李鹏山，林国尧，谢跟踪*，李 香，3，张明湖

（1.海南师范大学 地理与旅游学院，海南 海口 571158；2.海南省海洋开发规划设计研究院，海南 海口 570125；3.海南省气象科学研究所，海南 海口570203）

海口湾近岸海域水质状况分析与评价

李鹏山1，林国尧2，谢跟踪1*，李 香1，3，张明湖1

（1.海南师范大学 地理与旅游学院，海南 海口 571158；2.海南省海洋开发规划设计研究院，海南 海口 570125；3.海南省气象科学研究所，海南 海口570203）

根据2004～2008年海口湾近岸海域的水质监测结果，采用水质单因子质量指数评价法、综合质量指数法和富营养化水平法对海口湾近岸海域重点污染海区水质污染状况进行了分析评价.结果表明：秀英工业排污口附近海域和海口污水处理厂深水排污口附近海域水质良好，近5年处于中营养化水平或贫营养化水平.但是龙昆沟排海口附近海域水质较差，常年受到一定的污染，营养水平常年处于高富营养化水平.

海口湾；水质；富营养化

海口湾位于海口市北部琼州海峡中段南侧，与雷州半岛隔海相望，为一向正北琼州海峡敞开的半圆形海湾.海口湾东部的海甸岛和西部的新海村为其两个岬角，其东侧岬角为南渡江三角洲堆积体，西侧为新海岬角，中间为圆弧型海岸.湾内水深2～6 m，东部较平坦，海岸线长20.5km，平均潮差1.1m.近些年，由于海口市社会经济的增长，旅游业的开发和港口运输的发展必然对海口近岸海域海水水质产生一定的影响.本文根据2004～2008年连续5 a的海水水质监测数据①数据由海南省海洋监测中心提供，阐述海口湾近岸海域水质状况，并对该海湾海水质量状况进行评价和分析.

1 调查区域与方法

1.1 监测站位和监测时间

海口湾海域污染物主要来自秀英工业排污口、龙昆沟排海口以及海口污水处理厂深水排污口.上述区域共设17个常年定点监测站位，秀英工业排污口附近海域5个，海口污水处理厂深海排污口附近海域5个，龙昆沟排海口附近海域7个（见图1）.每年4～11月份对各站位进行例行监测.

图1 海口湾近岸海域监测站位Fig.1 Monitoring stations in Haikou inshore

1.2 监测项目和监测方法

调查项目包括：化学需氧量（COD）、无机氮（DIN）、活性磷酸盐（DIP）及石油类等.水质监测方法按照《海洋监测规范》［1］进行.

1.3 海水水质评价方法

本文采用目前国内常用的水质评价方法，水质单因子质量指数评价法［2］和海域水质环境综合指标法［3］对海域环境质量状况进行评价，采用富营养化水平评价法［4］对该海域营养状况进行评价.

1.3.1 水质单因子质量指数评价法

评价公式为：Pi=Ci/Csi

式中：Pi为i种因子的污染指数；Ci为i种因子的实测浓度；Csi为i种因子的评价标准.

水质参数的污染指数大于1时，表明该水质参数超过了规定的水质标准，已经不能满足使用要求.

1.3.2 水质综合质量指数法

式中：I为环境综合指标；Ai为环境质量指数；Pi为i种因子的污染指数；Wi为i种因子质量指数的加权质量；Ci为i种因子实测浓度；Si为i种因子的评价标准，n为i种因子的个数.其综合质量分级见表1.

表1 水质综合质量评价分级Tab.1 Assessment grade of water integrated quality

1.3.3 富营养化水平法

营养水平评价公式为：

E=（COD×DIN×DIP×106）/4500.

式中：E为富营养化指数；COD为化学需氧量浓度；DIN为无机氮浓度；DIP为活性磷酸盐浓度.其营养水平分级见表2.

表2 水质富营养化水平评价分级Tab.2 Assessment grade of water eutrophication level

1.4 评价标准

根据《海南省海洋功能区划》和《海口市海洋功能区划》，海口湾近岸海域多数属于II类功能区范围，因此评价标准采用《中华人民共和国海水水质标准》（GB 3097-1997）中的II类海水标准（见表3）.

表3 海水水质标准 mg.L-1Tab.3 Quality standard of sea water mg.L-1

2 海口湾近岸海域水质评价

2.1 主要污染因子监测评价结果

2.1.1 化学需氧量

化学需氧量（COD）是评价水体质量的重要指标，由于它反映了水中受还原性物质污染的程度，因此COD值可作为有机物相对含量的指标，其测值的高低直接反映了水体质量的好坏，了解水样中可氧化的有机物含量是极为重要的［5-8］.

