莱州湾扇贝养殖区水体质量调查

李希磊　吴雪　杨俊丽

摘要[目的]了解莱州湾扇贝养殖区水体质量。[方法]于2015年4—11月对扇贝养殖区水体质量进行了8个航次的调查，并采用营养状态质量指数、内梅罗环境质量综合评价等进行综合评价。[结果]各养殖区水温变化范围为19.6～26.6 ℃，平均水温23.39 ℃，适宜扇贝的养殖；pH变化范围为7.94～8.48，符合二类水质标准，可以满足渔业养殖需求；盐度变化范围为29.38‰～30.80‰，平均盐度在30.10‰左右，起伏变化小，适宜扇贝的生长；溶解氧含量变化范围为6.31～8.29 mg/L，平均值为7.28 mg/L，达到一类水质标准；化学需氧量达到二类水质标准，水质清洁；营养盐含量、营养状态水平偏高，适宜条件下可能发生赤潮；内梅罗污染指数较低，水质清洁。[结论]此次调查海域水体质量较高，符合二类或以上水质标准，适宜扇贝养殖，但仍应控制外源污染的输入，防范赤潮的发生。

关键词莱州湾；水体质量；扇贝养殖

中图分类号S949文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）20-0106-05

Abstract[Objective]To investigate the water quality of Laizhou Bay scallop aquaculture areas.[Method] Eight voyages of surveys were made on water quality of scallop aquaculture areas from April to November of 2015.The evaluation of eutrophication index and Nemerow index were adopted to evaluate the water quality.[Result] The water temperature changed in the range of 19.6 ℃ to 26.6 ℃，the average value was 23.39 ℃，which was suitable for scallop culture.pH changed in the range of 7.94 to 8.48，which accorded with Grade Ⅱ water quality standards and met the demands of fishery breeding.Salinity changed in the range of 29.38‰ to 30.80‰，the average value was about 30.10‰ with slight fluctuation，which was suitable for the growth of scallop.Dissolved oxygen（DO） content changed in the range of 6.31 mg/L to 8.29 mg/L，the average value was 7.28 mg/L，which accorded with Grade Ⅰ water quality standards.Chemical oxygen demand（COD） reached Grade Ⅱ water quality standards.The water was at clean level，nutrient salt and nutritional status were too high，which might cause red tide.Nemerow pollution index was low and the water was in good condition.[Conclusion]The water quality of investigated area exceeded Grade Ⅱ water quality standards，which was suitable for scallop aquaculture.However，it was necessary to control the input of external pollution and prevent the occurrence of red tide.

Key wordsLaizhou Bay； Water quality； Scallop aquaculture

萊州湾位于渤海南部、山东半岛北部，是渤海三大海湾之一，多条河流由此入海，导致泥沙堆积、浅滩变宽、海水渐浅，海洋养殖环境良好[1]，加之河水携带大量有机质，莱州湾因而成为我国重要的贝类养殖区。然而，随着贝类养殖规模的扩大以及周边工业、农业的发展，养殖环境不断恶化，十余年来莱州湾生态系统一直处于亚健康或不健康状态[2]，养殖产量也不高。莱州湾扇贝养殖大多采用浮筏式垂下养殖方式，扇贝对水质的依赖性较高，海水需保持一定的动态平衡才能维持扇贝的生存与生长，海水任何理化成分或状态的异常都会影响扇贝等水生生物的养殖，如水温、pH和盐度过低或过高均会引起扇贝大面积死亡，溶解氧（DO）偏低会导致扇贝因供氧不足而窒息或死亡，总磷（TP）、活性磷（DIP）、总氮（TN）等偏低会使海水处于贫营养状态[3]，偏高则可能引起赤潮[4]，硫化物过高会引起细菌的大量繁殖，且导致海水处于缺氧状态，直接或间接影响扇贝生存与生长。为了解莱州湾扇贝养殖区水体质量状况，筆者对其水体进行了多种成分检测，以期为扇贝养殖提供科学依据。

1材料与方法

1.1采样地点与时间

在莱州湾的莱州市和招远市海域共选取5个扇贝养殖区，分别记为1#～5#养殖区（图1），于2015年4—11月每月中旬采样1次。每个养殖区设置4个平行采样点，每个平行采样点采集上、下2个水层的水样。

1.2样品采集与保存

使用有机玻璃采水器进行水样的采集，水样为4个平行采样点、8个水层的等量混合水。采集水样的处理及保存均按照《海洋监测规范》[5]第3部分。

1.3试验方法

水温、pH、盐度和DO使用美国奥利龙5 - star水质分析仪、硫化物使用德国默克NOVA - 60A现场检测，其余各化学指标的检测以《海洋监测规范》[5]第四部分为依据，检测方法如下：COD含量的测定采用碱性高锰酸钾法，TN和TP含量的测定采用过硫酸钾氧化法，DIP含量的测定采用磷钼蓝分光光度法，叶绿素a含量（Chla）的测定采用分光光度法。

