（环境科学专业论文）天津近岸海域水体富营养化评价.pdf

垒! ! 整丝! a 辅e 鼹m e 硅lo n 戴勰r 静p h i c a 誊i o n 搽t 童薄蝴重na l o n 萼s h o 摊s 嘲w a 蜘r s a 蛔妇矗c t m i i sa 赢c l ei sa 糟s e a r c ha b o 城镪ea s s e s s m e 蹴o n 钒匿静p 撼。赫a np 曲l e mo f 瓢溺诹 a l o n g s h o r es e a w 嚣t e r s i ti sb a s 黼o nt h et h r yo f t s e 拄w 翻豁s 。c o s y s t e m - m o d e l ，a n d f 蕊l e db yl i n ew h i c 氛e o n t a 主n e d 也ea s s e s s m e n to f “s t a t e r e s p o n s 争r e n 。v a l e “，a 王s o e 豫l 瑚_ c i n 耩t h ep r o b l e m 抽m 也r e e 触p e c t sw h k hc o n t a i n s t l l es t a t ee v a l u a t i o n 、 揩华o n s ee v 越u a t i o n 、羚s o r i n ge v a l 嘲o ni n 吐l ee c o s y s t e m 蜘d a 落锹涵h 糙e d 她搬e 袅娃i e l e c a m e 巍o m 地e 姓蜘m a l i o nb yg e n e 贼泌s p e c t o 琏o f 量瓣s o 箍w 毪量缀巅i 娃熊w n 曩魏疲y 黯瘥旗l h 氆ed 曩斌i tw a s 瓿蠖。矬氆e 矗m c t i o no ft h es p s s 黼da 耐g i ss o 建坝瞄v e r y 瞎1 1 秣eo o n c l 珏s i 潍醒镪e a s s e 奇s m e n tc a nb es w t m l a r i z e da st l l ea f t e re x p r e s s i o n ： 1 m em a i nf 融t o rw h j c ha f r e c 把dt h ee u r o p 赫c a ：t i o no f 砸a n j i n 时o n g s h o r e s e a w a t e r sw a s 幽ee l e m 。n t a r yp m d u c t 衔t ya n ds a i 协em 儆i t i o nms e 删嘣b u t 州馈 也ea f 糙c 娃o no fd ow a sv e r yi o w ；她g 阻d eo f 也ep r o b l e l 羔lh a sb e 雌d e v 。l o p 日懿m 双啪酬o t 酣e 啪蛳c a t i o n 勘掌啪s 证础d ”e 黼曲i c a 虹o n 2 。1 鼍ee o 琏煳瑚姆o f 辩y t o 瓣融妊。珏h 8 幽e c o 娃地拙ec h 猷a c t e 疽蛳e s 飘妣8 sl o w 赫珏瓠、程 v 。描i 童y 曩n 曩撼螃旗谯s 娃塔l 髓e 髂；瓤坟炬。擞弑。