2020—2022年夏季北戴河近岸海域环境监测与分析

刘婧美,徐晨曦,赵春龙,赵 吉,周会文,崔粉娥

(1.秦皇岛市国家级水产种质资源保护区保护中心,河北 秦皇岛 066100;2.秦皇岛北戴河新区水产技术推广站,河北 秦皇岛 066600;3.河北省海洋渔业生态环境监测站,河北 秦皇岛 066200;4.秦皇岛北戴河新区海洋和渔业局,河北 秦皇岛 066600;5.秦皇岛市气象台,河北 秦皇岛 066000)

北戴河有22.5 km的海岸线[1]12-13,沙软潮平,水质优良,是天然的海水浴场[2]。每年夏季7、8月份,该地区气候宜人[3],大量的各地游客到海滨浴场游玩,人为活动加之海洋生物生长旺盛等原因,近岸海洋生态环境承受巨大的压力。为保护北戴河海域生态环境,丰富海洋渔业资源,近年来,当地海洋渔业部门实施了海洋生态环境修复、渔业资源增殖和海洋及岸滩环境保护等项目,并设立海洋生态环境监测站,笔者在2020—2022年7、8月份对该海域进行环境监测,旨在为该海域生态环境治理和改善提供数据支撑。

1 监测方法

1.1 监测海域范围和时间

监测范围为北戴河近岸3海里海域,西起戴河口渔港,东至东山旅游码头,内设固定采样点5处,计算5处采样点检测平均值。采样时间为2020—2022年每年7—8月份,每月上、中、下旬各采样2次,采样时间为早6:00—8:00。

1.2 监测项目

水质监测项目包括漂浮物质、色臭味、pH值、溶解氧、COD、油类、活性磷酸盐和无机氮(包括亚硝酸盐、硝酸盐和氨氮)。

1.3 监测方法

根据《海水水质标准》(GB 3097-1997)[4]要求,漂浮物质鉴定采用目测法,色臭味鉴定采用感官法;其他项目样品采集、运输和保存监测方法参照国标《海洋监测规范 第3部分:样品采集、贮存与运输》(GB 17378.3-2007)[5],样品预处理和实验分析参照国标《海洋监测规范 第4部分:海水分析》(GB 17378.4-2007)[6],数据分析与处理参照国标《海洋监测规范 第2部分:数据处理与分析质量控制》(GB 17378.2-2007)[7]。

1.4 海水水质判定标准

海水水质判定标准参照国标《海水水质标准》(GB 3097-1997)[4]。该标准界定海水水质第一类适用于海洋渔业水域、海上自然保护区和珍稀濒危海洋生物保护区,第二类适用于水产养殖区、海水浴场、人体直接接触海水的海上运动或娱乐区,以及与人类食用直接有关的工业用水区。结合监测海域的使用功能,原则上要求水质至少达到第二类水质标准,达到一类水质标准则更优,具体检测方法和标准要求见表1。

2 结果与分析

2.1 漂浮物质和色臭味

2020—2022年7—8月北戴河近岸海水海面无油膜、浮沫和其他漂浮物质,水质清澈,海水无异色、异臭、异味,海水感官良好。

2.2 pH值

《海水水质标准》(GB 3097-1997)[4]中要求一、二类海水水质pH值为7.8～8.5,2020—2022年7—8月海水pH值基本在一、二类海水水质标准要求范围内波动,2021年7—8月海水pH值波动较大,7月下旬有一个检测平均值略低于一、二类海水水质标准要求,检测数据见图1。

检测时间

2.3 溶解氧

《海水水质标准》(GB 3097-1997)[4]中要求一类海水溶解氧含量应>6 mg·L-1,二类海水溶解氧含量应>5 mg·L-1,2020—2022年7—8月海水溶解氧含量均能够达到二类海水水质要求以上,检测值见图2。比较三年检测值可以看出,7月初开始海水溶解氧略有下降趋势,到8月中旬溶解氧有明显升高趋势。

检测时间

2.4 COD

《海水水质标准》(GB 3097-1997)[4]中要求一类海水COD应≤2 mg·L-1,二类海水COD应≤3 mg·L-1,2020年和2021年7—8月海水COD均能够达到一类海水水质要求,2022年8月底有一个检测平均值略高于2 mg·L-1,且低于3 mg·L-1,结合当时气候、天气和环境等条件综合分析,此次检测值偏高与强降雨有关,2022年7—8月海水COD整体符合二类海水水质要求。检测值见图3。