2004～2008年间，海口湾近岸海域重点污染海区的COD监测评价结果见表4.

表4 化学需氧量监测评价结果Tab.4 Results of monitoring and assessment on COD

从表4可以看出，海口湾秀英工业排污口附近海域近5年COD的质量浓度介于0.26～0.95 mg/L之间，单因子质量指数介于0.1 22～0.1 97之间.监测评价结果显示该海区COD含量较低，P值较小，受到耗氧有机物的污染较小.

海口污水处理厂深水排放口附近海域近5年COD的含量介于0.21～1.35 mg/L之间，单因子质量指数介于0.160～0.258之间.监测评价结果显示该海区COD较低，P值较小，受到耗氧有机物的污染较小.

龙昆沟排海口附近海域近 5年 COD介于0.16～12.5mg/L之间，单因子质量指数介于0.302～1.152之间.监测评价结果显示该海区COD含量较高，明显受到耗氧有机物的污染.该海区自2005年以来最高含量均超过II类标准，2007年COD质量浓度高达12.5mg/L.2007年COD平均含量的单因子质量指数超标，其余均小于1.

2..2 无机氮

水体中的营养盐水平对海洋生产力有决定性的影响，无机氮（DIN）是浮游植物生长的必要成分之一，海水水体中N的多寡能促进或限制海洋生态系统中物质能量的转化，也反映了有机物被利用的程度和海洋生物新陈代谢的活动规律［8］.

2004～2008年间，海口湾近岸海域重点污染海区的DIN监测评价结果见表5.

表5 无机氮监测评价结果Tab.5 Results of monitoring and assessment on inorganic nitrogen

从表5可以看出，海口湾近岸海域重点污染海区中，秀英工业排污口附近海域近5年DIN介于0.090～0.865 mg/L之间，单因子质量指数介于0.5 67～0.863之间.监测评价结果显示该海区DIN含量较低，单因子指数均小于1.

海口污水处理厂深水排放口附近海域近5年DIN介于0.037～0.697 mg/L之间，单因子质量指数介于0.417～0.933之间.监测评价结果显示该海区DIN含量较低，各年单因子指数均小于1，但是该海区2005，2006和2007年DIN的最高质量浓度均超过了标准值.

龙昆沟排海口附近海域近 5年 DIN介于0.008～0.752 mg/L之间，单因子质量指数介于0.763～1.337之间.监测评价结果显示该海区DIN含量较高，单因子质量指数仅2005年小于1，其余各年均大于1.该海区近5年最高质量浓度均超过II类标准，平均质量浓度仅2005年满足二类标准其余年份均超标.

2.1.3 活性磷酸盐

活性磷酸盐（DIP）也是浮游植物生长的必要成分之一.它是水体氧化还原状态的一种指示，也反映了海水中有机物被利用的程度和生物新陈代谢的活动规律［9］.

2004～2008年间，海口湾近岸海域重点污染海区的DIP监测评价结果见表6.

表6 活性磷酸盐监测评价结果Tab.6 Results of monitoring and assessment on activated phosphate

从表6中可以看出，海口湾近岸海域重点污染海区中，秀英工业排污口附近海域近5年DIP介于0.003～0.088 mg/L之间，单因子质量指数介于0.400～0.767之间.监测评价结果显示该海区DIP含量较低，单因子指数均小于1，但是该海区近5年DIP的最高质量浓度均超过了二类标准.

海口污水处理厂深水排放口附近海域近5年DIP介于0.002～0.036 mg/L之间，单因子质量指数介于0.200～0.667之间.监测数据显示该海区DIP含量较低，单因子指数均小于1，但是该海区2005，2006和2007年DIP的最高质量浓度均超过了标准值.

龙昆沟排海口附近海域近 5年 DIP介于0.001～0.883 mg/L之间，单因子质量指数介于2.267～5.333之间.监测评价结果显示该海区DIP含量较高，各年质量指数均大于2.该海区近5年各年平均质量浓度均超过II类标准，各年指数均超标2倍以上，2005年高达5倍多.

2.1.4 石油类

当海水中石油类含量较高时，能够降低表层海水中的日光辐射量，因而引起靠光合作用的浮游植物数量的减少.浮游植物处于海洋食物链的最底层，其初级生产力约占海洋生物总生产力的90％.浮游植物数量的减少，自然会引起食物链中其他更高环节上的生物数量的相应减少，这样就导致了整个海洋生物群落的衰退.