琳ew a s v e l o p 礤f 如m s a 扛d - b o 妇懿越聪卺om 舔d - 的t l 。 矬娃巍电搀。整t l l ea 赫藤y 嚣瑾弧氇ez l o g yi 毪s p e e 撼 s e c t i o n 、v ec o u l dc o n c l u d e 像a t ，t l l es 诅钯o fe u r o p h i c a t i o n 主n 瓢a n j i n 嫩o n g s h o r e s ea _ w a 七o r s 、v a si nas u b h e a l t hl e v e l 3 t h eh c a v i e rp o l l u t e da r e aw 黼d i s t d b u t e dm o s t i yb ym ee m p o i s o ne s t u a r i e s ， d 也eg r a d eo f p o l l 娥i o 魏i n 融。t i o nf 酗mt h el a n dw a st oo c c u p ym u 曲p r o p c n i o n ；t h e 确i 掇i 嚣霉珏a 燃i 移嘏p o l l 穗i s 黼撼e v 勰ag ds i 融艇蝴纽2 0 0 5a c c 雄dt 烈，s o 氇躐w a s 毡d i s 妊黼e t o l 鹣c o 躐对l l i 魅g g o 娃 x e yw 磅嫩s ：麓a 塌涵a l o n g 幽。糙s e a w 戤e 瑙嚣娃镪) 曲至c 越谗矬 a s s e s s m 黜 灭津螓范太擘磷宄生毕韭论文灭津近撑海域艰体窑t ￥荐化浮偷 袭卜l2 0 0 3 2 0 0 6 年渤海区束达到清洁海域水质标准的面积( k 莳) 海区 年度较清洁轻度污染中艘污染 严重污染合计 2 0 0 31 5 2 5 0 3 7 7 08 5 01 4 7 02 1 3 4 0 渤海 2 0 0 4 1 5 9 0 05 4 1 03 0 3 02 3 1 02 6 6 5 0 2 0 0 58 9 9 06 2 4 e2 9 1 01 7 5 ei 9 8 孽0 天津近岸海域污染面积较上年有所礴加，污染程度加重。未达到清洁海域水 质标准的面积约2 9 1 0 平方公里，中度和严重污染海域面积较上年分别增加约 5 8 0 釉3 0 0 平方公里，较清洁海域面积减少约9 1 0 平方公里。污染区域燕要集中 在北塘避岸海域。主要污染物为无枫氮、活性磷酸赫和石油类。从全国沿海各地 送熬海水藿莠盐水平l 较来藿，天津近岸海域笼枫氮的平均浓度达o 7 m l ，仅 次予上海秽濒江海域，处予严重污染状态 瀵牲磷酸熬毂平均浓发达o 。0 2 7 掇g 几， 藿本保持在中等求平，蒸本接近率嶷污染承平( 如下国1 2 、1 3 ) “3 。 豳! 七2 _ 。0 5 掣沿海鸯( 自治区、直辖市) 避岸海域海水活性磷酸盐平均含量 图1 - 32 0 0 s 年沿海省( 自治区、直辖市) 近岸海域海水无机氮_ 甲均禽麓 4 疋滩师范人学研究生毕业论文 灭沛近岸海域水体富许莽化蛩r 价 l ，1 3 天津近垮海域海水案营养罨艺现状 邋年来，随着“三多是”帮“发鼹海洋经济”鍪大浚勰举猎瓣避一步实藏， 天津帝海洋缎济褥弱了长蹩发麓，缀撵2 0 雒肇鹣海洋嚣壤统诗数据分辑”，天 浮帮城枣污水处理熊力势5 5 糍，j 丕霄4 s 熬污水来得到处理。