大连市近海海域水质调查分析与评价

潘秀清

(大连市普兰店区生态环境事务服务中心，辽宁 大连 116200)

1 研究区概况

中国环渤海经济带拥有丰富的旅游和海洋资源，具有巨大的发展潜力。大连市地处黄渤海之滨，辽东半岛南端，总面积12574km2，是中国东北最大的对外开放窗口以及重要的工业、经济、港口、贸易、旅游城市。大连有黄海、渤海两大流域，其中注入渤海的有三十里堡河、李官村河、复洲河等，注入黄海的河流有碧流河、英那河、清水河、登沙河、大沙河、庄河、赞子河等，并以碧流河最大。

大连港位于东北亚经济圈中心位置，水域范围346km2，陆域15km2，保税港6.88km2，港区铁路长160多km。核心港区主要分布在大窑湾、大连湾、甘井子、黑嘴子、鲇鱼湾、大港等港区，现有化工产品、集装箱、成品油、客货滚装、散矿、粮食、原油、煤炭等90多个现代化专业泊位，其中54个泊位达到万吨级以上，沿海港口货物吞吐量达到5亿t，海洋经济产值占全市经济总量的50%以上。因此，海洋经济的可持续发展与近海还与水质状况直接相关，分析与评价大连市近海海域水质具有重要意义[1-3]。

2 水质监测因子

2.1 监测点布设

以大连近海海域作为项目监测调查范围，监测时间选取2018-2020年每年2、4、7、9月，频次为每年4次，结合实际情况共布设监测站点16个，依据实际监测数据分析近海海域水质状况。

2.2 水样分析方法

1)样本采集。对各监测点表层海水取样时严格执行《海洋调查规范》有关要求，为了防止船舶排污对水样造成影响，在距离监测点100m处就要求船舶停止排污，并且要求船舶排污口远离采样位置。样品瓶有棕色和聚乙烯瓶两种类型，可用于检测COD和石油类、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐等。

2)分析方法。要求检测酸盐类物质前必须用孔径0.45μm的滤膜过滤。水样检测方法与仪器，见表1。

表1 水样检测方法与仪器

3 水质调查分析与评价

3.1 单因子指标法

选取参照标准为Ⅰ类海洋水质[4-5]，利用以下公式计算水样水质超标率Si，即：

Sij=Cij/Cni

(1)

式中：Cij、Cni为实测水质因子浓度和Ⅰ类海洋水质标准浓度。水样水质超标率Si，见表2。从表2可以看出，2018-2020年无机氮监测浓度长期超过标准值，活性磷酸盐的超标率表现出波动变化趋势，总体处于20-60%，石油类和COD的超标率有明显下降水样水质超标率Si。此外，取样时间、水样位置等因素与单因子指标法检测结果直接相关。

表2 水样水质超标率Si

3.2 综合指数评价法

综合指数评价法能够有效解决监测浓度未超过容许值但污染物含量较高，评价结果较好而水样水质实际较差的问题[6]，综合指数Qi的计算公式为：

(2)

式中：n为参评指标数。根据相关资料[7-10]和实际监测结果，将水污染等级划分成清洁、轻度污染、中度污染、重度污染4级，所对应的取值区间为Qi≤0.75、0.76≤Qi≤1.00、1.01≤Qi≤1.25、Qi≥1.26，综合指数评价结果，见表3。

表3 综合指数评价结果

从表3可以看出，2018-2020年综合指数均>2，按照水污染划分等级均属于四级重度污染；COD对综合指数Qi的贡献最小，而无机氮的贡献最大，其次为石油类和活性磷酸盐。总体而言，大连市近海海域水质面临着严峻的形势。

3.3 各检测因子分布特征

采用2019年、2020年水质监测数据，通过分析不同月份水样监测结果揭示各因子动态变化特征，选择活性磷酸盐和无机氮两个典型指标进行分析[11]，具体如下：

3.3.1 活性磷酸盐变化特征

活性磷酸盐含量变化图，见图1。由图1可以看出：

图1 活性磷酸盐含量变化图

1)2019年9#和15#测站的活性磷酸盐含量较大，并以7月份15#站最高为31.4μg/L，其次为7月份9#站的28.14μg/L，其它时段各测站的活性磷酸盐含量较低；经计算，16个测站水样2月、4月、7月、9月活性磷酸盐含量均值分别为11.73μg/L、9.40μg/L、12.15μg/L、8.25μg/L，即9月<4月<2月<7月。

2)2020年8#测站的无机氮含量最大，并以7月份最高达到44.7μg/L，其次为15#测站达到43.7μg/L，7#-16#站均较高；大连市近海海域内7月和9月的活性磷酸盐含量高于其它月份；经计算，16个测站水样2月、4月、7月、9月无机氮含量均值分别为15.2μg/L、9.0μg/L、13.5μg/L、24.1μg/L，即4月<7月<2月<9月。

3.3.2 无机氮变化特征

无机氮含量变化图，见图2。无机氮含量变化图，由图2可以看出：

图2 无机氮含量变化图

1)2019年11#和15#测站的无机氮含量较大，并以4月份15#站最高为1.42mg/L，深入分析发现这两个测站距离入海口较近；1#-5#测站的无机氮含量整体较低，如1#测站9月份的无机氮含量只有0.27mg/L，深入分析发现这些测站距河口及海岸相对较少，人类干扰程度较低；经计算，16个测站水样2月、4月、7月、9月无机氮含量均值分别为0.69mg/L、0.84mg/L、0.56mg/L、0.48mg/L，即9月<7月<2月<4月。

2)2020年13#测站的无机氮含量最大，并以2月份最高达到2.24mg/L；2月份各测站的无机氮含量明显较高，与2019年相比2月份无机氮含量呈现出明显上升趋势；经计算，16个测站水样2月、4月、7月、9月无机氮含量均值分别为1.24mg/L、0.85mg/L、0.43mg/L、0.59mg/L，即7月<9月<4月<2月。

总体而言，大连市近海海域北部测点水质较差，而南部测点较好。究其原因，由于北部与陆地连接阻碍了水体的自由交换，使得水体自净能力明显下降，并且季节变化会对注入渤海水量造成影响[12-14]。

综上分析，大连市近海海域北部测点水质较差，而南部测点较好，原因同上。然而，无机氮含量明显高于活性磷酸盐，并且不同月份的变化特征更加明显。

4 结 语

文章以大连市近海海域为例，通过监测和分析各水样点水质，系统分析了2018-2020年水质状况。结果发现，监测范围内水污染严重超标，这主要与近海水域自净能力差、水体交换受阻、季节变化影响注海水量等因素有关，总体而言大连市近海海域水生态功能正逐渐下降。单因子指标法和综合指数评价法具有较强的实用性，对于水库、内陆河等水质检测也具有良好的可行性，但受监测指标少、取样时间间隔长、监测频率低等因素限制，对于大范围水域水质监测分析时还存在一定局限。