辽东湾近岸海域水质状况及富营养化评价

武暕

（辽宁省生态环境监测中心，辽宁沈阳 110161）

1 引言

辽东湾位于渤海海域偏北部，地处北温带，西起河北省大清河口，东至辽东半岛南端老铁山角联线以北的渤海海域，面积为22 000 km2，是辽河、大辽河、大凌河、复州河等众多河流的汇合处和入海口，属于一面临海、三面环陆的典型半封闭海湾［1］，由于受特殊地理环境影响，不利于污染物的扩散和水体的自净，其水体交换能力有限。近年来，沿海5 个市经济发展迅速，陆源污染物排放量不断增加，导致辽东湾近岸海域水质状况发生变化［2］，根据近几年发布的《中国海洋生态环境状况公报》［3-4］，辽东湾海域仍为中国近岸海域污染最严重的区域之一，其污染现状正制约着辽宁经济的发展。

海水中营养盐是构成海洋生物资源的物质基础，但过量营养盐入海，可能会导致海水富营养化［5］。近年来，环渤海地区已成为我国快速发展的重要经济集聚区，随着沿海人口增长和经济发展，渤海遭到了严重污染，随着多条河流携带大量营养盐入海，富营养化程度和范围有逐渐加重和扩大的趋势，由此引发的水质下降与赤潮频发，给海洋生态环境和经济发展造成了严重的破坏和巨大损失。目前，学者对辽东湾盘锦、营口段海域水质进行调查分析研究较多，涉及水质评价、富营养化评价、时空分布等方面［6］，但针对辽东湾辽宁全段的研究鲜有报道。为此，本文通过对该海域2018 年春、夏、秋3 个季节的水环境进行调查，探讨其水质现状及富营养化季节变化情况，为摸清该海域富营养状况分布情况及水环境保护管理提供技术支撑，对打好渤海综合治理攻坚战具有重要的战略意义。

2 材料与方法

2.1 样品采集与分析

本次调查分别于2018 年春季（4 月）、夏季（7月）和秋季（10 月）开展，在辽东湾近岸海域共布设34 个点位进行水样采集，分3 个航次将所取水样带回实验室进行分析。

调查项目包括pH、盐度、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、活性磷酸盐（PO4－P）、亚硝酸盐氮（NO2－N）、硝酸盐氮（NO3－N）和氨氮（NH3－N），共计8项。无机氮（DIN）为NO2－N，NO3－N 和NH3－N 三氮之和。样品采集、贮存、处理及分析方法严格按照《近岸海域环境监测技术规范》（HJ 442—2008）［7］和《海洋监测规范》（GB 17378—2007）［8］等有关的国家技术规范执行。

2.2 单因子指数法

海水水质评价采用单因子指数法（Single Factor Index，SFI），是将海水中某污染物实测含量与该污染物的评价标准进行对比，以确定污染类别的方法［9-10］，计算公式为：

式中，PIi为调查海域某点位污染物i 的污染指数；Ci为污染物i 的实测含量，mg/L；S0i为污染物的评价标准，mg/L。若PIi＞1，表明该点位营养盐i 含量超过该类水质标准，近岸海域点位评价标准采用《海水水质标准》（GB 3097—1997）。

2.3 富营养化评价

采用目前常用于我国近岸海域营养化评价的富营养化指数法（Eutrophication Index Methond，EIM）进行辽东湾近岸海域的富营养化评价［11-12］，计算公式如下：

式中，E 为富营养化指数；COD 为化学需氧量浓度，mg/L；DIN 为无机氮质量浓度，mg/L；DIP 为活性磷酸盐质量浓度，mg/L。E≥1，说明该水体呈富营养化状态，E 值越大表示富营养化水平越高。水质富营养化等级划分见表1。

