崔力拓,李志偉,胡克寒

(1.中國環(huán)境管理干部學院，河北 秦皇島 066004；2.河北農業(yè)大學 海洋學院，河北 秦皇島 066003)

海水養(yǎng)殖歷來是河北省水產業(yè)重要的支柱產業(yè)。近年來，隨著河北省沿海經濟和海水養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，如海岸工程、陸源污染物的排放、海洋船舶廢棄物以及養(yǎng)殖自身污染等,這些因素造成部分近岸海域污染逐步加劇，導致海水養(yǎng)殖環(huán)境不同程度的惡化[1-3]。海水養(yǎng)殖環(huán)境的惡化直接影響著海水養(yǎng)殖生物的生長和繁殖，從而影響食品衛(wèi)生和人體健康。因此，研究河北省海水養(yǎng)殖環(huán)境質量的變化特征，對今后改善河北省海水養(yǎng)殖的環(huán)境和調整養(yǎng)殖布局，使海水養(yǎng)殖業(yè)朝著健康的方向發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集與分析

于2000—2010年對河北省昌黎新開口淺海扇貝養(yǎng)殖區(qū)、撫寧南戴河扇貝養(yǎng)殖區(qū)、黃驊市的李家堡對蝦池塘養(yǎng)殖區(qū)及馮家堡對蝦養(yǎng)殖區(qū)、唐山市的樂亭撈魚尖貝類養(yǎng)殖區(qū)及南堡貝類養(yǎng)殖區(qū)水質進行了監(jiān)測(圖1)。每個養(yǎng)殖區(qū)內設7個站位，分別于每年的7、8、9月進行3次監(jiān)測。水質監(jiān)測分析方法按照《海水增養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測技術規(guī)程》進行[4]。

1.2 評價指標

按照科學性、主導性、可比性的原則，對6個養(yǎng)殖區(qū)42個監(jiān)測站位11年的監(jiān)測數(shù)據進行統(tǒng)計分析，篩選出磷酸鹽( PO3-4-P)、無機氮(DIN)、Pb、Hg、Zn和COD 6項時間或空間變化明顯并對海水養(yǎng)殖環(huán)境影響嚴重的因子作為河北省海水養(yǎng)殖區(qū)水質變化特征的評價指標。

1.3 評價方法

1.3.1 水質綜合評價 采用模糊綜合評價法對水質進行綜合評價[5-7]。根據模糊綜合評價結果，按模糊數(shù)學最大隸屬度原則,得到各年各養(yǎng)殖區(qū)的海水水質級別。由于以隸屬度為參數(shù)的多單元海水水質優(yōu)劣比較不能直接以最大的隸屬度作為比較標準，因此先以隸屬度為基礎，根據多單元水質從優(yōu)到劣的排序原則引入一個海水水質優(yōu)劣指數(shù)(Z)。其評價原理是首先確定海水水質級別，以隸屬度的高低評價海水水質的優(yōu)劣，再對同等隸屬度的海水水質用該單元所屬等級的鄰級較劣級別的隸屬度來評價海水水質的優(yōu)劣。最終得到的Z值整數(shù)位的值即為該單元海水水質的等級，且Z值越大，水質就越差[8-9]。計算方法為

Z=Ci+Di+1，當Ci=1,2,3時，

Z=4， 當Ci=4時，

其中：Z為海水水質優(yōu)劣指數(shù)；Ci為該單元的水質等級；Di+1為該單元水質所屬等級鄰級較劣級別的隸屬度。

圖1 河北省海水養(yǎng)殖區(qū)調查站位Fig.1 The sampling stations in mariculture area in Hebei Province

1.3.2 海水養(yǎng)殖區(qū)各污染因子的分擔率 以《海水水質標準》(GB3097—2002)二類水質標準作為評價標準，采用綜合污染指數(shù)法計算各海水養(yǎng)殖區(qū)綜合污染指數(shù)Pj，計算方法如下：