处理帮寒处理麴污 水合流排放，经南、北排污河入海。摆天津市环境监测中心2 0 0 0 一2 0 0 4 年南、北 摊污河入海断面水质监测结果岛地袋水v 类标准相比：南排污河化学需筏霆最离 怒标5 。7 倍，簸低麓标s + l 倍；羝氮繇嵩越标1 8 5 倍，最低踅标1 2 倍；憨磷越标 4 + l 绩。i 舞 游滔纯学鬟畿基最辫超撂l o 傣，最低超橡7 。4 铸；氨缀最商遐括3 9 2 饿，最 琏超毒番1 3 。2 倍；总磷超标5 。7 倍，均为袋五类水质。现有污水处理厂氯、 磷处理效率低，污永处瑗后仍台有一定的氮、磷等污染物。现在丈部分医、蕻未 穗成污水处壤厂，城镇墨| = i 活污永未经照理蕊按蠢 被，郛分众照j 法撬浮，对透露 海域环壤遥袋污染。 此外，海上或岸边备种生产活韵产生的污水、固体废弃物或附属物绝大部分 都就地排放，知港麓码头 放的含泊污求和工妲废永、渔船捧藏的台漓污水辩生 灞污瘩、海上莽骧接放懿养骧废求嬲葵赠废辩、海洋或海搂工爨接放的工程废弃 物等，这些摊放具有分数性、时空不迤续性和方式多样性等特点，它们对局部生 态环境、近海海洋生态系统造成了极大的破坏。 投撼2 0 0 4 每天津帝海洋繇撬矮鼙公缀统计，2 0 0 4 年是天津帝掰辖海域 近年来赤潮灾害最为严羹的一牮，共发生5 次赤潮，其中6 月份和7 用初发嫩的 潦潮影响较大，其它备种海洋灾害均有举问程度的出现。5 月3 l 同至6 月下旬 渤海湾首次发生犬面积肖毒赤潮，舔潮藻种为米氏觏伦，赤潮发生期，永舔多莹 瓒褥惫或稼褐色，属纂稳赤潮，熬次蠢潮麸发生援挨到持续l 靖潮帮攥多年不遇。 7 月5 翻至8f j 天津海域再次发生券潮，赤潮种类为海洋竭胞藻，面积约为2 0 平方公肇。 天津近岸海域增养绶区的监测结槊表明，增葵殖区内主要污染物质为活性磷 酸赫、露札氮。活性磷酸盐污染鞍黧，2 4 年8 、9 月份超标率分别为8 7 、i o o ， 筑大部分站位超第四类海水求质标猴，澎械氮豹污染获凝相对较轻，趋标情况主 炎津弼话太学硪究生擎馥论文天津近站海域承律寝营荐能谱徐 要爨现在? 、8 男谂。夔溪缝采显零，天游邋海海域主要澎染镑臻依次为：黧会 属锚、无机氦、活性磷酸赫、化学糕氧爨敷油类。无橇氮的超轹率为8 6 ，其中 大滚镶魂辫近海域有两个懿位、蛟箱淫潺豳辫遥海域窍一个菇整均蘧标较繁。活 憾磷羧赫在大法锚地和岐羽河强蜀附透海域超标鞍重，其它进位均祷合第一类海 水水质标准。化学耗氧薰、油类偶肖趣栎“3 。 1 2 海水富营养化问题的内涵、成融、影晌 避岸海域富营养仡是邋几十年才诀识嗣的现象，僵英鑫成为困扰_ 睦界器潼酶 主螫环境阀题之一“3 。富鬻养化是釉自然现象，即营养燃输入量的增大露致水 体嫩产力( 有帆物) 的增加。营养赫的输入楚一个自然过程，毽近几十年来器稀人 类活动羲萋遗增撩了拳臻审营葵簸豹簸入，劳改黛了蓉势藏缝或，怒纯了浮游翮 底树植物，提赢了生产力及颓粒有枫鹈的含量，从而导致裔害和有毒赤潮、邋底屡 承缺氧、窳下植被攒失和赢橙动物羧害8 3 。强魏，对予遮海海壤承倦富营养诧承 平的评价是一项遗切的工作，同时也是海洋环境篱理工作的一个熬点突破鞠，臣 黼，对于此项研究的难点程于能不能确立套行之有效盼湃价钵系，并綦予这骛 t 平价模型和数学计算方法达到监测数据黝练含有效利用，为海洋环境工作提供科 学的依据和决策参考。 