珠海近岸水体营养盐污染状况及潜在性富营养化程度评价

1 材料与方法

在珠海市近岸选取具有代表性的站点8个 (如图1, 表1) , 于每月的20号左右进行采样, 每个站位采集表层 (0.5m处) 水样, 采集后立刻用0.45μm的微孔滤膜进行减压抽滤, 低温保存, 并送回实验室分析。

为了增强近岸海域资料之间的可比性, NH4+-N、NO3--N、NO2--N和PO43--P依据海洋监测规范 (GB 17378.4-2007) 进行检测, 其中NH4+-N用次溴酸钠氧化法, 采用NO2--N萘乙二胺分光光度法, NO3--N测定采用镉柱还原比色法, PO43--P测定采用磷钼蓝分光光度法。

2 结果与讨论

2.1 珠海近岸海域N、P污染现状

表2内列出了珠海近岸8个监测点2005年4月至10月赤潮多发期有关N、P营养盐的月平均值。从N、P营养盐污染程度看, 珠海近岸海水水质均已属于或超过Ⅳ类海水标准, 可溶性无机氮 (DIN) 的各月平均含量约是海水水质标准GB3097-1997规定的Ⅳ类海水上限0.50mg/L的2.4~5.7倍, 普遍劣于Ⅳ类海水;可溶性无机磷 (DIP) 的各月平均含量则在Ⅳ类海水上限0.045mg/L的0.7~1.2倍之间。从整体上看, 在赤潮多发期, 珠海近岸表层海水D I P的污染程度明显比DIN的污染程度低, 呈现高N、低P的污染状态特征。

2.2 氮磷营养盐的时间变化特征

从这7个月数据来看, 珠海近岸水域域表层海水N、P污染存在明显的时间变化特征, 且与近岸生态环境的时间演变和陆源污染径流的影响基本吻合。PO 3-4含量从4月开始, 由于浮游生物的复苏生长, 被吸收利用, 含量减少, 至夏季浮游生物大量繁殖, 使PO 3-4含量将至最低, 后由于地表径流输入以及生物化学过程分解释放, 又逐步回升;NO-3-N和DIN的变化与PO 3-4基本一致, 先逐月降低, 后又逐步回升, 但在7月却出现峰值, 可能因为受到径流输入的影响。

2.3 氮磷营养盐的空间分异特征

表3列举了珠海近岸海域8个监测站点在2005年4~10月份表层海水N、P营养盐监测结果的平均含量。由表2可以看出, 表层海水N、P营养盐污染存在明显的空间分异特征。

A、B站位于横琴养殖场附近, 可以看出该处水体呈高N低P状态, 这可能与养殖场投放含高氮的饲料有关;C号站位于前山河口处, 可以看出该站的DIP和DIN都达到最高, 很明显是由于径流输入引起;G号站位于香洲渔港附近, 由于渔港而引发的人为污染, 该处的DIP和DIN也相对较高。总体上看, 珠海近岸N、P营养盐污染主要河流陆地径流的影响, 其次如养殖场、港口所带来的营养盐污染也不容忽视。

注:DIN=NO-3-N+NO-2-N+NH+4-N C/µmol·L-1

注:DIN=NO-3-N+NO-2-N+NH+4-N C/µmol·L-1

2.4 潜在富营养化评价

海水中浮游植物一般都按Redfield[7]比值来摄取营养盐, 必然有一部分氮 (对磷限制水体而言) 或磷 (对氮限制水体而言) 相对过剩。这些富余的营养盐实际上并不能被浮游植物利用, 因此并没有对水体富营养化作出实质贡献。考虑到我国近岸海域普遍具有营养盐比例不平衡, 致使浮游植物生长受制于某一相对不足营养盐的特性, 采用郭卫东[8]等提出的以氮、磷营养盐作为评价参数的富营养化评价模式 (表4) , 结合表3中珠海近岸海域8个监测站点在2005年4月~10月份表层海水N、P营养盐含量监测结果的平均值, 以µmol⋅L-1为单位, 对整个珠海近岸海域8个监测站点表层海水的潜在性富营养化程度进行了评价, 评价结果如表5所示。

评价结果表明, 在赤潮多发期 (4~10月份) , 整个珠海近岸海域8个监测站位表层海水水质状况均属于P限制潜在性富营养化水平。由于受到前山河径流、水产养殖产生的污染物以及生活污水的影响, 珠海近岸海域的DIN含量相当高, 但由于DIP含量相对较低的限制, 总体上处于潜在性富营养化阶段, 说明P限制是珠海近岸海域富营养化的主要特色。

3 结语

(1) 赤潮多发期, 珠海近岸含N、P营养盐污染严重, 表层海水DIN指数数倍于Ⅳ类海水上限标准, 明显呈现高N、低P的污染状态特征。 (2) 从2005年4月~10月7个月个数据的统计结果看, 珠海近岸海域营养盐随时间的变化, 与近岸浮游生物生长繁殖规律以及路源径流的季节变化基本吻合;营养盐的空间分异特征, 则总体上受河流陆地径流的影响, 同时也不能忽略其他陆源输入。 (3) 潜在性富营养化评价结果表明:虽然近岸水体中DIN含量水平相当高, 但由于DIP含量相对较低的限制, 总体上尚处于P限制潜在性富营养化阶段。 (4) 本文结果只是对珠海近岸赤潮多发期营养盐的分析, 对近岸水体营养盐有必要进行各个季节连续多年的监测, 以准确全面地揭示营养盐的变化规律。

摘要：根据2005年3月～10月间珠海近岸海域N、P营养盐的监测资料, 分析了赤潮多发期该海域N、P污染的时空变化特征, 并对海域进行了潜在性富营养化评价。结果表明, 在赤潮多发期, 珠海近岸海域水质N、P污染严重, 表层海水DIN指标劣于Ⅳ类海水标准2.4～5.7倍, 明显呈现高N、低P的污染特征;该海域氮磷营养盐随月份和空间的不同呈现不同的变化规律, 近岸海域受径流影响较大, 同时也受到生物化学过程的影响;潜在性富营养化评价结果为:珠海近岸海域在赤潮多发期为磷限制潜在性富营养化海区。

关键词：珠海,营养盐,潜在性富营养化

参考文献

[1] 珠海年鉴编纂委员会.珠海年鉴 (2005卷) [M].珠海:珠海出版社, 2005:55.

[2] 蔡建东, 董燕红, 朱小山, 等.珠江口水域富营养化分析[J].第一届中国赤潮研究与防治学术研讨会论文摘要汇编, 2004.

[3] 林卫强, 李适宇.珠江口水域化学耗氧量溶解氧无机磷与有机磷的三维水质数学模拟[J].海洋学报 (中文版) , 2003.25 (3) :129～137.