黃徐, 羅歡, 吳瓊, 韓春陽, 黑亮

不同方法評價深圳灣富營養(yǎng)化問題的研究

黃徐, 羅歡, 吳瓊, 韓春陽, 黑亮*

水利部珠江河口動力學(xué)及伴生過程調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 珠江水利委員會珠江水利科學(xué)研究院, 廣州 510610

首先運(yùn)用單因子指數(shù)法評價深圳灣氮磷污染程度, 結(jié)果表明, 以三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn), 所有監(jiān)測站點(diǎn)的PIDIN和PIDIP幾乎都大于1, 顯然各個站點(diǎn)的DIN和DIP均超過三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 且各個監(jiān)測站點(diǎn)的PIDIN和PIDIP平均值都呈現(xiàn)出外灣向內(nèi)灣逐漸增大的趨勢, 可以看出深圳灣氮磷污染呈現(xiàn)外灣向內(nèi)灣逐漸加重的趨勢。再運(yùn)用富營養(yǎng)化指數(shù)法、潛在性富營養(yǎng)化評價模式及營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)法對深圳灣富營養(yǎng)化程度進(jìn)行評價, 結(jié)果表明所有監(jiān)測點(diǎn)的E值都大于1, NQI均大于3, 顯然所有監(jiān)測站點(diǎn)均呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài), 且各個監(jiān)測點(diǎn)的E值和NQI幾乎都呈現(xiàn)外灣向內(nèi)灣逐漸增大的趨勢, 表明深圳灣富營養(yǎng)化程度呈現(xiàn)外灣向內(nèi)灣逐漸加重的趨勢。最后運(yùn)用模型模擬深圳灣豐枯水期富營養(yǎng)化程度, 并用營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)法計算模型結(jié)果, 結(jié)果顯示所有區(qū)域NQI均大于3, 表明不管枯水期還是豐水期, 深圳灣基本處于富營養(yǎng)化狀態(tài)?？菟贜QI最大值為22, 最小值為3; 豐水期NQI最大值為23, 最小值為4, 表明豐水期深圳灣的富營養(yǎng)化程度較枯水期更為嚴(yán)重; 不管枯水期還是豐水期, 外灣的NQI基本在5左右, 而內(nèi)灣NQI基本都大于外灣, 因此內(nèi)灣的富營養(yǎng)化程度較外灣更為嚴(yán)重; 枯水期漲潮時NQI最大值為22, 落潮時NQI最大值為21; 豐水期漲潮時NQI最大值為23, 落潮時NQI最大值為22, 因此漲潮時深圳灣的富營養(yǎng)化程度較落潮時更為嚴(yán)重。所有結(jié)果均表明深圳灣已呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài), 因此治理深圳灣富營養(yǎng)化問題刻不容緩。

單因子指數(shù)法; 氮磷污染; 富營養(yǎng)化指數(shù)法; 潛在性富營養(yǎng)化評價模式; 營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)法

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展, 環(huán)境污染問題也日益突出, 而環(huán)境與人們的生活息息相關(guān), 環(huán)境持續(xù)惡化對人們生活產(chǎn)生了很大影響, 尤其水污染問題日益顯著, 工業(yè)廢水及生活污水大量排放大大加重了水污染問題, 而這些污染水體中尤以氮磷污染物居多, 氮磷污染是水體富營養(yǎng)化的主要成因, 大量工業(yè)廢水和生活污水直接或間接排入是導(dǎo)致各水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因素。深圳灣位處珠江口, 存于深圳和香港之間, 是一個半封閉海灣, 且灣內(nèi)水深較淺, 水動力條件較差[1]。近幾十年來深圳和香港的快速發(fā)展給深圳灣輸入了大量污染物, 使深圳灣水環(huán)境問題日益明顯[2], 尤其富營養(yǎng)化問題一直尚未解決, 1981年以來深圳灣赤潮問題已經(jīng)發(fā)生了三十多次[3–6], 影響了深圳灣生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定, 也進(jìn)一步影響了深圳及香港的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