检测时间

2.5 油类

《海水水质标准》(GB 3097-1997)[4]中要求一、二类海水油类应≤0.05 mg·L-1,2020—2022年7—8月海水油类含量均能够达到一、二类海水水质要求,检测值见图4。海水中油类偏高多与船舶溢油有关,7—8月份正值禁渔期,船只航行受限,因此船只溢油的风险较低。

检测时间

2.6 活性磷酸盐

海水中活性磷酸盐含量主要来源于陆源污染,《海水水质标准》(GB 3097-1997)[4]中要求一、二类海水中活性磷酸盐含量应≤0.015 mg·L-1,2020—2022年7—8月海水活性磷酸盐含量均能够达到一、二类海水水质要求,检测值见图5。

检测时间

2.7 无机氮

海水中无机氮含量亦是多来源于陆源污染,《海水水质标准》(GB 3097-1997)[4]中要求一类海水中无机氮含量应≤0.20 mg·L-1,二类海水中无机氮盐含量应≤0.30 mg·L-1,2020—2022年7—8月海水无机氮检测值见图6。2020年7—8月海水中无机氮含量均符合一类海水水质要求,2021年7月和2022年8月各有一个检测平均值高于0.20 mg·L-1,但低于0.30 mg·L-1,2021年和2022年7—8月份海水无机氮含量整体符合二类海水水质要求。

3 结论

3.1 水质达标率统计对比

2020—2022年,每个监测项目检验样品180个,根据海水水质标准计算三年来7—8月份海水水质达标率,见表2。

表2 2020—2022年北戴河近岸海水水质达标率统计 %

3.2 一类水质达标率分年度统计对比

2020—2022年,每年度每个监测项目检验样品60个,对各年度各监测项目一类水质达标率进行统计,见表3。

表3 2020—2022年分年度北戴河近岸海水一类水质达标率统计 %

3.3 小结

2020—2022年7、8月份,北戴河海域水质环境总体良好,海面无漂浮物质,海水无异色、异臭、异味,符合一、二水质标准要求。从统计数据来看,pH值、COD、油类、磷酸盐和无机氮基本维持在一类水质标准,但溶解氧一类水质标准达标率较低,人为活动污染、海洋生物灾害和陆域污染对该海域环境的影响不容忽视。

4 污染来源分析与建议

4.1 北戴河近岸海域海洋环境污染来源分析

4.1.1 旅游压力造成的人为污染 受北戴河鲜明的季节变化影响,北戴河旅游存在明显的季节依赖,夏季平均气温24.5℃[1]14-15,比周边城市凉爽舒适,每年夏季,优质的水质和质细软平的沙滩吸引了大量的游客游玩,各个公共海滨浴场在短时间内游客密度过大给近岸海域海洋环境和岸滩环境带来了巨大压力。北戴河国民经济和社会发展统计公报显示,2019年北戴河接待中外游客1 287.95万人次,2020年接待中外游客450万人次,2021年接待中外游客657万人次,而此项数据主要来源于夏季。据当地管理部门岸滩垃圾清理数据统计,2020—2022年夏季北戴河公共海滨浴场日清理岸滩垃圾1～8 t。夏季人为污染给海滨环境的承载能力带来挑战。

4.1.2 海洋生物造成的污染 当地技术部门对三年来北戴河近岸海域水质监测数据显示,夏季近岸海水受气候升温影响,水温最高29.10℃,最低22.22℃,温暖舒适的水温为多种海洋生物创造了适宜的生长环境,浮游生物(尤指藻类)、大型藻类和水母等生长繁殖及代谢死亡影响了海洋水质。海洋中某些藻类、细菌或原生动物等浮游生物受陆域水体富营养化等因素影响暴发性增殖和聚集引发赤潮,使海洋溶解氧降低或产生毒素[8],导致海洋生物或养殖水产品生存条件恶化,甚至死亡,并可能通过富集作用间接危害人体健康。当地海洋生物检测部门对北戴河近岸海域浮游生物监测数据显示,2020—2022年该海域均有局部范围夜光藻大量生长,藻类浓度超出赤潮基准浓度,所幸夜光藻为不产毒藻类,但暴发增殖死亡仍会消耗大量水体中氧气。北戴河海域的大型藻类主要为浒苔、孔石莼和龙须菜等,7—8月份受水温适宜和营养物质丰富的海水条件影响,大型绿藻暴发性增殖,聚集在近岸海域,并随海浪滞留在海岸边,不仅给海滨景观带来负面影响,同时大量绿藻腐败给海水水质造成污染。当地管理部门对岸滩污染物调查数据显示,2020—2022年7—8月份北戴河公共海滨浴场日清理大型藻类5～35 t。当地技术人员常年对北戴河近岸海域水母监测情况表明,受水温和降雨等因素影响,该海域每年7—8月份为水母旺发期[9],水质监测数据证明,大量水母快速生长消耗海水中氧气,使海水溶解氧较非水母旺发期低,同时水母死亡腐败使海水发生一定程度的酸化,使pH值较非水母旺发期略有降低[10],海水水质的变化一定程度上破坏了其他海洋生物的生存环境。