Pj=∑mi=1Pi,

式中:Pi為各污染因子的污染指數(shù)；m為參與評價的污染因子的項數(shù)。

污染分擔率(Ki)為i項污染因子在諸污染因子中的分擔率,計算方法如下[10]：

Ki=Pi/Pj×100%。

2 結果與分析

2.1 海水養(yǎng)殖區(qū)水質的時間變化特征

根據海水水質模糊綜合評價方法和水質優(yōu)劣指數(shù)計算方法，對河北省海水養(yǎng)殖區(qū)的水質進行了評價，結果見表1。

表1 海水水質優(yōu)劣指數(shù)

從表1可見：2000—2010年河北省海水養(yǎng)殖區(qū)平均水質優(yōu)劣指數(shù)為2.3293～3.4961，平均為3.1233，為三類水質。2000—2007年除南戴河養(yǎng)殖區(qū)為二類水質外，其他養(yǎng)殖區(qū)均為三類到四類水質，水質達標率僅為16.7%，其中2003—2006年南堡、李家堡和馮家堡養(yǎng)殖區(qū)水質均為四類，2007年黃驊市李家堡養(yǎng)殖區(qū)水質有所好轉，但南堡、馮家堡養(yǎng)殖區(qū)水質仍為四類水質。2008年養(yǎng)殖區(qū)二類水質達標率為50%，水質優(yōu)劣指數(shù)為1.2415～4.0000，昌黎、南戴河和南堡養(yǎng)殖區(qū)水質符合養(yǎng)殖用水標準，馮家堡養(yǎng)殖區(qū)仍為四類水質。2009年養(yǎng)殖區(qū)二類水質達標率為66.7%，水質優(yōu)劣指數(shù)為1.2502～4.0000，昌黎、南戴河、南堡和樂亭養(yǎng)殖區(qū)水質符合養(yǎng)殖用水標準，馮家堡養(yǎng)殖區(qū)仍為四類水質。2010年養(yǎng)殖區(qū)二類水質達標率為66.7%，水質優(yōu)劣指數(shù)為1.0775～3.1342，昌黎、南戴河、南堡和樂亭養(yǎng)殖區(qū)水質符合養(yǎng)殖用水標準，其它區(qū)域為三類水質。綜合11年來海水養(yǎng)殖區(qū)水質評價結果來看，各養(yǎng)殖區(qū)時間上變化趨勢基本一致，2003—2006年河北省海水養(yǎng)殖區(qū)水質較差，均有50%的養(yǎng)殖區(qū)處于四類水質的標準，2010年水質狀況較好，無四類水質出現(xiàn)，除黃驊市兩個養(yǎng)殖區(qū)水質為三類外，其余養(yǎng)殖區(qū)基本上都達到海水養(yǎng)殖的水質標準。因此，2008—2010年河北省海水養(yǎng)殖區(qū)水質呈現(xiàn)出轉好的趨勢。

2.2 海水養(yǎng)殖區(qū)水質的空間變化特征

從圖2可見，水質最差的養(yǎng)殖區(qū)為黃驊市的馮家堡和李家堡養(yǎng)殖區(qū)，其水質平均優(yōu)劣指數(shù)分別為3.9212和3.7182，接近四類水質；其次為南堡、樂亭和昌黎養(yǎng)殖區(qū)，其水質平均優(yōu)劣指數(shù)分別為3.3149、2.9237和2.9367，為三類或接近三類水質；南戴河養(yǎng)殖區(qū)水質相對較好，水質平均優(yōu)劣指數(shù)為1.9256，接近二類水質，滿足海水養(yǎng)殖用水的要求?？傮w上來看，秦皇島市附近海水養(yǎng)殖區(qū)水質較好，基本可滿足養(yǎng)殖用水需要；唐山市附近海水養(yǎng)殖區(qū)水質稍差，基本為二類到三類；海水養(yǎng)殖區(qū)水質污染最為嚴重的是黃驊市附近海水養(yǎng)殖區(qū)，水質接近四類水質，已經不能滿足養(yǎng)殖用水的要求。河北省海水養(yǎng)殖區(qū)水質整體呈現(xiàn)北部海域好于南部海域的特點。這可能與陸源污染、生活污水入海及沿海企業(yè)直接排污、養(yǎng)殖自身污染等因素有關。