。2 1 海水鬻营养稼豹内涵 海承鬻营养纯，是指幽予大薰的氮磷等营莽元素摊入蓟流速缓馒，更新髑矮 长豹海洋零薅，毽海浮藻炎等永生象秘大爨地生长繁楚，锼有捉物产生豹速瘦远 邋超过消耗速度，水体中有机物积稽，破环海洋水生生态平衡的过程。 塞营养他戆健凌定义；出予秃撬蛰葵簸类输入拳薅审浓凄建褰，程後藻类产 燃增加，水体缺氧。c o o k e 嘲等将此定义作如下修改，即富营养化是过量的营养 秘藤、蠢撬耱凌秘淤嚣豹簸入，献褥等致鬟三物产爨璜翻露俸积缩小鹣遵稷。鼹释 定义的区别在于精者强调了有机物质和淤泥的输入。 海庆中瓣主癸营养耱震奄括鬣、磷、碳簿秘溪，箕中磷靛主要彩螭楚在时绿 索豹光台终焉中侮现出褒，氮秘碳主要通过一些化学反应影确海水矮量。海水寓 鬻养他的主要瓣裥因素包牾营莽赫类、露梳物质及淤泥豹污染；遗貌形态的影晌； 6 咒潍帅祀人学研究生毕业论文 天津近岸海域水体富杵养化详价 生物群落的 乍用。 窳钵发生塞营养纯，其螽暴是；键邋缨麓类微生耱繁夔，搜拳钵耗氧薰大 大骥麴；生长在东蒺瀑处懿藻类嚣疆彀黪瓣大鲎耗氧，严重露霞承堡生耱嚣软 畿髓死亡 沉于永底静死亡藻类的厌裁分鳞的遥程键馒厌氧蓥繁疆；疰l 予藻 炎大鳖生长产生一些毒素，直接危害水生生态系统的健康m 。 1 2 2 海水寓营养化的成因 引起海水富营养化的原因可分为两大擞：自然因索和人为因素。由自然因索 引越的富营养化情况很少，而且这一道稷对于研究现实污染问题的影响意义不 大。在戴只讨论出入为因素弓l 起的富骛舞纯。海水在正常情况下，由于受海流、 潮汐秘扩鼗等蠢素豹影鹣，滢会良努，海永中萎强学要素数努蠢趋予均匀。嚣戴， 淹零数富营莠绝往往发生在潘謦、涎瀛入海翻、海湾等受人类透露影桶魄较殛烈 褥窳体交换不良的地区。海洋中浮游穰物所需的营养成份有很多，主要的有蘸、 磷、硅、有机物、微量元素及各类继难繁。由于硅、有机物、微量元素和维生索 谯海水中的含量都相对比较大，一般不焱成为浮游植物生长的限制因素。 ( 1 ) 水体营养赫作用 海洋中影响浮游植物生长的限制因索_ i 鼹常只有氮、磷两元素，向近海海域大 爨输送氮、磷是发生富营养化的主要原因。向近海海域输送氮、磷，影响明鼹的 怒辨熹滚方式辕送静，翔海漉、工妲翻察涎海水、海水养蓬等，同对如农业、旅游 鼗簿甏澈方式氇痊雩l 起足够熬重疆。 氮、辚在采俸生态系统串是垒甥警妖霈黉的重要元素。它稍主要是浮游攘貔 藻炎等水生生物生长和再生所需鲍藿要物绠。如果永体中氮磷的食基低予水嫩生 物生长所需的最低限，藻类等生物生长辩皴将会受到抑制，水体可能不会产生窬 觜养化。嘲水体中氮的含量高不一定产生 x 无津邺弛大学州究生毕业论文 天津近岸海域水林寓f 稚化评价 无梳耪废辩磷鸯较强的啜辩力”等原函导蘩磷静德繇较氮慢，可戆导致氮磷的篦 饲较离，扶褥键磷畿秀藻类生长懿鞭铡嚣子。 铁在麟棼靛氮豹锤臻过稷中摄决定牲困索，篡驭困是铁是硝酸盐( 氮的固 定) 、硝簸热一亚硝酸熊还蹶麓组成藏分豹熏要因予“”。如果铁含量稳，硝酸盐 妥臻羧熬还愿酶淫性增强，磷酸熬一亚磷酸熬氮被遂簇疆损失。可悲警致承体氮 含爨降低，使氮成为藻类生长的限制困素，水体发生富营养他的可能性减少。水体 塞截养化的产生是由鞭滗虫占主体还怒硅藻属占主体来决定的“”1 ，如果鞭范 虫占生体水体产，土富营养化桃率大。水体中虢含爨的多少决定水体中浮游生物是 鞭罨盛占傀势还是硅藻耩占优势“8 。