2004～2008年间，海口湾近岸海域重点污染海区的油类监测评价结果见表7.

表7 石油类监测评价结果Tab.7 Results of monitoring and assessment on petroleum

从表7中可以看出，海口湾秀英工业排污口附近海域近5年石油类含量介于0.005～0.170 mg/L之间，单因子质量指数介于0.540～0.880之间.监测评价结果显示该海区石油类平均质量浓度较低，单因子质量指数值均小于1，能满足二类海水水质标准，但是该海区近5年石油类的最高质量浓度均超过了二类标准，说明该海区已受到石油类的污染.

海口污水处理厂深水排放口附近海域近5年石油类含量介于0.002～0.036 mg/L之间，单因子质量指数介于0.280～0.520之间.监测评价结果显示该海区石油类含量较低，仅2005年的最高质量浓度超标，各年平均浓度的单因子质量指数均小于1.

龙昆沟排海口附近海域近5年石油类含量介于0.014～3.411 mg/L之间，单因子质量指数介于1.26～5.92之间.监测评价结果显示该海区石油类含量很高，单因子质量指数均大于1，明显受到石油类的污染.该海区近5年各年平均质量浓度均超过第II类标准，2007年超标近6倍.

2.2 重点污染海域海水综合质量状况

2004～2008年间，海口湾近岸海域重点污染海区的海水水质综合评价结果见表8.

表8 海口湾近岸海域重点污染海区海水水质综合质量状况Tab.8 Integrated quality status of water in iMportant pollution sea area near Haikou Bay

从表8可以看出海口湾重点污染海域中秀英工业排污口附近海域水质综合质量指数均小于1，综合质量等级均为2级，水环境质量状况为较清洁海域，能满足国家海水水质第II类标准；海口污水处理厂深水排放口附近海域水质综合质量指数均小于1，综合质量等级在2004年和2008年为1级，2005，2006和2007年为2级，水环境质量状况为清洁和较清洁海域，海域水环境质量较好.

但是龙昆沟排海口附近海域综合质量指数均大于1，并且2004，2005和2007年综合质量指数均大于2，甚至高达4.462，水质综合质量等级为4或5，水环境质量常年为污染和重污染，水环境质量状况很差.龙昆沟排海口附近海域的水质已经明显受到污染.在潮汐和海流的共同作用下，龙昆沟排出的城市生活污水、地表水和临近企业的废水在海口湾扩散，已经污染了海口湾东侧海域的海水水质，不能达到附近功能区的基本功能要求.

2.3 重点污染海域海水质量状况年际变化

2004～2008年海口湾重点污染海域水质单因子质量评价和综合质量评价年际变化见图2、图3和图4.

图2 秀英工业排污口附近海域质量指数年际变化Fig.2 Annual changes of water quality index in the sea water near industrial outfall of Xiuying

从图2可以看出，秀英工业排污口附近海域2006年 COD污染指数最高为 0.197，2007年和2008年有所降低.该海区近5年DIN的污染指数有上升趋势，而且DIP污染指数波动较大，没有明显的趋势变化.该海区石油类污染指数自2005～2007年出现了明显的上升趋势，但在2008年得到控制有趋于下降趋势.从I值可以看出，该海区水质综合质量指数基本上趋于稳定.

图3 污水处理厂排放口附近海域质量指数年际变化Fig.3 Annual changes of water quality index in outfall of Haikou Sewage Treatment Plant

图4 龙昆沟排海口附近海域水质质量指数年际变化Fig.4 Annual changes of water quality index in the sea water near estuaries of Longkun ditch

从图3可以看出，海口污水处理厂深水排放口附近海域近5年COD污染指数基本稳定，略趋于上升.该海区在2006年之前DIN的污染指数与2006年后比较有较明显的下降趋势，DIP污染指数自2007年来有明显的下降趋势，石油类污染指数总体上趋于下降.从I值可以看出，水质综合质量指数在2007年之前一直趋于上升，之后明显下降.

从图4可以看出，龙昆沟排海口附近海域水质质量指数常年居高不下，该海区COD污染指数在2007年之前略趋于上升，之后出现下降趋势.DIN比较稳定，但是无机磷和石油类波动较大，质量指数较高，变化趋势不明显.从I值可以看出，该海区水质综合质量指数很高，变化趋势不明显.

3 富营养化分析

海口湾近岸海域重点污染海区2004～2008年水体富营养化水平评价结果见表9.