為了解水體富營養(yǎng)化程度, 國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了深入的研究, 并提出了一些評價方法和模型[7–10], 想以此為依據(jù)更為客觀的表征水體富營養(yǎng)化程度, 預(yù)測水質(zhì)變化趨勢, 從而為科學(xué)治理水環(huán)境問題提供依據(jù)。至今為止國內(nèi)外對于水體富營養(yǎng)化評價方法有幾十種, 國際上也未對富營養(yǎng)化評價方法進(jìn)行統(tǒng)一, 目前國內(nèi)采用的主要是第一代富營養(yǎng)化評價方法, 如單因子指數(shù)法、綜合指數(shù)法[11–12]、富營養(yǎng)化模糊評判模型[13]、主要成分分析法及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法,其中綜合指數(shù)法包括富營養(yǎng)化指數(shù)法(EIM)和營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)法(NQI)等[14]。而國外主要采用以富營養(yǎng)化特征為基礎(chǔ)兼顧生態(tài)系統(tǒng)所受壓力和相應(yīng)趨勢的第二代評價方法, 如美國的ASSETS[15]和歐盟的OSPAR-COMPP等。富營養(yǎng)化問題是由各個污染因子綜合形成的, 用單個指標(biāo)來評價不能較為全面的反應(yīng)富營養(yǎng)化問題, 因此綜合指數(shù)法是如今運(yùn)用最廣泛的方法[16]。圍繞深圳灣富營養(yǎng)化問題, 國內(nèi)學(xué)者也作出了相關(guān)研究[17–19], 但運(yùn)用的方法都比較單一, 不能更為全面的說明深圳灣的富營養(yǎng)化問題, 而本文擬采用單因子指數(shù)法、富營養(yǎng)化指數(shù)法、潛在性富營養(yǎng)化評價模式及富營養(yǎng)化質(zhì)量指數(shù)法, 將多種方法的結(jié)果結(jié)合共同研究深圳灣的富營養(yǎng)化問題; 并在監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上模擬深圳灣豐/枯水期各污染指標(biāo)的變化情況, 再運(yùn)用營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)法分析研究豐水期和枯水期不同水文條件下深圳灣富營養(yǎng)化問題。

1 材料、分析與評價方法

1.1 深圳灣監(jiān)測與分析

本文采用海洋局2017年3月、5月、8月、10月及2018年3月、6月和9月共七期水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)表征深圳灣水體富營養(yǎng)化特征, 監(jiān)測點(diǎn)位圖如圖1所示。主要分析指標(biāo)為無機(jī)氮(DIN)、活性磷酸鹽(DIP)、化學(xué)耗氧量(CODMn)和葉綠素-a(Chl.a)。

1.2 富營養(yǎng)化評價方法

1.2.1 單因子指數(shù)法(SFI)

單因子指數(shù)法(SFI)是將海水中某污染物實(shí)測含量與該污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比, 以確定污染類別的方法[9], 公式為:

式中: PIi為某點(diǎn)位污染物i的污染指數(shù); Ci為污染物i的實(shí)測值; S0i為污染物i的評價標(biāo)準(zhǔn)。評價標(biāo)準(zhǔn)采用《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB3097-1997)。由于富營養(yǎng)化的主要成因是氮磷污染物含量超標(biāo), 因此本文僅對無機(jī)氮(DIN)和活性磷酸鹽(DIP)進(jìn)行單因子評價。若PIi≤1, 則表明該點(diǎn)位營養(yǎng)鹽i的含量符合該類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 若PIi≥1, 則表明該點(diǎn)位營養(yǎng)鹽i的含量超過該類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

Figure 1 Distribution map of Shenzhen Bay conventional monitoring site (Shenzhen Ocean Bureau)

1.2.2 富營養(yǎng)化指數(shù)法(EIM)

富營養(yǎng)指數(shù)法(EIM)是由日本的岡氏友利于1972年首次提出, 后來由國內(nèi)學(xué)者鄒景忠等[7]將之引入, 結(jié)合我國海灣水體的實(shí)際情況并參考我國水質(zhì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將其進(jìn)行了優(yōu)化, 確定為:

式中:為富營養(yǎng)化指數(shù);C、C、C為COD、DIN、DIP的含量(單位均為mg·L-1)。若≥1, 則表明該水體為富營養(yǎng)化水體, 富營養(yǎng)化的程度取決于值的大小,越大富營養(yǎng)化程度越大。

1.2.3 潛在性富營養(yǎng)化評價模式(PEAM)

