劉 洋，闞文靜，張秋豐

（1．國家海洋局天津海洋環(huán)境監(jiān)測中心站 天津 300450；2．中國海洋大學(xué)海洋環(huán)境學(xué)院 青島 266003）

近年來，隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟的高速發(fā)展，富含氮、磷的環(huán)境污染物排?？偭坎粩嘣黾樱斐删植亢Ｓ蚋粻I養(yǎng)化問題日趨嚴(yán)重。某些營養(yǎng)鹽成分已成為影響近海浮游植物正常生長的重要因素，不僅影響浮游植物的生物量，也影響其種群結(jié)構(gòu)，甚至導(dǎo)致有害赤潮的頻 發(fā)［1］。

天津近岸海域位于華北平原東北，地處渤海灣底部，是渤海典型的赤潮高發(fā)區(qū)［2］。天津赤潮監(jiān)控區(qū)監(jiān)測于2002年正式啟動，至今為止已持續(xù)開展了10 年，通過對此區(qū)域的監(jiān)測分析，定期發(fā)布赤潮預(yù)測預(yù)報，最大限度地減少了赤潮災(zāi)害損失。本研究根據(jù)2008—2011年赤潮監(jiān)控區(qū)水質(zhì)監(jiān)測資料，對氮、磷營養(yǎng)鹽污染現(xiàn)狀、變化特征以及潛在性富營養(yǎng)化程度進行了分析與研究，為天津近岸海域水環(huán)境的科學(xué)管理以及養(yǎng)殖資源的保護提供了科學(xué)的依據(jù)。

1 調(diào)查與分析

2008—2011年，國家海洋局天津海洋環(huán)境監(jiān)測中心站分別于5—10 月在天津赤潮監(jiān)控區(qū)開展海水取樣、檢測以及數(shù)據(jù)分析工作。監(jiān)控區(qū)內(nèi)共布設(shè)6 個監(jiān)測站位，具體站位布設(shè)見圖1。所有樣品采集、預(yù)處理和分析項目均嚴(yán)格按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》 （GB17378－2007）具體相關(guān)要求執(zhí)行。亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、氨氮之和為溶解無機氮。

圖1 采樣站位

2 結(jié)果與討論

2．1 營養(yǎng)鹽污染現(xiàn)狀

表1給出了天津赤潮監(jiān)控區(qū)2008—2011年5—10月海水水質(zhì)氮、磷營養(yǎng)鹽連續(xù)監(jiān)測的月平均值，基本上反映了近4 年來監(jiān)控區(qū)內(nèi)氮、磷營養(yǎng)鹽污染的總體狀況。根據(jù) 《中華人民共和國海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB3097－1997）中的二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：無機氮為0．30 mg／L，磷酸鹽為0．030mg／L，近4年來天津赤潮監(jiān)控區(qū)表層海水無機氮的各月平均含量超出國家二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的1．05～4．80倍，說明DIN 近年來一直為此海區(qū)的主要污染物；磷酸鹽僅2008年和2011年8月的平均含量均超出國家二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；由此看出，該海區(qū)受到的無機氮的污染程度明顯高于磷酸鹽，根據(jù)海洋富營養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)：無機氮為200～300μg／L，磷酸鹽為20μg／L 以上［3］，天津赤潮監(jiān)控區(qū)一直處于嚴(yán)重的富營養(yǎng)化狀態(tài)。

表1 近4年來天津赤潮監(jiān)控區(qū)海水中氮、磷的月平均含量 mg／L

2．2 營養(yǎng)鹽月變化趨勢

天津赤潮監(jiān)控區(qū)氮、磷營養(yǎng)鹽的月變化趨勢圖可以看出 （圖2），5－8月氮、磷的變化趨勢大致呈拋物線狀，均為8月達到頂點。8月出現(xiàn)高值可能有幾個原因：①降水引起的河流徑流量增大，帶來豐富的營養(yǎng)鹽，使得監(jiān)控區(qū)內(nèi)營養(yǎng)鹽濃度有所增加；②由于沿岸的工農(nóng)業(yè)廢水及生活污水的排放所致；③由于各種水產(chǎn)養(yǎng)殖投餌及收獲造成的。

圖2 天津赤潮監(jiān)控區(qū)氮、磷月變化趨勢

2．3 營養(yǎng)鹽的結(jié)構(gòu)特征

表2給出了近4年來天津赤潮監(jiān)控區(qū)表層海水中營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)狀況的統(tǒng)計結(jié)果，可以看出其溶解無機氮以硝酸鹽氮為主。從無機氮在水中的轉(zhuǎn)化過程，，在氧充足的情況下，當(dāng)達到熱力學(xué)平衡時，水體中的硝酸鹽氮為主要形態(tài)［4］。因此，從天津赤潮監(jiān)控區(qū)表層海水中各無機氮在無機氮中所占比例來看，該水體中的無機氮已達熱力學(xué)平衡。