1.4评价方法

采用营养状态质量指数（NQI）[3]、叶绿素a营养水平指数（D）[6]及内梅罗环境质量综合评价指数[7-8]等评价方法对扇贝养殖区海水质量进行分析与评价。各指标评价标准的依据为《海水水质标准》[9]二类标准。

1.4.1营养状态质量指数（NQI）评价。按照以下公式计算NQI：

NQI=CCODC0COD+CTPC0TP+CTNC0TN（1）

式（1）中，CCOD、CTP和CTN分别为COD、TP和TN的实测浓度（mg/L），C0COD、C0TP和C0TN分别为COD、TP和TN的评价标准浓度，其数值分别为3.00、0.03和0.60 mg/L。

分级标准如下：当NQI≥3时，为富营养水平；当2≤NQI<3时，为中营养水平；当NQI< 2时，为贫营养水平。

1.4.2叶绿素a营养水平指数（D）评价。按照以下公式计算D：

D=Chl a1.0（2）

分级标准如下：D<1为贫营养水域；1≤D≤10为富营养水域；D>10为过营养水域。

1.4.3内梅罗环境质量综合评价指数。

通过pH、DO、COD、TN、TP和硫化物等因子进行内梅罗环境质量综合评价指数的计算。

内梅罗环境质量综合评价指数的计算公式为：

Sj=（Sij）2max+（Sij）22（3）

式（3）中，Sj为海水的质量指数，（Sij）max为海水中各评价因子的标准分指数的最大值，Sij为海水中各评价因子的标准分指数的平均值。

pH标准分指数[3]的计算公式为：

SpH=|pH-pHsp|DS，pHsp=pHsu-pHsd2，DS=pHsu-pHsd2（4）

式（4）中，SpH为pH污染分指数，pH为此次调查的实测值，pHsu为海水标准的最大值，pHsd为海水标准的最小值。

DO标准分指数[3]确定方法为：当DO≤4 mg/L时，SDO=1+（C0-C）；4COD、TN、TP和硫化物等的标准分指数[3]的计算公式为：Sij=CijCsj。式中，Sij为海水中各评价因子的标准指数，Cij和Csj分别为海水中各评价因子的实测值和标准值。

内梅罗环境质量综合评价分级标准[10]如下：Sj<0.6，为清洁（Ⅰ）；0.6≤Sj<1.0，为较清洁（Ⅱ）；1.0≤Sj<2.6，为轻度污染（Ⅲ）；2.6≤Sj<5.0，为中度污染（Ⅳ）；Sj≥5.0，为重度污染（Ⅴ）。

2结果与分析

2.1水温、pH、盐度、DO和COD的变化

由表1可知，2015年4—11月各扇贝养殖区水温变化范围为19.6～26.6 ℃，平均水温23.39 ℃，水温的变化呈现出明显的季节变化规律，最高温出现在8月。海湾扇贝在18～28 ℃下生长较快，在10 ℃以下生长缓慢[11]，因此检测的扇贝养殖区水温适宜海湾扇贝的生存与生长。扇贝养殖网笼一般悬挂于水面下2～3 m的水层，其水温受水深、天气、光照等影响明显[12]，当夏季水温超过25 ℃时，可能造成扇贝大规模死亡，而秋季水温的变化幅度较大，又会使处于繁殖期的扇贝因体质虚弱经不起水温突变而死亡，因此应做好天气及水温监测，做好高温及变温防护。

由表1可知，2015年4—11月各扇贝养殖区pH变化范围为7.94～8.48，上下波动较小，夏季pH略小于春、秋季，均在二类水质标准规定的范围（7.8～8.5）内，可以满足渔业养殖需求。pH反映海水环境的综合变化，可以直接或间接地影响海洋生物的消化、呼吸、生长、发育和繁殖，而海洋生物的呼吸作用及有机物氧化分解产生的CO2也会反作用于海水，使其pH降低。Nunes等[13]通过研究pH对牡蛎和贻贝等的作用发现，当海水为酸性时，贝壳无力闭合，摄食活动下降而几乎处于麻痹状态，最终导致扇贝死亡。栉孔扇贝对海水pH更为敏感，当pH降至7.8时已经影响到其存活，当pH降至7.0时扇贝全部死亡[14]。

由表1可知，2015年4—11月各扇贝养殖区盐度变化范围为29.38‰～30.80‰，5个养殖区全年平均盐度在30.10‰左右，各养殖区不同月份间盐度差异不大，整体表现为夏季高于春、秋季，但均在适宜范围内，且保持相对稳定，适宜扇贝的生长。淡水注入或化工废液的排放会导致海水盐度的异常变化，因此可以用盐度来衡量相应海域的污染状况[10]。

由表1可知，2015年4—11月各扇貝养殖区DO含量均达到海水水质一类标准，DO含量变化范围为6.31～8.29 mg/L，平均值为7.28 mg/L。DO与生物的生存繁殖和水体自净作用有关，DO较低时生物将一部分能量供应于维持氧气摄取量，从而抑制了其正常的生长[15]。该研究结果表明，所有养殖区的DO含量均可满足渔业养殖的要求，适合发展扇贝养殖产业。

