福鼎市近岸海域水环境现状及成因分析

卢兴润

摘 要：本研究采用按点位计算和按面积计算的水质定性评价法对福鼎市近岸海域水环境状况进行了评价，其中面积计算利用了地理信息系统空间分析技术。在数据分析基础上，重点对沙埕港水质下降原因进行分析。

关键词：近岸海域;沙埕港;水环境

中图分类号：X55 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）32-0141-04

Present Situation and Cause Analysis of Water Environment in Coastal Waters of Fuding City

LU Xingrun

（Ningde Fuding Environmental Monitoring Station， Fuding Fujian 355200）

Abstract： In this study， the water quality qualitative evaluation methods of point calculation and area calculation are used to evaluate the water environment in the coastal waters of Fuding city. The area calculation uses GIS spatial analysis technology. Based on the data analysis， the reasons for the decline of water quality in Shacheng Port are analyzed.

Keywords： coastal waters;Shacheng Port;water environment

福鼎市海域面积为2 679.39 km，海岸线总长为316 km，全市17个乡镇（街道、龙安）有12个分布于沿海，其中境内的沙埕港是国家二类口岸、一级渔港。沙埕港呈狭长弯曲状，纵深长达36 km，由西北向东南延伸，港口朝向东入东海，口门宽2 km。沙埕港海岸线曲折，港内南北两岸高山耸立，山林直逼岸边。海岸主要由基岩海岸组成，岸线长度达148.68 km。沙埕港总面积达76.62 km，其中滩涂面积为46.79 km，水域面积为29.83 km。特殊的地形导致沙埕港海水交换能力弱。随着经济社会的发展，海洋资源环境受到了不同程度的损害。

本研究以福鼎市2016—2020年近岸海域海水水质监测结果为依据，分别采用按点位计算和按面积计算的水质定性评价法分析福鼎市近岸海域水质状况[1]。由于按点位计算的水质定性评价结论受评价区域差异性的影響较大，为了能直观反映福鼎市近岸海域污染空间分布，本次研究尝试采用地理信息系统（Geographic Information System，GIS）空间分析的方法计算面积。在数据分析基础上，重点分析沙埕港水质下降的原因，旨在为制定有针对性的近岸海域水质提升措施提供科学依据。

1 监测站位和频率

在福鼎市海域内均匀布设了13个水质监测站位点。2016—2020年，分别于春季（4—5月）、夏季（7—8月）和秋季（10—11月）实施监测。监测项目包括温度、盐度、悬浮物、化学需氧量、溶解氧、pH值、石油类、活性磷酸盐、叶绿素a、无机氮和重金属元素（铜、锌、总铬、汞、镉、铅、砷）等。

2 评价标准和方法

近岸海域海水水质评价执行《海水水质标准》（GB 3097—1997）。采用单因子污染指数评价法确定水质类别，各功能区执行相应海水水质目标类别。区域海水水质定性评价方法参考《近岸海域环境监测技术规范》（HJ 442.10—2020）（摘录部分见表1、表2），其中面积比例的计算利用国家海洋环境监测中心开发的海水质量状况评价系统，以《海水质量状况评价技术规程（试行）》为依据，采用GIS技术进行空间分析。需要说明的是，表1中海水类别比例可以按照点位和面积的比例来表述。此外，水质富营养化指数E的表达式为：

富营养化指数E=

化学需氧量×无机氮×活性磷酸盐/4  500×10  （1）

式中：化学需氧量、无机氮、活性磷酸盐浓度单位为mg/L。

3 监测结果及水质评价

3.1 按点位计算的区域海水水质定性评价

根据2016—2020年福鼎市近岸海域13个站位点的水质数据，采用单因子污染指数评价法确定各点位水质类别（见表3）。根据福鼎市近岸海域的空间分布特征，不适合对海湾和东部海域进行总体评价，因此将福鼎市近岸海域分为沙埕港（港口以北起沙埕镇南至南镇村为界）和外部海域两个区域分别进行分析。沙埕港内超标因子为可溶性无机氮（Dissolved Inorganic Nitrogen，DIN）和活性磷酸盐（Dissolved Inorganic Phosphorus，DIP）。无机氮浓度范围在0.042～1.475 mg/L，最大值出现在2019年，最大超标倍数为1.4倍;活性磷酸盐浓度范围在0.002～0.096 mg/L，最大值出现在2019年，最大超标倍数为1倍。外部海域超标因子为无机氮，浓度范围在0.004～0.714 mg/L，最大值出现在2019年，最大超标倍数为0.6倍。