表9 海口湾近岸海域重点污染海区富营养化水平Tab.9 Eutrophication level in important pollution sea area near Haikou Bay

3.1 氮磷比（N/P）

氮磷比是水域现存氮、磷营养状态的具体反映. Redfield［10］指出海水中平均N/P原子比是15∶1，与浮游生物体内元素组成N/P大致接近.这2种元素比高于此值为磷限制，低于此值为氮限制［8，10］.从表9可以看出：秀英工业排污口附近海域N/P2004，2005和2007年小于15，N缺乏，2006年和2008年N/P比较接近于15，浮游植物的生长不存在磷限制或氮限制，在一定的水文气象条件下存在爆发赤潮的潜在威胁.事实证明，海口湾海域在2006年发生赤潮，该海区有明显表现.海口污水处理厂深水排放口附近海域N/P表现特征类似于秀英工业排污口附近海域.但是龙昆沟排海口附近海域N/P常年小于15，明显表现为低氮高磷状态.图4也可以明显反应该海区水体中活性磷酸盐含量很高.

3.2 富营养化水平分析

富营养化会造成浮游生物的过度繁殖，诱发赤潮.富营养化指数是表征水体富营养化程度的指标.从表9可以看出，2004～2008年海口湾近岸海域重点污染海区中，秀英工业排污口附近海域富营养化水平指数E在2004，2006和2008年介于0～0.5之间，处于贫营养状态.2005年和2007年富营养化水平指数E介于0.5～1.0之间，营养水平适中.海口污水处理厂深水排放口附近海域富营养化水平指数E在2004，2005和2008年分别介于0～0.5之间，处于贫营养状态；2006和2007年富营养化水平指数E分别介于0.5～1.0之间，营养水平适中.龙昆沟排海口附近海域在近5年富营养化水平指数E均大于3，在2007年甚至高达38.748，该海域常年处于高富营养化程度.

4 结论

对海口湾近岸海域重点污染海区近5年的监测结果进行分析表明，秀英工业排污口附近海域和海口污水处理厂深水排放口附近海域水体中COD、DIN、DIP和石油类各年平均含量基本稳定在第II类海水水质标准内，各年单因子质量指数和综合质量指数均小于1，能够满足海域功能要求，海域质量状况表现为清洁或较清洁.龙昆沟排海口附近海域水体中仅COD勉强能达到第II类海水水质标准，DIN、DIP及石油类的各年单因子质量指数和综合质量指数均大于1，并且常年居高不下.龙昆沟排海口附近海域常年处于污染或重污染状态，已经成为海口湾污染最严重的区域，并且严重影响着海口湾的水环境质量.

秀英工业排污口附近海域和海口污水处理厂深水排放口附近海域N/P均接近15，偏离不大，营养化水平指数E均小于1，近5年处于中营养化水平或贫营养化水平.但是，龙昆沟排海口附近海域N/P常年远小于15，明显表现为低氮高磷状态，近5年E均大于3，常年处于高富营养化程度.

［1］国家质量技术监督局.海洋监测规范[M].北京：中国标准出版社，1999.

［2］第二次全国海洋污染基线调查领导小组办公室.第二次全国海洋污染基线调查技术规程[Z].北京：海洋出版社，1997.

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［4］邹景忠，董丽萍，秦保平.渤海湾富营养化与赤潮问题的初步探讨[J].海洋环境科学，1983，2（2）：41-53.

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［10］Redfield A C，KetchuMB H，Richards F.The influence of organisms on the composition of sea water[C]//Hill MN ed.The sea.NeWYork：John Wiley，1963：26-27.

责任编辑：黄 澜

Evaluation of Water Quality Status of Coastal Water in Haikou Bay

LI Pengshan1，LIN Guoyao2，XIE Genzong1*，LI Xiang1，3，ZHANG Minghu1
（1.Institute of Geography and Tourism，Hainan Normal University，Haikou 571158，China；2.Hainan Marine Development Plan and Design Institute，Haikou 570125，China；3.Hainan Institute of Meteorological Sciences，Haikou 570203，China）

According to the survey result of water quality froM2004 to 2008 of coastal water in Haikou Bay，onemass index of water quality evaluation method，comprehensive quality index method and eutrophication level method were used to analyze and evaluate the pollution water quality status of important pollution sea area near Haikou Bay. The results shoWthat：the sea water quality near industrial outfall of Xiuying and outfall of Haikou Sewage Treatment Plant was good，which was at the level of oligotrophic during the 5 years.The sea water quality near estuaries of Longkun ditch was poor for perennial pollution，which was at the level of high eutrophication all the year round.

Haikou Bay；sea water quality；eutrophication

X 824

A

1674-4942（2010）01-0108-07