由表1可知，2015年4—11月各扇贝养殖区COD含量变化范围为0.62～2.31 mg/L，平均值为1.42 mg/L。6—10月，COD含量随温度回升有明显升高，且最大值多出现在8月，但并未发现COD含量超标现象，这可能是由于温度较高时浮游生物生长代谢旺盛、扇贝排泄物等还原性有机物增加而引起的[16]。有学者指出COD的异常升高一般发生在水体不畅通的内湾或者老化的养殖区，由过多有机物质的腐败分解所致[10]，而该研究结果表明莱州湾养殖区水体中有机物污染水平极低，均处于清洁水平。

安徽农业科学2017年

2.2营养盐的变化

海水中浮游生物的生存对营养盐有一定的依赖性，而浮游植物是海洋中各种化学反应的基础，又是扇贝的饵料，因此需要稳定的营养盐含量来保证海洋生态的稳定。由表2可知，2015年4—11月各扇贝养殖区DIP含量的变化范围为0.005～0.030 mg/L，平均值为0.015 mg/L，整体呈现出夏季低、春秋季高的趋势，最大值多出现在4～6月。其中，1#和3#养殖区水体无机磷含量较其他养殖区偏高，且已经受到无机磷的污染，怀疑是由外源污染注入造成的（1#距离发电厂较近，3#距离海岸最近），但仍处于安全范围内，对渔业养殖基本无影响。其他养殖区基本未受到无机磷的污染。TP含量的变化范围为0.014～0.092 mg/L，平均值为0.060 mg/L，其含量整体偏高，超过二类水质标准，TP含量超标现象出现在所有养殖区且污染水平较高，表明5个养殖区均已受到磷污染，应加强监管。由于无机磷水平正常，因此磷污染可能主要是由有机磷造成的。马洪瑞等[10]研究表明莱州湾海水属于磷（无机磷）限制性富营养状态，且磷限制性逐渐加强。

由表2可知，2015年4—11月各扇贝养殖区TN含量的变化范围为0.28～2.86 mg/L，平均值为1.03 mg/L，在少数月份偏高，处于轻微污染水平，但从整体来看仍处于清洁水平，达到二类水质标准。单志欣等[17]研究发现莱州湾无机氮含量过剩，氮循环受阻而以硝态氮的形式大量存在于水体中。郎晓辉等[18]调查发现，莱州湾有17处各类排污口，每年排入污水2亿t以上，导致该海域石油、重金属和氮污染均达到Ⅱ级以上。

2.3营养状态从表3可以看出，2015年4、5和11月（水温低于20 ℃）营养状态基本为中营养水平，少数为贫营养水平，而富营养水平状态多集中在6—10月（水温基本超过20 ℃），因此养殖区的富营养状态可能与温度回升所引起的各类海洋生物代谢活动加快有关。按照慕建东[6]采用的叶绿素a营养水平评价方法，5个养殖区在4—10月均处于不同程度的富营养状态，亦以夏季为最高，而11月均表现为贫营养状态。整体营养状态较高的海域，在合适的条件下有发生赤潮的可能。

2.4内梅罗环境质量综合评价指数

莱州湾扇贝养殖区海水质量分指数（Si）及内梅罗环境质量综合评价指数（Sj）如表4所示。根据内梅罗环境质量综合评价分级标准，5个养殖区均表现出明显的季节特征：2015年4—6月2#、3#和4#均表现为清洁状态，尤其以4#清洁状态为最优，而1#和5#在6月开始受到轻度污染；7—10月所有养殖区均表现出不同程度的轻度污染，其中3#和4#污染程度相对较低，而5#在9月已达到中度污染水平，但此后又有所好转；11月多数养殖区表现为清洁或较清洁状态，整体污染状况均有所好转。万玲[19]研究发现烟台四十里湾养殖海域夏季污染情况比春季严重。崔毅等[20]研究也发现，不同季节莱州湾主要淡水入河口断面污染水平夏秋季高于春季。这些研究结果都与此次调查结果相一致。

6个指标对内梅罗环境质量综合评价指数的贡献从大到小依次为TP、TN、DO、COD、硫化物、 pH。由此可见，营养盐污染对内梅罗环境质量综合评价指数的贡献较其他因素明显，磷污染普遍存在（5个养殖区均已受到磷污染，1#和3#养殖区开始受到无机磷污染），因此应该加大对营养盐水平的监测，尽量避免或降低这些潜在风险对渔业养殖造成的损失。

3小结

综上所述，此次调查扇贝养殖区水体的温度、pH、盐度、DO、COD等指标均适合扇贝的养殖。海水质量综合评价结果表明，调查水体处于磷限制性富营养状态，且富营养现象集中于夏、秋季，在扇贝养殖活动（5—10月）结束后，海水质量逐渐改善，因此海水质量受扇贝活动的影响较大，应当在相应季节加大监控力度，防止赤潮的发生。

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