01 年 8 月衣丽霞, 等 : 年渤海湾赤潮监控区营养盐概况分析 51 海湾面临的主要问题. 因此, 无机氮和活性磷酸盐等营养盐的研究对于天津市的赤潮防灾减灾工作具有重要意义 [1]. 由于天津市围填海工程的施工, 驴驹河 [] 赤潮监控区已经被填为陆地, 因此自 009 年开始,

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1 第 8 卷第期 01 年 8 月天津科技大学学报 Journal of Tianjin University of Science & Technology Vol. 8 No. Aug 年渤海湾赤潮监控区营养盐概况分析衣丽霞 1, 尹翠玲 (1. 天津市海洋资源与化学重点实验室, 天津科技大学海洋科学与工程学院, 天津 0057;. 国家海洋局天津海洋环境监测中心站, 天津 0050) 摘要 : 根据年的 5 10 月在渤海湾赤潮监控区 6 个监测站点进行的连续监测结果, 分析探讨渤海湾赤潮监控区营养盐的变化特征及富营养化概况. 结果表明 : 近年来, 渤海湾赤潮监控区海域受到了无机氮和活性磷酸盐的污染, 水体处于严重的富营养化状态, 且无机氮的污染程度明显高于活性磷酸盐 ; 从空间分布上看, 渤海湾赤潮监控区海域活性磷酸盐的空间变异系数在 0.1~0.9 之间, 高于其他项目的空间变异系数, 说明活性磷酸盐在空间分布上的差异明显大于无机氮和硅酸盐 ; 在时间分布上, 表层海水营养盐质量浓度存在明显的月变化特征, 出现先增高后降低的趋势, 在 8 月份其质量浓度达到最高值 ; 从营养盐的结构特征上看, - N 占无机氮质量浓度的 57%~ 70%, 是该海域无机氮的主要存在形式 ; 从赤潮监控区的富营养化等级划分来看, 赤潮监控区由年的磷限制状态转为 011 年的富营养化状态. 关键词 : 渤海湾 ; 赤潮监控区 ; 营养盐 ; 无机氮 ; 活性磷酸盐中图分类号 :P7. + 文献标志码 :A 文章编号 : (01) Nutrient Conditions of the Red Tide Monitoring Area in the Bohai Bay from 009 to 011 YI Lixia 1,YIN Cuiling (1. Tianjin Key Laboratory of Marine Resources and Chemistry,College of Marine Science and Engineering, Tianjin University of Science & Technology,Tianjin 0057,China;. Tianjin Oceanic Environmental Monitoring Central Station,SOA,Tianjin 0050,China) Abstract:On the basis of the monitoring data of nutrients(n,p and Si)in the surface seawater from May to October( )in the red tide monitoring area at six monitoring stations of the Bohai Bay,nutrient conditions in the red tide monitoring area were analyzed and discussed. The results showed that the water quality in the red tide monitoring area was still seriously over-nutritious and polluted with high N and P contents obviously in recent three years and N pollution was more serious than that of P;DIP content had the biggest change in that three years at the six stations. The spatial variation coefficient of DIP was 0.1~0.9,which was higher than inorganic nitrogen and silicate. As for the time distribution,the surface seawater nutrient contents had significant monthly variation characteristics of first increasing and then decreasing,which reached maximum values in August. As for the nutrient structure characteristics, - -N accounts for 57% to 70% of the inorganic nitrogen content,which was the main form of inorganic nitrogen. As for the red tide-monitoring area eutrophication classification,the red tide-monitoring area had been transformed from phosphorus limitation in into the eutrophic state in 011. Key words:bohai Bay;red tide monitoring area;nutrient;inorganic nitrogen;reactive phosphate 渤海湾为一半封闭内湾, 是许多经济水产动物的产卵地和索饵场, 在渤海渔业上占有重要位置. 随着海洋经济的发展, 渤海湾的生态资源和环境均受到严重破坏, 其中, 海水富营养化以及赤潮频发是目前渤收稿日期 :01 1 0; 修回日期 : 基金项目 : 山东省博士后创新项目专项资金资助项目 (010065) 作者简介 : 衣丽霞 (1977 ), 女, 山东烟台人, 讲师 ; 通信作者 : 尹翠玲, 工程师,yiyi1891@16.com.

01 年 8 月衣丽霞, 等 :009 011 年渤海湾赤潮监控区营养盐概况分析 51 海湾面临的主要问题. 因此, 无机氮和活性磷酸盐等营养盐的研究对于天津市的赤潮防灾减灾工作具有重要意义 [1]. 由于天津市围填海工程的施工, 驴驹河 [] 赤潮监控区已经被填为陆地, 因此自 009 年开始, 天津赤潮监控区改为汉沽贝类增养殖区.