鲡栗承体巾氮：硅，磷：硅磁饲舞离，粼永俸 中的浮游生物以鞭毛虫为主，疆藻属禽璧减少，永体发生蛮营养纯梳率大。如聚 氮、硅沌例降低，粥水体中浮游擞裙戳硅藻满占优势，承钵产生寓营养佬梳率，l 、。 ( 2 ) 求体垒壤环境条传俸羯 翔聚零体孛表层溶瓣戴鹚氮磷豹魄率羝，瘩抟串氮磷过薰塞织，水体中藿葵 麓壤攘，簿致窳骥整摇对造飘瞧逡浮游藻类簿拳生棱物壤热，泰然霹筑产生蜜磐 养毒 ：。水体中港蜒辇含燮降聪，求生浮游动魏( 鱼炎等) 呼吸作用所嚣磐的氧量减 少，水生浮游动物豳缺飘而死亡。水体中浮游动4 匆数爨减少，浮游动物所食的萤养 盐类( 氮磷等) 将会增加，水体生态平衡将遭到破坏，水质恶化。光照和潺度对藻 类生长盼影响：光强和漱度程窀的范围内，藻类数爨随光强及瀣度的增加丽增 加，并且濑度的影响大于光强，在2 0 3 0 的条件下，当光强扶1 0 0 0l x 增加到 4 0 0 0l x 时，藻类数量增加较快，4 0 0 0l x 以后渐趋平衡，在5 0 0 0l x 罄本上达到 最大篷“”。如果光照鞫溢魔繇较逶j 耄，刚藻类遥煮鲞三长，永体罨辘产譬三富营养仡。 魏豁，海糕沉积耪串氮、磷簿耪震豹溶瓣、塞禽营养貔蒺豹潦瀑水与表爱零 酶瀵合，氇霹鞋萼| 逛浅海海域麓薄莠携藤增麴，笼英楚暴城雨等瑟劣天气：遵惹。 1 2 ，3 海水黧营养化的影晌 ( 1 ) 海窳蜜营葵稼懿疆瑟彩添 由予海窳中营养威份豹增翻，海域豹浮游禳携褥缀娄产辜壤糖，麸繇簿蒙浚 缀生产率豹增糖。霆戴，在一定程凄上，遥痰麴鬻麓养纯怒毒懿驰，梵其楚对水产 券酸稠渔业生产来讲。但这葶孛联想憾况是缀难农现实中出现的，因为人为因素引 天津师范大学 i j l = 究戋毕业论文 灭律近岸海域水体窟，莽他详价 论撬出海拳零质评徐酌模耧分耩俊选法及获色聚类法，并缝合改迸豹滋次分援法 提出综合揩栎权重矩阵的概念及矩阵的确定方法，推导出新的海水富营养化程度 模糊评价理论模式。这些模型都尽量避免了数据信息的遗失，从而可以得到较为 准确的结聚。 穷滚谬徐瓣基零愚鼹 模糊综合评价模型法黥基本思路是根据国家海水水质分缀标准( 可裰为营养 级标准) 拟出隶属函数，求出错评价因子对各级标凇的隶属度，得到隶属矩阵 r r = b 。) 。( o 液稔凄耱 灭淬螂范人学研究生毕韭论文灭浮近潜海域水律寓营养他镧输 的现存量，仍然维持往较高的水平，作为鱼类饵料资源仍很丰寓。近年来，出于 天津海域受到蕃方瑟骂凌污染瓣影蘸褒重攮轻赛，熬揍溢臻，戳嚣芗海洋生物资 源的生态平衡，导致了主要经济鱼类、尤其是底层鱼类资源的减少，致使不少传 统的经济钡类形不成鱼汛。 3 2 数据的监测与采策 3 。2 1 海洋瘩蒺整溅范围 本次海水水体富营养化评价研究的对象是指天津市所属管辖的近海海域，由 子本次译价采用戆燕测数据来源于海洋环壤功能睡监溅站，因魏磅变海域蕊圃主 要集中在天津市海洋环境功能区划所翎分的区域内，各项数搬的采编也是按照本 质功能隧内的相应监测站位设立空间嫩标。 近海海壤( 拄e a rc o a s 镪ls 黯：嘲把f s ) 攘岸边范围肉的海域。邋海海域环境功靛医 划分技术规范( 掰，r 8 2 ，2 0 0 1 ) o ”遗用豹需进行环境功能区划的近岸海域，是指 与沿海省( 自治区、黧辖市) 行政隧域内的大陆海岸、岛屿、群岛相毗连，中 华人民共瓣强领海及溅运区法巍逡豹领海步 鄂赛限蠢陆一铡懿海壤。 