莱州湾和四十里湾贝类养殖海域水质调查.pdf

水产养殖2 0 2 3年第9期doi:10.3969/j.issn.1004-2091.2023.09.005研究与综述莱州湾和四十里湾贝类养殖海域水质调查丁敏娜，张书瑞，张盈盈，王旭明,刘晓玲，崔龙波*（烟台大学生命科学学院，山东烟台2 6 40 0 5）摘要：于2 0 2 0 年5一11月，对莱州湾和四十里湾贝类养殖海域营养盐含量以及相关环境因子进行调查，采用营养指数法、有机污染指数法、单因子评价指数法以及内梅罗环境质量综合评价指数法，对2 处水质状况进行分析与评价。结果表明，莱州湾和四十里湾贝类养殖海域中p（无机氮）分别为0.0 56 0.2 7 7 mg/L、0.0 47 0.143mg/L，p（活性磷）分别为0.0 0 7 0.0 12 mg/L、0.0020.019mg/L，p（总磷）分别为0.0 10 0.0 57 mg/L、0.0 0 8 0.0 32 mg/L，个别点位的无机氮和总磷超标，其余点位均符合海水水质标准（GB30971997）二类水质标准；温度分别为13.4 2 8.3、13.6 2 4.8，盐度分别为2.7 2%3.14%、2.92%3.2 2%，pH值分别为8.0 8.4、7.9 8.3,p（溶解氧）分别为5.51 9.34mg/L、5.6 5 8.7 8 mg/L,p（化学需氧量）分别为0.44 1.92 mg/L、0.32 2.04mg/L，均符合海水水质标准（CB3097一1997)二类水质标准；2 处海域以贫营养水平和中营养水平为主，未受到有机污染，水体基本清洁。指出，莱州湾和四十里湾贝类养殖海域营养盐含量及其他环境因子处于合理范围，适宜贝类养殖。关键词：莱州湾；四十里湾；水质；贝类养殖中图分类号：S949;X824文献标志码：B文章编号：10 0 4-2 0 91(2 0 2 3)0 9-0 0 2 3-0 7山东烟台，南邻黄海、北邻渤海，海岸线约910km，盛产贝类、对虾、海参、鲍鱼等多种海珍品，是我国重要的渔业养殖基地。其中莱州湾和四十里湾因其得天独厚的地理位置成为贝类重要的养殖区。莱州湾是渤海3大海湾之一，总面积约7000km,海底平坦、滩涂广阔、水浅沙多;四十里湾是黄渤海重要的渔业养殖场，总面积约8 6.7 km，著名的养马岛位于该海域中，是典型的北方渔场。由于莱州湾和四十里湾均为半封闭式海湾，水体交换能力弱，且近年来由于工业废水和生活污水向海内排放量的增加，导致海水富营养程度加剧、赤潮频发及水质变差叫。同时随着贝类养殖量的逐年增加，贝类养殖过于密集，其排泄物和人工活动对海水质量也带来一定的影响。现对莱州湾和四十里湾贝类养殖海域水质进行调查，分析2 处海域无机氮（DIN）、硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮、活性磷(DIP）、总磷(TP）、水温、盐度、pH值、溶解氧(DO)以及化学需氧量（COD)对贝类养殖区的影响，拟为2处海域贝类的合理养殖和海洋生态环境保护提供科学依据。1调查方法1.1时间与地点2020年5一11月（海湾扇贝一个完整养殖周期），于每个月，在莱州湾和四十里湾贝类养殖海域分别采集水样。根据2 处海域贝类养殖区的分布特点，在莱州、招远、龙口和牟平4处设置12 个点位，分别为L1一L9和M1一M3,见图1(a)(b)。每个点位均设3个平行采样点，采用有机玻璃采水器，分别采集上层(2 m）和下层(8 m）水样。1.2检测项目及方法检测项目为DIN、硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐资助项目：山东省贝类产业技术体系（SDAIT-14-05）作者简介：丁敏娜（2 0 0 2 一），女，在读本科，从事海洋生态研究工作.E-mail:*通信作者：崔龙波（196 2 一），男，教授，博士，从事海洋生态研究工作.E-mail：l b c u i 16 3.c o m23研究与综述水产养殖2 0 2 3年第9期(a)莱州湾莱州湾L6L3L5L2L4L11195012000氮、DIP、T P、水温、盐度、pH值、DO以及COD。采用美国YSL水质分析仪对水温、盐度、pH值和DO进行检测；另取水样带回实验室，按照海洋监测规范B检测硝酸盐氮等营养盐。1.3评价方法1.3.1营营养水平评价采用营养指数法4对贝类养殖海域进行营养水平评价。