水中浮游植物一般按照氮磷摩爾比約為16: 1的值來攝取營養(yǎng)鹽, 因此肯定由一部分氮磷營養(yǎng)鹽相對過剩, 根據(jù)富營養(yǎng)化指數(shù)法的計算方法, 相對過剩的營養(yǎng)鹽會使被評價海域營養(yǎng)化水平升高, 然而該營養(yǎng)鹽并未被浮游植物消耗, 也未對水體富營養(yǎng)化產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響, 因此只能被視作具有潛在性, 據(jù)此, 郭衛(wèi)東等提出了一種可體現(xiàn)營養(yǎng)鹽限制的富營養(yǎng)化評價方法, 即潛在性富營養(yǎng)化評價模式(PEAM)[20]。該模式把富營養(yǎng)化狀態(tài)分為9個營養(yǎng)級, 其劃分原則如表1所示。

表1 潛在性富營養(yǎng)化評價模式營養(yǎng)級的劃分原則[20]

1.2.4 營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)法(NQI)

營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)(NQI)法[21–22]綜合考慮無機(jī)氮(DIN)、磷酸鹽(DIP)、化學(xué)耗氧量(CODMn)和葉綠素a(Chl.a)4個水質(zhì)指標(biāo), 計算相應(yīng)的營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)(), 具體計算公式如下:

式中: 分子項(xiàng)為監(jiān)測值, 分母項(xiàng)為標(biāo)準(zhǔn)值, 依據(jù)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3097-1997), 深圳灣執(zhí)行海水三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 因此制定無機(jī)氮、磷酸鹽、化學(xué)需氧量和葉綠素a的標(biāo)準(zhǔn)值為COD=4.000 mg·L-1,DIN= 0.400 mg·L-1,DIP=0.030 mg·L-1,=5.000 mg·m-3。當(dāng)＞3為富營養(yǎng)化水平,＜2為貧營養(yǎng)化水平,介于2和3之間為中營養(yǎng)化水平[23]。

2 結(jié)果與討論

2.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果與討論

2.1.1 單因子指標(biāo)法評價結(jié)果與討論

采用單因子指標(biāo)法對深圳灣各監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行評價, 統(tǒng)計結(jié)果如圖2和圖3顯示。由于深圳灣執(zhí)行的時三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 因此以三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)進(jìn)行評價。從圖2可以看出, 若以DIN為評價因子,PI值的范圍為0.53–18.07, 94%的監(jiān)測結(jié)果都大于三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 只有6%的監(jiān)測結(jié)果達(dá)標(biāo), 而且大部分監(jiān)測結(jié)果的PI值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1, 因此深圳灣除很小區(qū)域無氮污染外, 大部分區(qū)域氮污染都比較重。監(jiān)測站點(diǎn)GD082的PI平均數(shù)值為7.84, 監(jiān)測站點(diǎn)ZQ019的PI平均數(shù)值為5.14, 監(jiān)測站點(diǎn)GD083的PI平均數(shù)值為3.99, 監(jiān)測站點(diǎn)GD084的PI平均數(shù)值為3.16, 監(jiān)測站點(diǎn)GD085的PI平均數(shù)值為3.14, 可以看出深圳灣從外灣至內(nèi)灣呈現(xiàn)氮污染程度逐漸加重的趨勢。由圖3可以看出, 若以DIP為評價因子,PI值的范圍為1.17~9.63, 所有監(jiān)測結(jié)果均超過三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 而且大部分監(jiān)測結(jié)果的PI值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1, 因此深圳灣除很小區(qū)域磷污染比較小外, 大部分區(qū)域磷污染都比較重。監(jiān)測站點(diǎn)GD082的PI平均數(shù)值為6.43, 監(jiān)測站點(diǎn)ZQ019的PI平均數(shù)值為6.14, 監(jiān)測站點(diǎn)GD083的PI平均數(shù)值為4.63, 監(jiān)測站點(diǎn)GD084的PI平均數(shù)值為3.36, 監(jiān)測站點(diǎn)GD085的PI平均數(shù)值為2.69, 可以看出磷污染呈現(xiàn)從內(nèi)灣向外灣逐漸遞減的趨勢。

圖2 深圳灣各監(jiān)測站點(diǎn)各監(jiān)測時期以三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)時的PIDIN值

Figure 2PIof each monitoring station in Shenzhen Bay at each monitoring period based on class III standard of sea water quality standard

圖3 深圳灣各監(jiān)測站點(diǎn)各監(jiān)測時期以三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)時的PIDIP值