2 01 年 8 月衣丽霞, 等 : 年渤海湾赤潮监控区营养盐概况分析 51 海湾面临的主要问题. 因此, 无机氮和活性磷酸盐等营养盐的研究对于天津市的赤潮防灾减灾工作具有重要意义 [1]. 由于天津市围填海工程的施工, 驴驹河 [] 赤潮监控区已经被填为陆地, 因此自 009 年开始, 天津赤潮监控区改为汉沽贝类增养殖区. 本文根据年的监测资料, 阐述了赤潮监控区无机氮活性磷酸盐和硅酸盐的概况, 论述了其富营养化水平, 为天津市的赤潮防灾减灾工作奠定基础. 1 材料与方法本调查共布设监测站位 6 个, 位于 E~ E, N~ N 之间, 如图 1 所示. 根据天津市赤潮监控区监测方案, 监控面积约 0,km, 监测时间段为年的 5 10 月, 每月两次. 监测项目主要包括硝酸氮亚硝酸氮氨氮无机磷 (DIP, 以 PO - 计 ) 和硅酸盐. 本文均采用表层海水 (0.5,m) 中营养盐监测资料进行分析. 用采样器采集 500,mL 海水装于高密度聚乙烯瓶中, 经 0.5,μm 的混合纤维素酯微孔滤膜过滤后,,h 内进行测定, 测定仪器为 T6 新世纪紫外分光光度计, 表层水样均按 GB 海洋监测规范进行分析, 其中用次溴酸盐氧化法, + NH - 用奈乙二胺分光光度法, - 用锌镉还原法, SiO - - Si 用硅钼黄法,DIP 用磷钼蓝法进行分析. Fig. 1 结果与讨论图 1 赤潮监控区监测站位 Stations of the red tide monitoring area.1 营养盐污染现状表 1 给出了年渤海湾赤潮监控区表层海水中 N P 的年平均质量浓度. 通过对表 1 的分析可知, 年赤潮监控区无机氮 (DIN) 质量浓度总体上呈先升高后降低的趋势, 而 DIP 则呈现 [] 逐渐升高的趋势. 根据齐雨藻等海水富营养化标准, 年监控区表层海水 DIN 的平均质量浓度变化范围为 0.51,7~0.6,0,mg/L,DIP 的平均质量浓度变化范围为 0.01,~0.08,5,mg/L, 其中,DIN 的各月平均质量浓度约是富营养化标准 0.0,mg/L 的 1.71~.1 倍,DIP 约为富营养化标准 0.0,mg/L 的 0.67~1. 倍, 这些结果表明, 近年来赤潮监控区水体处于严重的富营养化状态, 其主要污染因子为 DIN 和 DIP, 并且 DIN 的污染程度要比 DIP 更严重. 表 1 Tab 年渤海湾赤潮监控区表层海水中 N P 的年平均质量浓度 Annual average contents of N,P in the surface water in the red tide monitoring area of Bohai Bay from 009 to 011 年份 / ρ(dip)/ 009 年 0.51,7 0.01, 010 年 0.6,0 0.01,5 011 年 0.58,9 0.08,5. 营养盐空间变化特征为了说明赤潮监控区营养盐的空间变化特征, 作者选用变异系数 C V 来表示它们的空间分布情况, 计 [] 算公式如下 : S CV = X 式中 :S 表示 N P 和 Si 营养盐质量浓度空间序列的标准偏差 ;X 表示各类营养盐质量浓度空间序列的平均值. 近年监测的 6 个站位表层海水中 N P Si 营养盐平均质量浓度见表, 各营养盐的空间变异系数见图. 通过对赤潮监控区营养盐的空间变化特征分析可知,N P 和 Si 质量浓度在站位间存在明显的差异, 总体来看, 离岸较近的站位 DIN 质量浓度较高, 主要是由于这些站位靠近潮白新河蓟运河和永定新河的河口区, 受到陆源排污的影响,DIP 则主要呈现由近岸向外逐渐递减的趋势, SiO - - Si 在各个站位间分布较为均匀, 综合来看, 近年来,DIP 的空间差异最大, 变异系数在 0.1~0.9 之间, 高于其他项目, 说明赤潮监控区的磷酸盐质量浓度受到站位分布的影响最大. 硅酸盐的空间差异最小, 其变异系数在 0.0~0.1 之间, 说明硅酸盐在赤潮监控区的各个站位间分布较为均匀. DIN 和 DIP 质量浓度的空间波动在年际间存在显著差异, - 在 009 年和 011 年的空间波动