根据点位数占比来确定区域海水水质状况。2016—2020年，沙埕港内劣四类点位比例均超过40%，表明水质极差。2016—2020年，沙埕港富营养化指数范围在3.17～7.70，水质呈中度富营养化（见图1）。外部海域一类、二类点位比例除2019年外均超过80%，表明水质状况良好。2016—2020年，外部海域富营养化指数范围在0.13～0.93，水质呈轻度富营养化（见图1）。

3.2 按面积计算的区域海水水质定性评价

为了更直观地反映福鼎市近岸海域污染分布，本次研究利用国家海洋环境监测中心开发的海水质量状况评价系统进行综合评价。该系统以《海水质量状况评价技术规程（试行）》为依据，采用空间差值法，赋予未知点数据，将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，通过GIS地理信息系统进行计算，实现近岸海域海水质量状况评价功能。导入2020年福鼎市近岸海域水质监测数据，以化学需氧量、无机氮、活性磷酸盐3项指标进行综合评价。通过数据分析得到福鼎市近岸海域水质综合评价结果：福鼎市近岸海域总面积2 679.39 km，一类海域面积比例80.02%，二类海域面积比例16.00%，三类海域面积比例1.58%，四类海域面积比例0.19%，劣四类海域面积比例2.21%，优良海域面积比例96.02%。

两种分析法相辅相成，点位分析法适用于具体区域水质评价，面积分析法适用于整体水质评价。上述分析反映出沙埕港水质极差。下面将针对沙埕港水质下降状况进行重点分析。

3.3 沙埕港水质时空变化分布规律分析

根据2016—2020年监测数据，取沙埕港内4个监测点位海水主要污染物无机氮、活性磷酸盐的年均值进行分析（见图2、图3），结合海水质量等级分布图、沿海人口、工业分布及港内滩涂养殖、池塘养殖和浅海网箱养殖分布情况，分析沙埕港水质时空变化分布规律。

沙埕港从湾顶至湾口，污染程度逐渐降低。环沙埕港沿海有11个乡镇（街道），以长屿岛为界将沙埕港划为内、外湾。其中，74.7%的人口居住在内湾沿海，工业商业较为集中，外湾沿海人口中有约70%居住在南岸。内湾水质长年处于劣四类，外湾水质基本稳定在二、三类，南岸水质偏差。海水质量等级分布与人口密度和工业分布状况基本对应。

福鼎市投饵性水产养殖基本在沙埕港内，港内少有藻类养殖。滩涂养殖、池塘养殖主要集中在沙埕港内湾，网箱养殖相对较少，外湾以网箱养殖为主。FJD10027、FJD10029、FJD10028这3个点位，海水无机氮、活性磷酸盐5年来变化趋势较一致，说明沙埕港内湾海水交换能力弱，污染物混合程度高。活性磷酸盐在2018年左右有较明显的幅度变化，可能与网箱养殖改造和藻类养殖清退有关[2-3]。FJD10001位于福建省、浙江省海域交界附近，水质指标在涨潮过程中可能受浙江苍南沿浦湾的影响。

3.4 沙埕港污染物入海量估算

沙埕港近岸海域污染源主要来自陆域和海域两大部分。陆域污染源主要有生活污染源、工业污染源以及畜禽养殖、地表降雨径流污染。海域污染源主要来自船舶排放的含油污水、港口区生活污水和海水养殖产生的污染物等。根据福鼎市2020年统计年鉴查询数据和第一次污染源普查产排污系数手册，分类估算出2020年沙埕港入海污染物总量（见表4）。可见，水产养殖、生活源是氮和磷排放的主要来源。

福鼎市现状无直排海污染源。根据福鼎市河长办提供的福鼎市入海河流的多年平均径流量和2020年水质监测数据，估算出沙埕港区域流域面积在20 km2以上的10条入海河流的入海污染物总量，分别为化学需氧量4 300.26 t/a，氨氮673.15 t/a，总磷119.07 t/a。与表4中估算的陆源污染物排放总量对比分析可得，陆源污染物主要通过入海河流输送入海[4]。