计算公式如下：E-CODxDINxDIPx100O4500式中:COD、D IN和DIP为实测值,mg/L;E-营养指数，表示海水富营养化的程度，E1时，水体处于贫、中营养水平；E1时,则水体处于富营养化水平，且E值越大说明富营养化程度越高。营养水平评价标准见表1。表1营养水平评价标准E营养水平00.5贫营养0.51.0中营养1.03.0富营养3.0高富营养1.3.2有机污染水平评价采用有机污染指数法对贝类养殖海域进行有机污染水平评价。计算公式如下。公式里评价标准(b)四十里湾L93745L8L7龙口3735烟台招远3725N1201012020E图1采样位点值来自文献6 二类水质标准。CODDINDIPDOA=CODoDINoDIP。DOoO式中:COD、D IN、D IP、D O 均为实测值,mg/L;CODo评价标准值,3.0 mg/L;DIN。评价标准值,0.3mg/L;DIPo-评价标准值,0.0 3mg/L;DO。一评价标准值,5.0 mg/L。A一有机污染指数,表示水体受污染的程度，可反映海水质量状况。根据A的大小，有机污染程度分为6 个等级,见表2。表2 有机污染水平评价标准A00112233441.3.3水质综合评价采用单因子评价指数法7 和内梅罗环境质量综合评价指数法7 对贝类养殖海域水质进行综合评价。计算公式如下,公式里标准值来自文献6 二类水质标准。四十里湾M1?12128121333732M33729M2B726N牟平12178E水质状况良好较好开始受到污染轻度污染中度污染严重污染24水产养殖2 0 2 3年第9期研究与综述(1)COD、D IP、D IN等污染指数计算公式。P;=C,Ci0式中:P一一各环境因子的污染指数；C各环境因子的实测值，mg/L；C:o各环境因子的标准值，mg/L。(2)pH值的污染指数计算公式。PpH=2pHmx+pHin2式中：PplpH值的污染指数，pH-pHuax和 pHuin-标准的最大值（8.5)和最小值(7.8)。(3)DO污染指数计算公式。Ppo=1+(Cpo-Co),Cpo4 mg/L;Ppo1-(Cgo-Cm),4Co8 mg/L;CpOoPpo=0,式中:Pbo-DO污染指数；CoDO 实测值,mg/L;Cpo-DO 标准值,mg/L。（4)内梅罗环境质量综合评价指数法计算公式。Pm+(ZP)2Pn2式中：P内梅罗指数，P的大小可以表示海水质量状况和污染状况；Puk-DO、p H 值、COD、D IN和DIP污染指数中最大值。贝类养殖海域水质综合评价分级见表3。表3贝类养殖海域水质综合评价分级标准P等级质量状况类别污染状况1.5062结果与讨论2.1营养盐含量变化营养盐包括含氮、磷、硅等元素的盐类以及部分微量金属，是海洋生物繁衍生息所必需的物质基础，也是影响浮游生物多样性的重要因素，因此营养盐含量及分布规律改变，可能会引起海洋生态结构的变化。2.1.1DINO2020年,莱州湾和四十里湾海域DIN、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮变化见图2(a)(b)。由图2 可见，pH实测值;莱州湾DIN变化幅度较大，为0.0 56 0.2 7 7 mg/L,平均值为0.133mg/L。5和6 月pDIN)迅速增加，7 月份达最高值,其中L4点位的值最高，该点位和L7、L9点位因硝酸盐氮过高，导致7 月p(DIN)超过文献6 二类水质标准（0.30 mg/L);8月份,p(DIN)降至最低，在L3点位出现最小值；9一11月份，p(DIN)缓慢上升。Cpo8 mg/L。莱州湾硝酸盐氮-四十里湾硝酸盐氮一莱州湾DIN-四十里湾DIN0.25(-T.Su)/(I)d(a)0.200.150.100.05O0一莱州湾亚硝酸盐氮-四十里湾亚硝酸盐氮一莱州湾氨氮-四十里湾氨氮0.025(b)(-T.u)/(群湿亚)0.0200.0150.0100.00505良好1较好2一般2较差2差3很差30.300.25(-7.3u)(NIC)00.200.150.100.0500.070.06(-T.u)/(E)d0.050.040.030.020.01067清洁月份较清洁图2 莱州湾和四十里湾海域DIN、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、轻度污染中度污染重度污染严重污染8氨氮变化趋势L4位点靠近陆地，而L3点位远离陆地，因此莱州湾海域DIN的主要来源,可能是陆源输人和城市污水排放9。