摘 要：通過(guò)2011—2021年廣西欽州灣近岸海域常規(guī)海水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和2021年大面積加密監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析該海域水質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)化狀況、活性磷酸鹽和無(wú)機(jī)氮污染物變化趨勢(shì)。研究表明：欽州灣海域水質(zhì)在二類(lèi)～劣四類(lèi)波動(dòng)變化，劣四類(lèi)水質(zhì)主要分布在入海河流出?？谥撩┪埠愁i附近海域，說(shuō)明陸源污染對(duì)水質(zhì)影響較大。低潮期水質(zhì)比高潮期更差，主要原因是該海域水動(dòng)力不足，水質(zhì)擴(kuò)散能力差。除2014、2015、2020年外，其余年份無(wú)機(jī)氮濃度均超出二類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值；活性磷酸鹽濃度總體呈上升趨勢(shì)，無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽是導(dǎo)致欽州灣水質(zhì)較差的主要原因。

關(guān)鍵詞：欽州灣；水質(zhì)狀況；變化趨勢(shì)；污染指數(shù)；影響因素

中圖分類(lèi)號(hào)：X82 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9655（2024）04-00-04

0 引言

欽州灣是廣西北部灣重要海灣之一，主要由內(nèi)灣（茅尾海）和外灣構(gòu)成，內(nèi)灣有茅嶺江、欽江和金鼓江匯入，是一個(gè)河口型半封閉熱帶海灣[1]。隨著北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)建立，欽州灣沿海地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)也向海灣輸入了大量氮、磷等污染物，欽州灣已成為北部灣海洋環(huán)境污染最嚴(yán)重的區(qū)域之一。另一方面，作為廣西重大工程平陸運(yùn)河的的出?？?，運(yùn)河的開(kāi)工建設(shè)也將會(huì)使欽州灣海域面臨更大污染壓力與挑戰(zhàn)。目前，已有不少學(xué)者[1-4]對(duì)欽州灣養(yǎng)殖區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽分布特征、富營(yíng)養(yǎng)鹽化水平、養(yǎng)殖活動(dòng)對(duì)欽州灣水質(zhì)影響等方面開(kāi)展大量研究，這些研究是掌握欽州灣污染及受周邊活動(dòng)影響情況的重要依據(jù)。目前，關(guān)于欽州灣營(yíng)養(yǎng)鹽變化研究時(shí)間跨度較小，點(diǎn)位布設(shè)較少，且缺乏大面加密監(jiān)測(cè)研究，難以為科學(xué)決策提供必要的支撐。鑒于此，本文通過(guò)對(duì)2011—2021年欽州灣海域營(yíng)養(yǎng)鹽數(shù)據(jù)以及2021年大面監(jiān)測(cè)營(yíng)養(yǎng)鹽數(shù)據(jù)分析，研究了近年來(lái)欽州灣營(yíng)養(yǎng)鹽的空間分布特征及年際變化趨勢(shì)，為保證實(shí)施海洋可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查時(shí)間及站位

在欽州灣共布設(shè)10個(gè)點(diǎn)位（圖1），收集2011—2021年海水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；大面積加密監(jiān)測(cè)于2021年11月11日（退潮期）和11月16日（漲潮期）開(kāi)展，共布設(shè)30個(gè)點(diǎn)位（圖2）。

1.2 樣品采集及分析

評(píng)價(jià)項(xiàng)目包括化學(xué)需氧量、無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽等。氨氮（NH3-N）、亞硝酸鹽氮（NO2-N）和硝酸鹽氮（NO3-N）分別采用次溴酸鹽氧化法、萘乙二胺分光光度法、鎘柱還原法；無(wú)機(jī)氮（DIN）濃度為氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮濃度之和?；钚粤姿猁}（DIP）和化學(xué)需氧量（COD）分別采用磷鉬藍(lán)萃取分光光度法和堿性高錳酸鉀測(cè)定法。依據(jù)《GB 17378—2007海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》 [5]，采集表層（水面下0.1～1.0m）海水樣品進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定的樣品依照規(guī)范進(jìn)行質(zhì)量控制。