表1 水质富营养化等级划分

2.4 数据处理

采用Excel，Origin 进行数据处理，主要统计各营养盐的平均值、中位数和标准差等，并利用ArcGis对营养盐含量和富营养化进行空间分布特征分析。

3 结果与讨论

3.1 水质状况分析

2018 年辽东湾34 个点位春季、夏季和秋季水质监测数据统计结果见表2。

表2 2018 年辽东湾水质监测数据 mg/L

根据《2017 年辽宁省海洋环境状况公报》得出，辽宁省渤海近岸海域主要污染要素为DIN 和PO4-P，因此，本文主要针对上述2 项指标进行统计分析。

春季，DIN 浓度范围为0.035～2.748 mg/L，平均值为0.244 mg/L，符合一、二类水质标准的点位占77.8%，符合三类标准的点位占2.8%，符合四类标准的点位占5.5%，符合劣四类标准的点位占13.9%；PO4-P 浓度范围为0.000 5～0.049 mg/L，平均值为0.005 mg/L，符合一、二类水质标准的点位占97.2%，符合劣四类标准的点位占2.8%。

夏季DIN 浓度范围为0.032～2.075 mg/L，平均值为0.258 mg/L，符合一、二类水质标准的点位占80.5%，符合三类标准的点位占2.8%，符合四类标准的点位占2.8%，符合劣四类标准的点位占13.9%；PO4-P 浓度范围为未检出～0.101 mg/L，平均值为0.012 mg/L，符合一、二类水质标准的点位占88.9%，符合四类标准的点位占8.3%，符合劣四类标准的点位占2.8%。

秋季DIN 浓度范围为0.049～2.30 mg/L，平均值为0.234 mg/L，符合一、二类水质标准的点位占80.5%，符合三类标准的点位占8.3%，符合四类标准的点位占8.3%，符合劣四类标准的点位占2.8%；PO4-P 浓度范围为0.001～0.049 mg/L，平 均值为0.012 mg/L，符合一、二类水质标准的点位占97.2%，符合劣四类标准的点位占2.8%。

全年DIN 浓度范围为0.053～2.374 mg/L，平均值为0.258 mg/L，符合一、二类水质标准的点位占80.5%，符合三类标准的点位占5.5%，符合劣四类标准的点位占13.9%；PO4-P 浓度范围为0.002～0.066 mg/L，平均值为0.012 mg/L，符合一、二类水质标准的点位占97.2%，符合劣四类标准的点位占2.8%。

从评价结果得出，劣四类海水无论是季节还是全年，主要分布在盘锦养殖区和港口区、营口养殖区及大连普兰店湾海域，且氮磷浓度比值（N/P）平均大于20［13］，因此辽东湾属于磷限制，应加强对氮类营养盐的控制，防止营养盐结构失衡。主要污染物浓度在空间上基本呈现渤海湾顶部高外侧低、东南高西北低的分布特点，时间上秋季要好于春季和夏季。

3.2 富营养化评价

富营养化评价（EIM）结果表明，春季呈富营养化（E≥1）的点位占总监测点位的13.9%，夏季占22.2%，秋季占13.9%，全年占8.3%。富营养化点位比例由高到低依次为夏季＞春季＝秋季，主要分布在盘锦养殖区和港口区、营口养殖区和鲅鱼圈港口区、大连普兰店湾海域。其中，重度和严重富营养化（E≥5）主要分布在盘锦养殖区和港口区、营口养殖区及大连普兰店湾海域，主要原因为盘锦和营口2 个海域受入海河流影响严重［14］，入海河流携带大量营养盐进入海域，而大连普兰店湾海域因地理位置较为封闭，污染物不易扩散和交换，因此富营养化程度比较高。富营养化状态指数的时空分布特征呈现渤海湾顶部高外侧低、东南高西北低的特点［15］。

4 结论

（1）2018 年辽东湾春季、夏季和秋季水质调查结果显示，主要污染指标均为DIN 和PO4-P，且为磷限制。劣四类海水无论各季节还是全年，主要分布在盘锦养殖区和港口区、营口养殖区及大连普兰店湾海域。浓度在空间上基本呈现近岸高外侧低、东南高西北低的分布特点，时间上秋季要好于春季和夏季。

（2）辽东湾富营养化程度较为严重，主要分布在盘锦养殖区和港口区、营口养殖区及大连普兰店湾海域，时空分布特征与水质评价结果总体保持一致。建议加强入海河流对辽东湾营养盐的输入，特别关注营养盐严重失衡的海域。