四十里湾p(DIN)变化幅度较小,5一11月9101125研究与综述水产养殖2 0 2 3年第9期份呈缓慢、波动的上升趋势，为0.0 47 0.143mg/L，平均值为0.0 8 2 mg/L;四十里湾海域各点位p(DIN）均符合文献6 二类水质标准。2 处海域DIN自8月起，随着海湾扇贝的生长发育呈逐月增长趋势。石强等10 I研究认为,贝类养殖活动导致p(DIN)增加，更易引发水体富营养化。本调查表明，莱州湾p(DIN)明显高于四十里湾,因此莱州湾海域可能更易发生富营养化。无机氮包括硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮，本调查结果表明,DIN与硝酸盐氮变化趋势最为接近，说明莱州湾和四十里湾海域的DIN整体上主要以硝酸盐氮为主，但是莱州湾海域在8 月份以及四十里湾海域在5、7 一9月份DIN却以氨氮为主，2 处海域硝酸盐氮含量低于氨氮含量的月份，主要集中在水温较高的夏季。邢红艳等研究指出，海域中的DIN一般在高温时以氨氮的形式存在，低温时则以硝酸盐氮的形式存在，表明水温升高，导致反硝化作用增强一一硝酸盐氮转变为氨氮。吴湛辉等12 将贝类养殖过程中氨氮的安全浓度定为0.15mg/L。莱州湾和四十里湾海域p（氨氮）分别为0.0 2 1 0.0 58 mg/L和0.0 10 0.0 57 mg/L，均 5mg/L);-四十里湾DIP-四十里湾TP1.0.060.05(-T.su)/(dL)d0.040.030.020.01067月份89101126水产养殖2 0 2 3年第9 期研究与综述表4莱州湾和四十里湾温度、盐度、pH值、p(DO)和p(COD)温度/地点月份平均值范围平均值范围平均值范围平均值范围平均值范围莱州湾567891011四十里湾567891011盐度/%15.314.316.620.820.321.324.623.625.827.426.528.324.924.625.418.918.319.813.813.414.015.014.915.018.118.018.321.821.821.924.324.124.424.724.624.819.819.719.913.813.614.0pH值2.992.933.063.063.013.113.113.063.143.093.073.112.912.723.022.902.773.022.862.782.952.952.923.023.223.213.223.193.193.203.173.163.183.133.123.143.133.133.143.153.153.16p(DO)(mg:L-l)8.28.18.28.18.08.18.18.18.28.28.18.28.28.18.38.38.28.48.38.38.48.18.08.28.08.08.18.18.08.18.07.98.18.28.18.28.38.28.38.38.28.3p(COD)/(mg:L-1)7.907.598.157.587.137.816.906.317.536.215.51 6.696.956.217.447.707.317.949.008.759.347.537.107.867.767.667.837.296.777.735.885.656.186.195.936.566.966.827.118.628.498.781.001.281.271.521.070.721.671.061.120.921.760.680.721.390.561.921.001.480.441.800.601.800.921.640.441.321.321.880.941.200.921.240.681.081.242.040.360.840.321.081.321.64莱州湾和四十里湾海域p(COD)分别为0.44 1.9 2 mgL和0.32 2.0 4mg/L,均符合文献6 二类水质标准(1)和7月份L4点位呈高富营养水平(E3)外,其余点位均处于贫营养或中营养水平；四十里湾海域各点位在5一10 月均处于贫营养水平，在11月份除M2点位呈富营养水平，其余点位均处于中营养水平。这可能与p(DIP)较低有关,由此带来的后果是不利于浮游植物的繁殖,从而影响该海域养殖贝类的生长。