1.3 數(shù)據(jù)處理與評(píng)價(jià)

水質(zhì)評(píng)價(jià)采用單因子指數(shù)法、水體富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)法，依據(jù)《GB 3097—1997海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（表1），

計(jì)算超標(biāo)率時(shí)統(tǒng)一采用《GB 3097—1997海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》第二類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 應(yīng)用Pearson 相關(guān)系數(shù)對(duì)DIN、DIP和COD與各影響因子進(jìn)行相關(guān)性分析。

根據(jù)《HJ 442—2020近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》 [6]水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化狀況判定方法，水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化狀況等級(jí)劃分指標(biāo)來(lái)確定水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化狀況，富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)按公式計(jì)算，當(dāng)≥1 時(shí)進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)：

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。

2 結(jié)果與分析

2.1 2021年大面積加密監(jiān)測(cè)水質(zhì)狀況

欽州灣低潮期水質(zhì)總體為“極差”，主要以四類(lèi)和劣四類(lèi)水質(zhì)為主，優(yōu)良（一、二類(lèi)）點(diǎn)位比例為10.0%。其中，二類(lèi)水質(zhì)比例為10.0%，四類(lèi)比例為40.0%，劣四類(lèi)比例為50.0%，無(wú)一類(lèi)比例。超二類(lèi)海水標(biāo)準(zhǔn)限值指標(biāo)為DIP、DIN和COD，超標(biāo)率分別為90.0%、66.7%和3.3%。

欽州灣高潮期水質(zhì)總體為“差”，主要以四類(lèi)和劣四類(lèi)水質(zhì)為主，優(yōu)良（一、二類(lèi)）點(diǎn)位比例為30.0%。其中，二類(lèi)水質(zhì)比例為30.0%，四類(lèi)比例為33.3%，劣四類(lèi)比例為36.7%，無(wú)一類(lèi)比例。超二類(lèi)海水標(biāo)準(zhǔn)限值指標(biāo)為DIP和DIN，超標(biāo)率分別為70.0%、53.3%。

從加密監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，欽州灣海域低潮期和高潮期水質(zhì)均以四類(lèi)和劣四類(lèi)為主，劣四類(lèi)水質(zhì)主要分布在入海河流欽江、大欖江和茅嶺江出?？谥撩┪埠愁i附近海域。其中，低潮期水質(zhì)比高潮期水質(zhì)更差，主要原因是受地理位置先天性不足影響，欽州灣為半封閉性海灣，水體交換能力差，污染物不易擴(kuò)散，海水自凈水平低。灣口水質(zhì)優(yōu)于灣頂，說(shuō)明欽州灣水質(zhì)受陸源污染影響較大（圖3、圖4）。

2.2 欽州灣2011—2021年水質(zhì)變化趨勢(shì)

2011—2021年，欽州灣平均水質(zhì)類(lèi)別在二類(lèi)～四類(lèi)間波動(dòng)變化，主要以四類(lèi)和劣四類(lèi)為主。其中，劣四類(lèi)的占比總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)的，主要超標(biāo)指標(biāo)是DIN和DIP。

2.3 欽州灣2011—2021年主要污染指標(biāo)變化趨勢(shì)

2011—2021 年欽州灣DIN濃度年均值為0.269（2015年）～0.466 mg/L（2013年），除2014、2015、2020年外，其余年份無(wú)機(jī)氮濃度均超出二類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值，是導(dǎo)致欽州灣水質(zhì)較差的主要原因；DIP濃度年均值為0.0114（2014年）～0.0371 mg/L（2018年）?？偟膩?lái)看，磷污染呈上升趨勢(shì)，并在2018年達(dá)到最高值。

2.4 綜合污染指數(shù)變化

如圖7所示，2011—2021年欽州灣海水綜合污染指數(shù)范圍在1.37～2.72，總體上呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。綜合污染指數(shù)峰值出現(xiàn)年份與DIP和DIN濃度年際變化呈對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)一步驗(yàn)證了DIP和DIN是導(dǎo)致欽州灣水質(zhì)較差的原因。