3 5 天津科技大学学报第 8 卷第期程度明显大于 010 年, - + 和 NH 质量浓度的空间波动程度年际间差异甚微, 范围在 0.09~ 0.1;DIP 在年空间波动程度明显大于 011 年 ; 而 SiO - - Si 的空间变异系数范围为 0.0~ 0.1,010 年的空间变异系数最小. 表年渤海湾赤潮监控区表层海水中营养盐的监测值 Tab. Monitoring values of nutrients in surface seawater at the monitoring stations in the red tide monitoring area of Bohai Bay from 009 to 011 年份站点 ρ/ NH DIP SiO - Si S S 年 S S S 年 011 年 S S S S S S S S S S S S S Fig. 图营养盐的空间变异系数 Spatial variability coefficient of nutrients. 营养盐时间变化特征由表可以看出, 渤海湾赤潮监控区表层海水中营养盐质量浓度在不同的调查月份出现了明显的差异. 在年度调查过程中, 营养盐出现先增高后降低的趋势, 在春季, 受到温度陆源径流和光照条件等的限制, 海水中的浮游植物新陈代谢较慢, 营养盐质量浓度较少 ; 在 8 月份, 随着雨水含量的增多, 陆源径流带来了大量的营养盐, 加上此时温度光照适宜浮游植物进行大量增殖代谢, 从而使 N P 和 Si 质量浓度达到最高 ;9 10 月份, 营养盐质量浓度会随径流的减少而降低. 综合来看,N P 和 Si 质量浓度在 8 月份最高. 这与岱山赤潮监控区 [5] DIN 和 DIP 的时间变化特征正好相反, 这可能是由于天津入海河流排污对赤潮监控区营养盐的质量浓度影响较大所致. Tab. 表年渤海湾赤潮监控区表层海水中各类营养盐的月平均质量浓度 Monthly average content of nutrients in the surface seawater in the red tide monitoring area of Bohai Bay from 009 to 011 ρ/ 月份 - - NH + DIP SiO - - Si 5 月 (n=6) 0.051±0.0 0.± ± ± ± 月 (n=6) 0.071± ± ± ± ±0.9 7 月 (n=6) 0.18± ± ± ± ±0.9 8 月 (n=6) 0.195± ± ± ± ±0. 9 月 (n=6) 0.11± ± ± ± ± 月 (n=6) 0.079± ± ± ± ±0.. 营养盐结构特征由表可以看出, 近年来 - N - N 和 NH + 分别占 DIN 的 1%~% 57%~70% 和 10%~%. - N 是无机氮的主要存在形式. 本结 [6] 果与以往研究结果相符. 此外, 无机氮的各种存在形式与 DIN 的比值在近年来无明显的空间差异 ; 但以上三者的比值却存在较大的年季差异,ρ( - N) ρ( - 和 ρ( NH + ) 分别在 010 年 011 年和 009 年达到最低. [7] Justić 等提出系统评估每一种营养盐化学计量限制的标准 :1 若 n(si) n(p)> n(n) n(p)>, 则磷酸盐为限制因素 ; 若 n(n) n(p)<10 n(si) n(n)>1, 则无机氮为限制因素 ; 若 n(si) n(p)<10 n(si) n(n)<1, 则硅酸盐为限制因素. 由此可知, 渤海湾赤潮监控区在 009 年和 [8] [9] 010 年均为磷限制, 该研究与长江口和象山港赤

4 01 年 8 月衣丽霞, 等 : 年渤海湾赤潮监控区营养盐概况分析 5 潮监控区海域 N P 营养盐结构相同. 到 011 年监测时, 此监测海域只在 S 号站位出现了磷限制, 其他站位未受到任何营养元素 ( 仅限 N P Si) 的限制. 与 [] 年渤海湾赤潮监控区监测结果相比, 近年来该调查水域的无机氮质量浓度略低, 硅酸盐质量浓度略高, 但这两次调查中的 n(n) n(p) 均大于 redfeild 比值 (n(n) n(p)=16 1), 其中无机氮质量浓度偏高是目前渤海湾近岸海域的普遍特征, 这可能与目前天津地区的陆源排污以及围填海工程的实施有关. Tab. 年份站点表年渤海湾赤潮监控区表层海水中各类营养盐的结构状况 Characteristics of nutrients structure in the surface seawater in the red tide monitoring area of Bohai Bay from 009 to 011 / ρ( - ρ( - ρ(nh + ρ(dip)/ n(n) n(p) n(si) n(p) n(si) n(n) S S S S S S S S S S S S S S S S S S 富营养化状况分析在监测过程中发现, 近年来赤潮监控区 DIN 的污染程度要比 DIP 高, 所以氮对该区域富营养化 [10] 的贡献要大于磷, 故选用郭卫东等提出的用 N P 作为参数的富营养化评价模式进行评价 ( 见表 5). 表 5 潜在性富营养化等级划分 Tab. 5 Classification of levels of potential eutrophication 级别营养等级 / ρ(dip)/ n(n) n(p) Ⅰ 贫营养 <0. <0.0 8~0 Ⅱ 中度营养 0.~0. 0.0~0.5 8~0 Ⅲ 富营养 >0. >0.05 8~0 IV P 磷限制中度营养 0.~0. 未限制 >0 V P 磷中等限制潜在性富营养 >0. 未限制 0~60 VI P 磷限制潜在性富营养 >0. 未限制 >60 IV N 氮限制中等营养未限制 0.00~0.05 <8 V N 氮中等限制潜在性富营养未限制 >0.05 ~8 VI N 氮限制潜在性富营养未限制 >0.05 < 从评价结果 ( 见表 6) 来看, 年赤潮监控区各个站位富营养化等级均为磷中等限制潜在性富营养,011 年除 S 号站位为磷中等限制潜在性富营养外, 其他站位均为富营养, 这说明赤潮监控区由磷限制状态逐渐转为富营养化状态, 这一结果与营养盐结构特征的分析结果相一致. 表 6 赤潮监控区潜在性富营养化评价结果 Tab. 6 Results of potential eutrophication assessment in the red tide monitoring area 营养等级站位 009 年 010 年 011 年 S 1 V P V P Ⅲ S V P V P Ⅲ S V P V P Ⅲ S V P V P V P S 5 V P V P Ⅲ S 6 V P V P Ⅲ 结论 (1) 近年来, 渤海湾赤潮监控区海域受到了 DIN DIP 营养盐的污染, 水体处于严重富营养化状

