活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮；在英羅港海域超出一類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的因子有活性磷酸鹽。由表4 可以看出，山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)內(nèi)海域沒(méi)有受到重金屬污染（WQI=0.060，0.082）；西邊丹兜海海域有機(jī)污染程度（A=5.98，重度污染）較東邊英羅港海域（A=2.20，輕度污染）嚴(yán)重；西邊丹兜海海域水體受污染程度（I=1.84，輕度污染）較東邊英羅港海域（I=0.99，較清潔）嚴(yán)重。

數(shù)據(jù)表明，2020 年山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域水體受污染程度較輕，海域水環(huán)境質(zhì)量主要受有機(jī)污染影響，主要污染因子是無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽。

4 結(jié) 語(yǔ)

研究小組通過(guò)對(duì)2019 年9 月和2020 年5月山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域的水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，得出以下結(jié)論：（1）該海域水環(huán)境沒(méi)有受到重金屬污染，屬于清潔水平。（2）該海域海水富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，處于富營(yíng)養(yǎng)級(jí)及以上。（3）該海域水環(huán)境質(zhì)量主要受有機(jī)污染影響，丹兜海海域的有機(jī)污染程度較英羅港海域嚴(yán)重，其中丹兜海域受人為活動(dòng)影響較大，其污染物主要來(lái)源于生活污水和養(yǎng)殖廢水，主要污染因子為無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽；英羅港海域受人為活動(dòng)影響不大，其主要污染因子為活性磷酸鹽。

針對(duì)研究發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，研究小組提出以下意見(jiàn)：一是加大該海域水環(huán)境監(jiān)測(cè)頻率，設(shè)立水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站位，全面掌握海域水環(huán)境動(dòng)態(tài)，逐步實(shí)現(xiàn)山口紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)海域水環(huán)境質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并建立保護(hù)區(qū)環(huán)境監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)；二是加快推進(jìn)保護(hù)區(qū)周邊養(yǎng)殖塘改造工作，建設(shè)養(yǎng)殖塘尾水處理裝置，對(duì)養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理，養(yǎng)殖廢水凈化達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后再排放入海；三是建議行政部門與科研院校加強(qiáng)合作，在環(huán)境保護(hù)前提下，探索養(yǎng)殖塘生態(tài)健康養(yǎng)殖新模式；四是進(jìn)一步完善城鄉(xiāng)污水管網(wǎng)和污水處理廠建設(shè)，城鎮(zhèn)生活污水要集中處理達(dá)標(biāo)后再排放。