Figure 3PIof each monitoring station in Shenzhen Bay at each monitoring period based on class III standard of sea water quality standard

2.1.2 富營養(yǎng)化指數(shù)法評價結(jié)果與討論

富營養(yǎng)化指數(shù)法評價結(jié)果顯示, 所有區(qū)域均呈現(xiàn)富營養(yǎng)化, 圖中值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1, 因此所有區(qū)域的富營養(yǎng)化程度都比較大。監(jiān)測站點(diǎn)GD082的平均數(shù)值為63.63, 監(jiān)測站點(diǎn)ZQ019的平均數(shù)值為56.19, 監(jiān)測站點(diǎn)GD083的平均數(shù)值為46.13, 監(jiān)測站點(diǎn)GD084的平均數(shù)值為35.30, 監(jiān)測站點(diǎn)GD085的平均數(shù)值為26.72, 可以看出深圳灣的富營養(yǎng)化程度在內(nèi)灣最大, 內(nèi)灣到外灣富營養(yǎng)化程度逐步減輕。GD082處的值都大于其余各點(diǎn), 而GD082處于深圳河口附近, 因此可以看出深圳河口附近富營養(yǎng)化程度最高。

圖4 富營養(yǎng)化指數(shù)法評價結(jié)果

Figure 4 Evaluation results of eutrophication index method

2.1.3 潛在性富營養(yǎng)化評價模式的評價結(jié)果與討論

圖5、圖6和圖7分別為深圳灣各監(jiān)測點(diǎn)的DIN濃度、DIP濃度和氮磷比。對比潛在性富營養(yǎng)化評價模式營養(yǎng)級的劃分原則可以看出, 77%的監(jiān)測結(jié)果都屬于富營養(yǎng)化, 9%的監(jiān)測結(jié)果屬于磷中等限制潛在性富營養(yǎng)。從圖5和圖6可以看出幾乎所有監(jiān)測結(jié)果氮磷濃度都比較高, 特別是內(nèi)灣氮磷污染相對外灣更為嚴(yán)重。

2.1.4 營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)法的評價結(jié)果與討論

運(yùn)用監(jiān)測數(shù)據(jù)對深圳灣水體營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)進(jìn)行計算, 結(jié)果如圖8所示。深圳灣各監(jiān)測站點(diǎn)各時期的均超過3, 表明水體為富營養(yǎng)化水平。監(jiān)測站點(diǎn)GD082的平均值為21.1, 監(jiān)測站點(diǎn)ZQ019的平均值為15.4, 監(jiān)測站點(diǎn)GD083的平均值為8.2, 監(jiān)測站點(diǎn)GD084的平均值為6.0, 監(jiān)測站點(diǎn)GD085的平均值為5.3, 可以看出深圳灣從外灣至內(nèi)灣呈現(xiàn)富營養(yǎng)化程度逐漸加重的趨勢。

圖5 深圳灣各監(jiān)測點(diǎn)DIN的濃度

Figure 5 DIN concentration at each monitoring point in Shenzhen Bay

圖6 深圳灣各監(jiān)測點(diǎn)DIP的濃度

Figure 6 DIP concentration at each monitoring point in Shenzhen Bay

圖7 深圳灣各監(jiān)測點(diǎn)氮磷比

Figure 7 N/P at each monitoring point in Shenzhen Bay

圖8 深圳灣各監(jiān)測站點(diǎn)各監(jiān)測時期營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)(NQI)

Figure 8in each monitoring points in Shenzhen Bay

2.2 模型結(jié)果分析與討論

運(yùn)用模型軟件對深圳灣富營養(yǎng)化情況進(jìn)行模擬, 模擬的污染物指標(biāo)為CODMn、葉綠素a、無機(jī)氮、活性磷酸鹽?？菟诤拓S水期各模擬三個月, 模擬時間分別為2018年1月1日至3月31日和7月1日至9月31日。根據(jù)模擬結(jié)果算出的如圖9和圖10所示。