表2 近4年來天津赤潮監(jiān)控區(qū)表層海水中營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)狀況

監(jiān)控區(qū)海域硅／氮／磷 （摩爾比）的比值是海水水體現(xiàn)存硅，氮，磷營養(yǎng)狀態(tài)的具體反映。Redfield［5］認為浮游植物對無機氮、磷酸鹽營養(yǎng)鹽的吸收是按16∶1的恒定摩爾比進行的，但不同海域物理、生物和化學(xué)等各種因子的影響不同常使這個比值發(fā)生變化。硅，氮，磷營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的改變，會導(dǎo)致某個要素成為浮游植物生長的限制因子［6］。根據(jù)化學(xué)計量營養(yǎng)鹽限制標(biāo)準(zhǔn)［7］（表3），從表2中給出的天津赤潮監(jiān)控區(qū)表層海水營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)狀況數(shù)據(jù)可以看出，4年來磷對天津赤潮監(jiān)控區(qū)浮游植物的繁殖一直起著潛在限制性作用，是該海域初級生產(chǎn)力的主要潛在限制性營養(yǎng)鹽。

表3 化學(xué)計量營養(yǎng)鹽限制標(biāo)準(zhǔn)

2．4 水質(zhì)評價

本研究根據(jù)郭衛(wèi)東［8］等提出的以潛在性富營養(yǎng)化概念為基礎(chǔ)的分類分級營養(yǎng)化評價模式對天津赤潮監(jiān)控區(qū)的海水水質(zhì)總體營養(yǎng)水平變化趨勢進行評價 （表4）。從表4 可知，天津赤潮監(jiān)控區(qū)海水水質(zhì)2008—2010 年屬ⅥP級，即為磷限制潛在性富營養(yǎng)水平；2011年屬ⅤP級，即為磷中等限制潛在性富營養(yǎng)水平。上述結(jié)果說明，天津赤潮監(jiān)控區(qū)海水水質(zhì)氮濃度嚴(yán)重超標(biāo)，富營養(yǎng)化嚴(yán)重，若不控制沿岸生活污水和工業(yè)廢水的排放，一旦條件合適易發(fā)生赤潮。

表4 天津赤潮監(jiān)控區(qū)營養(yǎng)類型評價

3 結(jié)論

通過對2008—2011年天津赤潮監(jiān)控區(qū)海水營養(yǎng)鹽的評價分析，可以看出：

（1）4年來天津赤潮監(jiān)控區(qū)海水一直受到氮、磷營養(yǎng)鹽的污染，處于嚴(yán)重的富營養(yǎng)化狀態(tài)，且氮的污染程度明顯高于磷的污染程度。

（2）4年來天津赤潮監(jiān)控區(qū)的月變化趨勢呈拋物線狀，8月呈最高值。

（3）4年來天津赤潮監(jiān)控區(qū)海水中無機氮一直處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)；磷對天津赤潮監(jiān)控區(qū)浮游植物的繁殖一直起著潛在限制性作用，是該海域初級生產(chǎn)力的主要潛在限制性營養(yǎng)鹽。天津赤潮監(jiān)控區(qū)海水水質(zhì)2008—2010 年屬ⅥP級，即為磷限制潛在性富營養(yǎng)水平；2011年屬ⅤP級，即為磷中等限制潛在性富營養(yǎng)水平。

［1］張麗旭，蔣曉山，蔡燕紅．近4年來象山港赤潮監(jiān)控區(qū)營養(yǎng)鹽變化及其結(jié)構(gòu)特征［J］．海洋通報，2006，25（6）：1－9．

［2］馬志華，楊翼．渤海赤潮現(xiàn)象初探［M］．北京：海洋出版社，2005：67－71．

［3］齊雨藻．中國沿海的赤潮：深圳灣富營養(yǎng)化與赤潮研究［J］．暨南大學(xué)學(xué)報，1998（赤潮?？?0－20．

［4］蔡真珍，王憲，鄭盛華．湄洲灣水質(zhì)季節(jié)變化特征及評價［J］．海洋環(huán)境科學(xué)，2008，27（2）：161－164．

［5］林洪瑛．南沙群島海域營養(yǎng)鹽分布的研究［J］．海洋科學(xué)，2001，25（10）：12－14．

［6］張正斌．海洋化學(xué)［M］．青島：中國海洋大學(xué)出版社，2004：123－124．

［7］ JUSTIC D，RABALAIS N N，TURNER R E，et al．Changes in nutrient structure of river－dominated coastal waters：stoichiometric nutrient balance and its consequences［J］．Estuarine，Coastal and Shelf Science，1995，40：339－356．

［8］郭衛(wèi)東，張曉明，楊逸萍，等．中國近海海域潛在性富營養(yǎng)化程度的評價［J］．臺灣海峽，1998，17（1）：64－70．