5 5 天津科技大学学报第 8 卷第期态, 且 DIN 的污染程度明显高于 DIP. () 近年来, 在 N P 和 Si 营养盐中,DIP 的空间差异最大, 其空间变异系数在 0.1~0.9 之间, 高于其他项目, 说明赤潮监控区的磷酸盐质量浓度受到站位分布的影响最大. 硅酸盐的空间差异最小, 其变异系数在 0.0~0.1 之间, 说明硅酸盐在赤潮监控区的各个站位间分布较为均匀. () 赤潮监控区在 009 年和 010 年均为磷限制, 到 011 年, 此监测海域只在 S 号站位出现了磷限制, 其他站位未受到任何营养元素 ( 仅限 N P Si) 的限制, 处于富营养化状态. () 渤海湾赤潮监控区表层海水中营养盐质量浓度在不同的调查月份出现了明显的差异. 在 5 10 月, 营养盐质量浓度出现先增高后降低的趋势, 在 8 月份,N P 和 Si 质量浓度达到最高值, 这可能与天津入海河流排污对赤潮监控区的营养盐质量浓度影响较大以及营养盐和浮游植物的新陈代谢之间存在相互促进作用等原因有关. (5) 近年来, - N 占 DIN 质量浓度的 57%~70%, 是该海域 DIN 的主要存在形式. 参考文献 : [1] 赵章元, 孔令辉. 渤海海域环境现状及保护对策 [J]. 环境科学研究,000,1(): 6. [] 石海明, 尹翠玲, 张秋丰, 等. 近年来渤海湾赤潮监控区营养盐变化及其结构特征分析 [J]. 海洋环境科学, 010,9():6 9. [] 齐雨藻, 邹景忠, 梁松, 等. 中国沿海的赤潮 : 深圳湾富营养化与赤潮研究 [J]. 暨南大学学报 : 赤潮专刊, 1989:10 0. [] 崔党群. 生物统计学 [M]. 北京 : 中国科学技术出版社,199: 5. [5] 叶然. 岱山赤潮监控区氮磷营养盐变化特征及其潜在性富营养化程度评价 [J]. 科技资讯,011(7): [6] 沈志良. 渤海湾及其东部水域的水化学要素 [J]. 海洋科学集刊,1999,6: [7] Justić D,Rabalais N N,Turner R E,et al. Changes in nutrient structure of river-dominated coastal waters : Stoichiometric nutrient balance and its consequences [J]. Estuarine Coastal and Shelf Science,1995,0(): [8] 沈志良, 陆家平, 刘兴俊, 等. 长江口营养盐的分布特征及三峡工程对其影响 [J]. 海洋科学集刊,199,: [9] 张丽旭, 蒋晓山, 蔡燕红. 近年来象山港赤潮监控区营养盐变化及其结构特征 [J]. 海洋通报,006, 5(6):1 9. [10] 郭卫东, 章小明, 杨逸萍, 等. 中国近岸海域潜在性富营养化程度的评价 [J]. 台湾海峡,1998,17(1):6 70. 责任编辑 : 周建军

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Microsoft Word 叶然_new_.doc 46 2 Vol.46, No.2 2015 3 OCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICA Mar., 2015 * 1 ( 315012) 2013 (120 128 E 25 33 N) 4, : (1) DIN( )P( ) Si( )DIN SiP, DINP,, SiDIN SiP, (2) N P, 126 E P, 126 E N ; (3) 2001 2010,