圖9(a)為深圳灣豐水期落潮污染物濃度最高時統(tǒng)計的, 從圖中可以看出, 深圳灣豐水期落潮時基本所有區(qū)域都大于3, 根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn), 大于3的區(qū)域均是富營養(yǎng)化區(qū)域, 因此深圳灣豐水期落潮時基本所有區(qū)域都處于富營養(yǎng)化狀態(tài)。圖9(b)為深圳灣豐水期漲潮污染物濃度最高時統(tǒng)計的, 從圖中可以看出, 深圳灣豐水期漲潮時基本所有區(qū)域都大于3, 根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn), 大于3的區(qū)域均是富營養(yǎng)化區(qū)域, 因此深圳灣豐水期漲潮時基本所有區(qū)域都有富營養(yǎng)化問題。對比落潮和漲潮富營養(yǎng)情況, 漲潮時最大值為23, 而落潮時最大值為22, 因此在豐水期漲潮時深圳灣的富營養(yǎng)化程度明顯比落潮時要嚴(yán)重。

圖10(a)為深圳灣枯水期落潮時污染物濃度最高時統(tǒng)計的, 從圖中可以看出, 深圳灣枯水期落潮時基本所有區(qū)域都大于3, 根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn), 大于3的區(qū)域均是富營養(yǎng)化區(qū)域, 因此深圳灣枯水期落潮時基本所有區(qū)域都處于富營養(yǎng)化程度。圖10(b)為深圳灣枯水期漲潮時污染物濃度最高時統(tǒng)計的, 從圖中看出, 深圳灣枯水期漲潮時基本所有區(qū)域都大于3, 根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn), 大于3的區(qū)域均是富營養(yǎng)化區(qū)域, 因此深圳灣枯水期漲潮時基本所有區(qū)域都有富營養(yǎng)化問題。對比漲、落潮深圳灣富營養(yǎng)化情況, 落潮時最大值為21, 而漲潮時最大值為22, 因此在枯水期也是漲潮時深圳灣的富營養(yǎng)化程度更為嚴(yán)重。

3 結(jié)論

采用監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合, 運(yùn)用多種評價方法對深圳灣的富營養(yǎng)化特征進(jìn)行分析, 分析結(jié)果如下:

(1)運(yùn)用單因子指數(shù)法對深圳灣氮磷污染情況進(jìn)行評價。大部分監(jiān)測結(jié)果的PI和PI均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1, 表明大部分區(qū)域氮磷污染都比較嚴(yán)重。各監(jiān)測點(diǎn)的PI和PI平均值皆由外灣向內(nèi)灣遞增, 表明深圳灣從外灣至內(nèi)灣呈現(xiàn)氮磷污染程度逐漸加重的趨勢。因此減輕深圳灣的氮磷污染必須要加強(qiáng)監(jiān)督管理各支流和排污口的污染物排放。

圖9 深圳灣豐水期污染物濃度最高時NQI圖

Figure 9of the highest concentration of pollutants in the rainy season of Shenzhen Bay

圖10 深圳灣枯水期污染物濃度最高時NQI圖

Figure 10of the highest concentration of pollutants in the dry season of Shenzhen Bay

(2)運(yùn)用富營養(yǎng)化指數(shù)法、潛在性富營養(yǎng)化評價模式和營養(yǎng)狀態(tài)質(zhì)量指數(shù)法對深圳灣富營養(yǎng)化情況進(jìn)行評價。結(jié)果表明幾乎所有區(qū)域均呈現(xiàn)富營養(yǎng)化, 且內(nèi)灣富營養(yǎng)化程度較外灣更為嚴(yán)重, 豐水期富營養(yǎng)化程度較枯水期更為嚴(yán)重。所有監(jiān)測點(diǎn)的值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1,均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過3, 表明所有區(qū)域的富營養(yǎng)化程度都比較大。GD082處的富營養(yǎng)化程度最高, 而GD082處于深圳河口附近, 可以看出深圳河口附近富營養(yǎng)化程度最高, 因此要治理深圳灣富營養(yǎng)化問題必須加強(qiáng)治理深圳河的污染問題。

(3)模型結(jié)果顯示不管在豐水期還是枯水期, 深圳灣整體都呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài), 且呈現(xiàn)外灣向內(nèi)灣逐漸加重的趨勢, 因此需要加強(qiáng)內(nèi)灣污染源的治理。豐水期深圳灣的富營養(yǎng)化情況比枯水期更差, 因此需要加強(qiáng)豐水期入灣污染源的治理。不管枯水期還是豐水期, 外灣的基本在5左右, 而內(nèi)灣基本都大于外灣, 這是由于入灣支流基本都在內(nèi)灣, 而且內(nèi)灣水動力條件較差, 污染物擴(kuò)散能力較弱, 導(dǎo)致大量污染物囤積在灣內(nèi), 因此入灣支流的治理問題不容忽視。