4 原因分析

4.1 陆源污染

多年来，福鼎市致力于生活源和工业源的污染防控，基本实现了城乡生活污水和工业污水集中处理设施全覆盖，但是城乡生活污水收集系统还有待完善，尤其是沿海乡镇、村的污水收集率较低。此外，在陆源污染源整治方面还存在漏洞。一是尚未对陆源入海排污源尚未形成完备的监管体系。二是在农业面源污染防控上缺乏反馈机制，化肥农药减量化成效不明显，流失量难以量化计算。

4.2 水产养殖污染

从2005—2006年的相关研究成果可知，沙埕港污染源分析结果为水产养殖污染总氮的排放比例占46%，总磷的排放比例占60%。查阅统计年鉴可知，福鼎市2004年虾蟹类产量为5 075 t、鱼类10 423 t、贝类25 127 t，而2020年虾蟹类产量为27 272 t、鱼类66 696 t、贝类37 874 t，投饵类水产养殖的总产量增长了约5倍。可见，水产养殖对沙埕港总氮和总磷排放的贡献占比值得推敲。目前，关于水产养殖的污染防控措施较薄弱，仅控制水产养殖总面积这个指标，而在水产养殖承载力、水产养殖总量及养殖密度相关性方面缺乏科学分析。网箱养殖方面，据推测，随着渔排规范化改造，福鼎市网箱养殖口数减少，但是网箱深度增加，占用海水的饲养空间未必减少，养殖总量难以控制。同时，网箱体积增大，可能会阻碍海水的流速，造成海水交换动力不足。海水池塘养殖方面，水产养污染物排放总量不清，且均无尾水排放治理设施。如果未能科学投放饲料、肥料及药物等，过剩的营养盐会破坏海底原生的底泥，导致海水自净能力下降。

4.3 沙埕港自净能力下降

海洋自净过程按其发生机理可分为物理净化、化学净化和生物净化。一般说来，物理净化是海洋自净中最重要的过程，即流动交换的作用和自由扩散的作用。沙埕港具备较强的生物净化能力，得益于其岸线曲折多浅滩，海水能获得充分的溶解氮，促进底栖生物消化营养盐。物理净化能力受围填海工程影响较大。统计显示，2008—2016年沙埕港围填海面积占海域面积的6.13%，分布总体自西北向东南递减，之后围填海工程受政策严格控制呈逐年下降趋势[5-6]。围填海工程会减少沙埕港纳潮量，降低海水交换能力，加速滩涂底泥淤积，破坏底栖生物环境，降低沙埕港的自净能力。

5 结论

随着社会经济的发展，近年来福鼎市近岸海域水质呈现逐年下降的趋势，沙埕港内湾水质长年处于劣四类。从湾顶至湾口，污染程度逐渐降低，超标因子为无机氮和活性磷酸盐。外部海域水质状况良好，超标因子为无机氮。沙埕港内主要污染物氮、磷的主要来源是水产养殖和生活污染源，陆源污染物主要通过入海河流输送入海。基于上述分析，治理对策是要切实削减氮磷入海总量，加强陆源管控，充分发挥“河长制”“湾滩长制”的作用，建立陆海河联防联控机制，重点抓好入海河流流域综合整治，逐步建立海上污染防控的长效机制，合理确定水产养殖总量和养殖密度，科学投饵，建立船舶污染物的收集处置体系。此外，要嚴格控制填海工程，重视岸线生态景观改造，恢复沙埕港自净能力。要加强海洋生态环境监测，提升监测的有效性和覆盖率，从而为及时评估海洋生态环境变化趋势和及时调整优化管理对策提供依据。

参考文献：

[1]生态环境部.近岸海域环境监测技术规范 第十部分 评价及报告：HJ 442.10—2020[S].北京：中国环境科学出版社，2020.

[2]邹佳奇，张亦飞，方欣，等.基于随机森林的入海污染源对海湾环境容量的影响排序研究[J].海洋环境科学，2021（5）：675-682.

[3]吕兑安，程杰，莫微，等.海水养殖污染与生态修复对策[J].海洋开发与管理，2019（11）：43-48.

[4]韩丽君，王丽伟，孙玉娟，等.河北省近岸海域环境质量评价及分析[J].中国环境管理干部学院学报，2018（3）：67-69.

[5]邓泽林.福建省沙埕港海湾环境质量与未填海工程关联性研究[D].厦门：厦门大学，2018：23.

[6]于群.葫芦岛市近岸海域水质状况及对策研究[J].黑龙江环境通报，2019（4）：84-86.