表5莱州湾和四十里湾海域营养指数及营养水平月莱州湾份数值5范围0.0150.804平均值0.1976范围0.0591.220平均值0.3317范围0.0993.215平均值0.6918范围0.0210.234平均值0.1559范围0.1340.352平均值0.23110范围0.0340.687平均值0.18411范围0.2220.783平均值0.558四十里湾E营养水平贫营养0.0170.0570.032贫营养0.0360.0570.043中营养0.0260.0720.049贫营养0.0110.3930.252贫营养0.0150.1120.062贫营养0.0760.2550.142中营养0.5721.0390.851E营养水平贫营养贫营养贫营养贫营养贫营养贫营养中营养27研究与综述水产养殖2 0 2 3年第9 期2.3.2有机污染水平评价有机污染指数可反映水体受到的有机物污染的程度，一般有机物的来源为陆源污染流人2 和海水养殖产生的粪便及残骸2 3。2 0 2 0 年莱州湾和四十里湾海域有机污染指数以及水质状况见表6。表6 莱州湾和四十里湾海域有机污染指数及水质状况莱州湾月份A5-0.5696-0.38270.2178-0.2539-0.35810-0.61711-0.410由表6 可见，莱州湾海域7 月份有机污染指数为0 1,水质处于较好状态，其余月份有机污染指数均 0,水质处于良好状态；而四十里湾海域5一11月份有机污染指数均 0，水质均处于良好状态。有研究结果表明,莱州湾在2 0 0 9 年和2 0 11年有机污染状况严重2 4;2 0 13年莱州湾海域开始受到有机污染2 5;2 0 16 年烟台近海的水质为较好或良好，未受到有机污染2 ;2 0 17 一2 0 19 年四十里湾海域水质以良好和较好为主5。结合本调查结果，2 处海域受到有机污染的程度逐年减轻，水质状况好转，这可能与人们海洋环保意识的提高以及陆源污染物排入和养殖密度及规模得到有效控制有关。四十里湾2.3.3水质综合评价水质状况A良好-0.867良好-0.886较好-0.811良好-0.111良好-0.551良好-0.494良好-0.150水质状况良好良好良好良好良好良好良好单因子评价指数法可以清晰地确定海域中的主要污染物及污染程度，但侧重于某个环境因子，其结果较为消极；而内梅罗环境质量综合评价指数法能够突显最大污染指标,亦能较为全面地分析海域水质,其结果较为积极。因此综合分析二者的结果，可对莱州湾和四十里湾海域水质状况做出更为客观的评价2 7 。2020年莱州湾和四十里湾海域各环境因子污染指数、内梅罗指数及海域水质综合评价见表7。由表7 可见，莱州湾和四十里湾海域各点位pH值、DO、C O D、D IP和DIN的污染指数均0.5、水质状况为较清洁之外，其余位点P均 0.5，水质表7 莱州湾和四十里湾贝类养殖海域水质综合评价P点位L1L2L3L4L5L6L7L8L9M1M2M3PpH值DO0.010.520.010.450.010.460.010.450.010.440.010.400.010.500.010.510.010.420.010.540.010.520.010.51类别CODDIP0.430.460.420.310.400.370.470.290.370.180.410.370.430.260.350.240.370.270.380.250.360.310.350.17污染状况DIN0.350.380.320.660.290.430.650.450.450.320.280.210.450.390.380.540.360.380.530.420.370.440.420.40111211211111清洁清洁清洁较清洁清洁清洁较清洁清洁清洁清洁清洁清洁28水产养殖2 0 2 3年第9 期研究与综述均为清洁。四十里湾海域各位点P均 0.5,水质状况为清洁。文献5,15,2 8 研究表明,近年来,莱州湾和四十里湾海域水质综合评价以清洁和较清洁为主，与本调查结果基本相符。3结论莱州湾海域氮、磷含量整体上高于四十里湾，变化幅度较大，个别点位受到DIN、磷元素的污染；四十里湾海域营养盐含量比较稳定；2 处海域贝类生长均受到DIP的限制，其他环境因子均适宜贝类养殖。莱州湾和四十里湾海域的营养水平均以贫营养水平和中营养水平为主；2 处海域均未受到有机污染；内梅罗指数整体上较低，水体质量较好。参考文献：1宫瑷,姜雪薇,钟明燕,等.以莱州湾海域扇贝养殖为例探讨影响扇贝养殖容量的因素J.水产养殖,2 0 2 0,41(7)：6-9.2李永祺，丁美丽.海洋污染生物学M.北京：海洋出版社，1991:404-415.3国家海洋局.海洋监测规范：CB17378.31998S。北京：海洋出版社，19 9 9.4胡益峰,蒋红,缪文.岙山监测浮标周边海域水质分析与评价.海洋开发与管理，2 0 2 0,37(1)：56-6 1.5刘澜鼎,王伟,梅耀杰，等.