(4)近幾年來深圳灣富營養(yǎng)化問題尤為突出, 而深圳灣又是重要的濕地生態(tài)系統(tǒng), 因此治理深圳灣的污染問題尤為重要。而治理深圳灣污染問題尤其注重治理內(nèi)灣污染源的排放問題, 特別是深圳河污染物排放, 因此需要加強(qiáng)深圳河入河污染源的監(jiān)督管理。

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Study on the evaluation of eutrophication in Shenzhen Bay by different methods

HUANG Xu, LUO Huan, WU Qiong, HAN Chunyang, HEI Liang*

Key Laboratory of the Pearl River Estuarine Dynamics and Associated Process Regulation, Ministry of Water Resources, Pearl River Hydraulic Research Institute, Pearl River Water Resource Commission, Guangzhou 510611, China

The single factor index method was used to evaluate the pollution degree of nitrogen and phosphorus in Shenzhen Bay. The results show that with the class III standard of sea water quality standard, the PIDINand PIDIPof all monitoring stations are almost greater than 1. Obviously, the DIN and DIP of each station exceed the class III standard of sea water quality standard, and the average values of PIDINand PIDIPof each monitoring station show the trend of increasing gradually from outer bay to inner bay. It can be seen that the nitrogen and phosphorus pollution in Shenzhen Bay shows the trend of increasing gradually from outer bay to inner bay.The eutrophication index method, potential eutrophication assessment model and nutritional quality index method were used to evaluate the eutrophication degree of Shenzhen Bay. The results showed that the E of all monitoring points were greater than 1, and the NQI was greater than 3. Obviously, all monitoring stations were eutrophication, and the E and NQI of each monitoring point showed a tendency of gradually increasing from the outer bay to the inner bay, indicating that the eutrophication degree of the Shenzhen bay showed a trend of gradually increasing from the outer bay to the inner bay. Finally, the model was used to simulate the degree of eutrophication in the Shenzhen Bay during the high-water period and low-water period, and the model results were calculated using the nutritional quality index method. The results show that the NQI is greater than 3 in the bay, indicating that the Shenzhen Bay is basically in the state of eutrophication regardless of the dry season or the rainy season. The maximum NQI during the dry season is 22 and the minimum is 3; the maximum NQI during the rainy season is 23 and the minimum is 4, which indicates that the eutrophication of Shenzhen Bay during the high-water season is more severe than that during the dry season. Regardless of the dry season or the rainy season, the NQI of the outer bay is basically around 5, and the NQI of the inner bay is basically larger than that of the outer bay. Therefore, the eutrophication of the inner bay is more severe than that of the outer bay. The maximum NQI is 22 in the high tide during the dry season, and the maximum NQI is 21 in the ebb; the maximum NQI is 23 in the high tide during the rainy season, and the maximum NQI is 22 in the ebb, so the eutrophication of Shenzhen Bay is more serious than the ebb in the high tide. All the results indicate that the Shenzhen Bay has already become eutrophic, so it is urgent to tackle the problem of eutrophication in Shenzhen Bay.

single factor index method;nitrogen and phosphorus pollution;eutrophication index method;potential eutrophication assessment model;nutritional quality index method

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.04.028

黃徐, 羅歡, 吳瓊, 等. 不同方法評價深圳灣富營養(yǎng)化問題的研究[J]. 生態(tài)科學(xué), 2020, 39(4): 226–232.

HUANG Xu, LUO Huan, WU Qiong, et al. Study on the evaluation of eutrophication in Shenzhen Bay by different methods[J]. Ecological Science, 2020, 39(4): 226–232.

X821S1

A

1008-8873(2020)04-226-07

2019-12-09;

2020-05-10

廣州市科技計劃項(xiàng)目(201904010367); 珠江水利科學(xué)研究院科技創(chuàng)新項(xiàng)目([2018]ky018); 廣東省水利科技創(chuàng)新項(xiàng)目([2017]07); 廣東省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2019B110205004); 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(5170929)

黃徐(1995—), 男, 碩士, 主要研究水環(huán)境模擬及預(yù)測, E-mail: 1041493801@qq.com

黑亮, 女, 博士, 教授級高級工程師, 主要從事水環(huán)境研究, E-mail:hidige@sina.com