圖2 河北省各海水養(yǎng)殖區(qū)水質平均優(yōu)劣指數(shù)Fig.2 The seawater quality index of mariculture area in Hebei Province

2.3 海水養(yǎng)殖區(qū)的首要污染物分析

污染分擔率表示單項污染因子指數(shù)對綜合水質污染的貢獻大小,污染分擔率最高的因子即為水體的首要污染物[10]。選取2000—2010年各養(yǎng)殖區(qū)水體 PO3-4-P、DIN、Pb、Hg、Zn和COD 6個參數(shù)作為污染因子。將逐年的監(jiān)測數(shù)據平均后，根據“1.3.2”中的方法，計算出河北省海養(yǎng)殖區(qū)各污染因子的污染分擔率，結果見表2。

表2 海水養(yǎng)殖區(qū)各污染因子的分擔率及首要污染物

從表2可見：河北省海水養(yǎng)殖區(qū) PO3-4-P為首要污染物，其次是DIN，Pb和Hg的污染也不容忽視，其分擔率都超過14%。從不同養(yǎng)殖區(qū)的首要污染物看，昌黎新開口淺海扇貝養(yǎng)殖區(qū)和唐山樂亭撈魚尖貝類養(yǎng)殖區(qū)為 PO3-4-P，其次為DIN；黃驊市李家堡對蝦池塘養(yǎng)殖區(qū)及馮家堡對蝦養(yǎng)殖區(qū)、唐山市南堡貝類養(yǎng)殖區(qū)的首要污染物為DIN，其次為 PO3-4-P；撫寧南戴河扇貝養(yǎng)殖區(qū)的首要污染物為 PO3-4-P，其次為Pb，DIN污染分擔率相對較低。河北省海水養(yǎng)殖區(qū)氮、磷污染的主要原因可能是：養(yǎng)殖區(qū)附近入海河流流域內生活污水的大量排放，農業(yè)生產中化肥施用量的逐年上升,農田灌溉以及農業(yè)養(yǎng)殖等生產廢水幾乎無任何處理就通過河流匯入海洋，同時海水養(yǎng)殖區(qū)普遍存在養(yǎng)殖密度過大、海水交換不暢的問題，再加上鄰近區(qū)域基本都處于大規(guī)模開發(fā)建設階段，人口密度大，工業(yè)較為發(fā)達，工業(yè)排污和生活污水量不斷增加，使養(yǎng)殖區(qū)中氮、磷污染日益加劇。

3 討論

從河北省海水養(yǎng)殖區(qū)的水質變化情況來看，2008年以來水質逐步有所好轉。從空間上看，秦皇島市附近海水養(yǎng)殖區(qū)的水質相對要好一些，達到二類以上海水的水質標準；唐山市附近海水養(yǎng)殖區(qū)的水質狀況近些年也逐步恢復到二類水質，基本可以滿足養(yǎng)殖用水的要求；海水養(yǎng)殖區(qū)水質污染相對嚴重的區(qū)域依然是黃驊市附近海域，水質依然為三類到四類水質，不能滿足養(yǎng)殖用水的要求；污染程度基本呈現(xiàn)北輕南重的格局。這可能與黃驊市沿岸陸源污染、沿海工業(yè)企業(yè)直接排放污染物、海水養(yǎng)殖密度大等因素有關。

河北省海水養(yǎng)殖區(qū)水體中的主要污染物是 PO3-4-P、DIN，其次為Pb和Hg。因此，要實現(xiàn)河北省海水養(yǎng)殖區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，必須將氮、磷作為優(yōu)先控制的污染物，控制和削減陸源污染源的源頭,降低海水養(yǎng)殖業(yè)的自身污染，適當調整養(yǎng)殖布局,開展養(yǎng)殖區(qū)的環(huán)境修復，降低污染的影響風險,保證海水養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)的發(fā)展。

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