烟台四十里湾海域养马岛贝类养殖区水质监测与评价.渔业研究,2 0 2 1,43（4)：39 4-402.6国家海洋局.海水水质标准：GB30971997S.北京：中国标准出版社,19 9 7.7崔龙波，沈雨欣,李书杰，等.山东招远扇贝养殖区水质状况调查与评价J.安徽农业科学,2 0 19,47(12)：7 3-7 7.8王资生.海水营养盐及其对浮游植物的影响.盐城工学院学报,2 0 0 1,15(2):40-43,49.9刘增东，王志刚,赵光磊，等.2 0 2 0 年莱州湾东部海域营养盐时空分布特征研究CJ/中国环境科学学会.中国环境科学学会2 0 2 1年科学技术年会论文集.北京：中国环境科学学会,2 0 2 1:2 12 4-2 12 8.10石强,陈江麟,李崇德.渤海硝酸盐氮和亚硝酸盐氮季节循环分析J.海洋通报,2 0 0 1,2 0(6):32-39.11 邢红艳,刘晓波.莱州湾海域近年营养盐状况分析.齐鲁渔业,19 9 9,16(4):31-3.12吴湛辉，戴玉勇，林国明.氨氮对海湾扇贝幼体毒性的研究J.河北渔业,2 0 10,38(6)：11-13.13段萃枝,杨凤,木扎合买提，等.亚硝酸态氮对虾夷扇贝早期存活和生长的影响J.大连海洋大学学报，2 0 19,34(2):214-219.14邹景忠,董丽萍,秦保平。渤海湾富营养化和赤潮问题的初步探讨.海洋环境科学，19 8 3,2(2)：41-54.15李希磊，吴雪，杨俊丽，等.莱州湾扇贝养殖区水体质量调查J.安徽农业科学，2 0 17,45(2 0)：10 6-110.16胡译匀.盐度和温度对扇贝生长的影响试验1 现代农业科技,2 0 0 9,38(10):18 9.17郑天伦.几种理化因子对海湾扇贝育苗的影响.水产科技情报,2 0 0 1,2 8(5):2 2 6-2 2 8.18尤仲杰，陆彤霞,马斌，等.几种环境因子对墨西哥湾扇贝幼虫和稚贝生长与存活的影响J.热带海洋学报,2 0 0 3,22(3):22-29.19杨凤,高悦勉,苏延明,等.海湾扇贝幼贝对pH和氨态氮的耐受性研究J.大连水产学院学报,19 9 9,14(3):13-18.20祝雅轩，裴绍峰,张海波，等.莱州湾营养盐和富营养化特征与研究进展J.海洋地质前沿，2 0 19,35(4):1-9.21孙珊，刘义豪,马元庆，等.烟台四十里湾海域主要水质因子分布及营养状况J.海洋湖沼通报，2 0 0 1,2 3（4：68-77.22李肖娜.河流输送和沉积物-水界面交换对东、黄海营养盐的共线D.青岛：中国海洋大学，2 0 0 4.23徐振飞.莱州湾表层海水水化学要素分析D.北京：中国地质大学，2 0 14.24沈公铭，黄经献，黄瑛，等.莱州湾渔业水域水环境质量评价J.中国渔业质量与标准，2 0 14,4(6)：50-58.25赵玉庭,苏博,李佳蕙，等.2 0 13年春季莱州湾海域理化环境及水质状况分析.渔业科学进展,2 0 16,37(4)：7 4-80.26杨俊丽，李希磊，于潇，等.2 0 16 年莱州湾扇贝养殖区浮游植物群落生态特征.中国海洋大学学报（自然科学版),2 0 19,49(8):2 7-36.27高磊,瀚莲.基于水质标准化处理的海水水质评价方法海洋开发与管理,2 0 15,32(11):8 3-8 5.28刘嘉卓，卢钰博，于潇，等.莱州湾贝类养殖区水质状况调查与评价J.安徽农业科学,2 0 2 0,48(2 1)：7 6-7 9,12 2.(收稿日期:2 0 2 3-0 3-12)(下转第39 页）29水产养殖2 0 2 3年第9 期试验与总结料，每天0 5:0 0、12:0 0、2 3:0 0 分别投喂1次，日投饵率为5%8%，早晚投喂量略多于中午，并根据虾规格大小及时调整饲料规格。3试验结果3一7 月，采用温室大棚等技术手段，淡化标粗南美白对虾，培育大规格虾苗，再采用外塘养殖商品虾，养殖面积13340 m。经过4个月培育，共投人资金10.0 0 万元，其中包括工资、苗种、饲料、水电等。共收获商品虾510 0 kg，平均每6 6 7 m产量255kg，出塘价7 0.0 0 元/kg，产值35.7 0 万元，利润25.70万元，6 6 7 m纯利润达到1.2 9 万元。4讨论试验表明，在陕西利用温室大棚等技术手段，可在3月中旬开展南美白对虾的苗种淡化标粗培育。待气温回升后，再将大规格虾苗转人外塘养殖。该养殖模式适宜在关中及陕北高寒地区推广。温室大棚养殖南美白对虾，本地商品虾7 月即可陆续上市，比传统养殖方式提早45d，在缓解供需矛盾的同时，也避开了商品虾集中上市、价格低迷的现象，养殖效益、池塘利用率显著提高。