2.5 2011—2021年欽州灣富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)變化

目前，近岸營(yíng)養(yǎng)鹽污染是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題，隨著陸源污染物質(zhì)排放的增加，近海水體富營(yíng)養(yǎng)化呈增長(zhǎng)趨勢(shì)[7]，為研究欽州灣2011—2021年富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)，本文利用富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)（EI）法進(jìn)行分析，結(jié)果顯示2011—2021 年欽州灣海水處于輕度富營(yíng)養(yǎng)化至中度富營(yíng)養(yǎng)化水平，年均富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)為1.0（2014年）～4.7（2018年），總體上呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。

2.6 水質(zhì)變化影響因素分析

表4列出了DIN和DIP濃度和入海河流污染物量、城鎮(zhèn)化因子和工業(yè)因子之間的相互關(guān)系，其中工業(yè)因子為直排海排污口排污量；城鎮(zhèn)化因子包括GDP、人口和工業(yè)生產(chǎn)總值?？梢钥闯觯珼IN與入海河流污染物量、城鎮(zhèn)化因子和工業(yè)因子之間無(wú)顯著相關(guān)性；DIP與城鎮(zhèn)化因子（GDP、人口和工業(yè)生產(chǎn)總值）有極顯著的正相關(guān)性。

3 討論

本研究結(jié)果表明，2011—2021 年欽州灣海水處于輕度富營(yíng)養(yǎng)化至中度富營(yíng)養(yǎng)化水平，主要表現(xiàn)為DIP和DIN超標(biāo)。污染嚴(yán)重區(qū)域主要集中在灣頂茅尾海，且低潮期水質(zhì)比高潮期水質(zhì)更差，劣四類(lèi)和第四類(lèi)水質(zhì)擴(kuò)散范圍更廣。一方面可能是因?yàn)槿牒：恿髅X江和欽江攜帶大量氮、磷污染物進(jìn)入，雖然欽江、茅嶺江等入海河流雖達(dá)到地表水考核目標(biāo)，由于海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不匹配，水質(zhì)仍與茅尾海水質(zhì)目標(biāo)存在較大差距；另一方面是茅尾海沿岸海水池塘養(yǎng)殖分布密集、大部分池塘養(yǎng)殖未設(shè)置尾水處理設(shè)施，廢水直接排放或僅經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單沉淀處理后排放，2017年以來(lái)，廣西開(kāi)展了大量的入海排污口清理整治工作，也取得顯著成效，但部分工業(yè)企業(yè)排污口未能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，超標(biāo)指標(biāo)主要是總氮、總磷，超標(biāo)污水直排入海加重了茅尾海的污染。

4 結(jié)論

（1）欽州灣海域水質(zhì)以第四類(lèi)和劣四類(lèi)為主，劣四類(lèi)水質(zhì)主要分布在欽江、大欖江和茅嶺江入海河流出海口至茅尾海灣頸附近海域，說(shuō)明茅尾海灣頂海域受陸源污染影響更重。低潮期水質(zhì)比高潮期水質(zhì)更差，相比于高潮期，低潮期劣四類(lèi)和第四類(lèi)水質(zhì)擴(kuò)散范圍更廣。

（2）欽州灣DIN與入海河流污染物量、城鎮(zhèn)化因子和工業(yè)因子之間無(wú)顯著相關(guān)性；DIP與城鎮(zhèn)化因子（GDP、人口和工業(yè)生產(chǎn)總值）有極顯著的正相關(guān)性。說(shuō)明欽州灣DIP隨著沿岸經(jīng)濟(jì)的發(fā)展呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，為確保欽州灣水質(zhì)達(dá)標(biāo)，欽州市應(yīng)堅(jiān)持陸海統(tǒng)籌綜合治理，進(jìn)一步推進(jìn)入河入海排污口排查溯源、分類(lèi)整治、分類(lèi)管理，并建立長(zhǎng)效監(jiān)管機(jī)制。

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