4.1.3 陆域污染对海洋环境造成的污染 陆域污染物入海是近岸海域污染的重要原因,自上世纪90年代开始,陆域污染就成为备受人们重视的海洋生态环境问题。北戴河陆域污染物主要包括人类生产生活所产生的污水、工业废水、农业生产使用的农药和肥料,以及高密度水产养殖产生的有机物和无机物污染,主要排污指标有COD、氨氮、石油类、总氮、总磷等[11]。有学者对秦皇岛域内主要河流入海口污染情况进行了跟踪监测,结果显示,与人民生活紧密联系的河流生态压力较大,营养盐检测数据较高[12],营养盐含量过高会引发赤潮等生态问题,甚至导致海洋生态的失衡。另外,陆域污染物中氰化物、硫化物等有毒有害物质,以及重金属、粪大肠杆菌等指标也是评价海水水质的重要指标,这些物质的超标也会严重破坏海洋生态环境。

4.2 北戴河海域海洋生态环境保护的建议

4.2.1 控制与修复并举,推动海洋生态环境改善 一是建立海岸带环境保护协调机制,按照海岸带生态环境承载力和主要污染物排海总量控制指标,逐步削减入海污染负荷,控制陆域污染等因素引起的海水富营养化,减少浮游生物的大量繁殖而产生的赤潮灾害,进一步研发高效无公害的赤潮消除方法,探究绿潮形成机制,控制绿藻数量。二是以集约和节约利用海洋资源为原则,加强对占用岸线和用海项目的审查工作,控制海岸线开发规模和强度,努力实现岸线资源优化配置。三是加快海洋生态环境修复进程,通过实施海洋生物栖息地保护和改造、渔业资源增殖放流和河口海域氮磷削减区建设等措施,来修复和改善海域生态环境。四是严格执行伏季休渔制度,为海洋生物创造休养生息的空间,维护生物多样性。

4.2.2 防治与科研并举,减少海洋生物性灾害 近年来,水母灾害已经成为我国近岸海域常见的海洋生物性灾害,北戴河海域水母旺发季节正值旅游旺季,水母存在不同程度的毒性,给游客海滨浴场游玩带来了一定的风险[13],同时水母聚集性旺发又相继死亡对海洋水质造成了一定的污染[10],为减少水母旺发对该海域造成危害,管理部门采取了巡视、监测、拦截和捕捞等措施,但由于水母暴发具有不确定性,并且水母具有迁移性,因此用拦截和捕捞的方式治理水母旺发始终是治标不治本,建议有关部门及专家积极探索利用生物敌害技术控制水母数量的方法、利用潮汐流和水动力等技术控制水母聚集的物理疏导方法等,逐步攻克水母治理的难题。

4.2.3 宣传与维护并举,共同保护蓝色家园 一是营造文明旅游文化氛围。通过电视、广播、网络等平台发布文明旅游宣传资料,增强游客对海洋及岸滩环境的保护意识,减少人为污染。二是加强海洋垃圾污染防治。建立海洋垃圾监测、收集、运输及处置机制,强化属地管理责任。海岸带范围内,禁止丢弃、掩埋、堆积、抛撒、焚烧垃圾;从事生产、经营活动的单位和个人应当设置垃圾回收装置或者设施,及时收集清理垃圾,保持海岸带干净整洁。三是开设海洋及岸滩环境群众举报热线。设立管理海洋及岸滩环境的电话热线或举报信箱,有关部门接到咨询、投诉和举报后,立即进行核实、答复和处理。