（收稿日期：2 0 2 3-0 3-2 1)(上接第2 9 页)Water Quality Investigation in the Shellfish AquacultureAreas of Laizhou Bay and Sishili BayDING Minna,ZHANG Shurui,ZHANG Yingying,WANG Xuming,LIU xiaoling,CUI Longbo*(School of Life Sciences,Yantai University,Yantai,Shandong 264005,China)Abstract:This study explored nutrient content and related environmental factors in the shellfish aquacultureareas of Laizhou Bay and Sishili Bay from May to November in 2020.Nutrition Index method,Organic PollutionIndex method,Single Factor Evaluation Index method and Nemerow Environmental Quality Comprehensive Eval-uation Index method were used to analyze and evaluate the water quality of the two sites.The results showed that,in Laizhou Bay and Sishili Bay,inorganic nitrogen were 0.056-0.277 mg/L and 0.047-0.143 mg/L,active phos-phorus were 0.007-0.012 mg/L and 0.002-0.019 mg/L,total phosphorus were 0.010-0.057 mg/L and 0.008-0.032 mg/L.Although the inorganic nitrogen and total phosphorus in some sites exceeded the standards,the othersites all met the national Class II water quality standards of standards for seawater quality(GB 3097-1997).Thetemperature were 13.4-28.3 a n d 13.6-2 4.8 C,s a l i n i t y w e r e 2.7 2%-3.14%a n d 2.9 2%-3.2 2%,p H w e r e 8.0-8.4 and 7.9-8.3,dissolved oxygen were 5.51-9.34 mg/L and 5.65-8.78 mg/L,chemical oxygen demand valueswere 0.44-1.92 mg/L and 0.32-2.04 mg/L,which met the national Class II water quality standards of standardsfor seawater quality(GB 30971997).The nutrient levels in the two sites were mainly poor and medium,andwere not in organic pollution,basically the water quality is clean.It was pointed out that the nutrient contentand other environmental factors in the shellfish aquaculture areas of Laizhou Bay and Sishili Bay were in areasonable range,which is suitable for shellfish culture.Key words:Laizhou Bay;Sishili Bay;Water quality;Shellfish farming39