近岸海域 a l o n g s h o ms e g w 船f ) 指我国领海基线向陆一侧的众部海域，尚未公 布领海基线的海域及内海，指负1 0 米等深线向陆一侧的全部海域。 近海海域嚣境功黢隧( e 珏v 矗戳黼e n 鼍a l 蠡越髓i 雠密魄e 遮n e 嚣眺ls e a w 越粥) 是指为执行海洋环境保护法”和海水水质标准，环境保护行政管理部 门根据海域水体的使用功能和地方缎济发展的需溪对海域环境划定的按水质分 类管理懿嚣域。 近海海域环境功能区划( e n v i f 饼髓e n t a lf i 棚硝o nz o r l i n gi nn e a rc o a s t a l a w a f e r s ) 是指近岸海域的环境功能按水质类别划定其分界线，确定其水质保护 鏊标，并秘订密奏效瓣繁理魏章。嚣矧翦期可怒黧点藏在城锾象淫、经济建设窝 社会发展蓑系比较密切的入海河口、海湾及其所涉及到的岸线附近海域和必隳的 依托陆域，随着对海域开发程度的加大，再逐步扩展至全部：i 黩岸海域。 强境功戆区控裁滚佼( 疆。珏i 嬲秘gp o i 珏l 扬e 矬v i 隧l 鞠谯l 蠡黼聪i 强z o n e ) 爨豢 在可控制范围内能反映环境功能区水质的蓝测站他。该站位上的水质监测谯能基 必律| f i 范人学研究生毕业论文 天津近岸海域水林富仆葬他评价 本爱获蠢繇控翱范强内东蒺获滋，擦涮魏潮鬟较援凌撬区瑟莰大奎、当戆鲍零文 狻况及夔溺襞力礁定。 天津海域位子渤海湾熹都，琴线j 麓濑河窃南至蚊口，总长1 5 3 3 3 4 公碾， 海域面积约3 0 0 0 平方公里，环境翻净能力较差。天津近岸海域是开发利用海洋资 源比较活跃的地区之一，在1 5 3 3 3 4 公嫩海岸带，集中了海洋化工、港口、潍滁 弊殖，浅海油气矿产资源开发，旅游、热业等多种经济活动。因此，加强海岸带 的环境保护监督管理将有助予近岸海域啦态环境保护。天津近岸海域水质分必蒋 溅源于1 9 8 3 年，到1 9 9 8 年的十五年问进行了两次较大的修改与完善，形成了现 行的天津近岸海域环境功能区划调熬方絮。各类海区环境功能区划范潮； 混合区 凝撵天津近簿海域河口嚣实涨谤援t | 轰舞彝管理方囊器要，瓣丈滔瓣污滋翻、 北壤口、企她壹摊日划定不嗣藏爨混会嚣。 大沽摊污河口混含区 以大沽排污河道中间与海水交汇处为网心，以1 0 0 0 米为半径所划的海域为 混合区。 北塘口混合区 从北塘河口方向延伸至中心处为嘲心，以1 0 0 0 米为半径划弧并顺势惩懋岸 边所包范围为混台区。 企整耋撂入海疆瀑会嚣 浍岸工厂金整壹薅入海鹣撵浮弼，敷瓣污弱污拳与海拳交汇楚麓灏汝，0 8 米为半径的扇形圾瘫海域秀混禽戮。 第四类环境功能区医划范围；该区南起塘沽盐场一分场的a 点，北至三分 场的d 点，平行航道向海仲延。与防溅堤东端平行于经度线的线交叉所围成的海 域，即a 、e 、f 、d 围成的海域为第因类环境功能区。a 、e 、f 、d 四点的搬标分 别为： a 一3 8 0 5 4 ，3 0 ”n ，l 1 7 q o ，3 0 ，e e _ 3 8 。5 4 昭o f n ，l1 7 。5 0 叼o ”嚣 孓3 s 。 3 0 鼋，l1 7 。5 0 罨0 ”嚣 d 0 9 0 0 l 国o n ，1l7 。4 5 埝o ”嚣 天津师范人学研究生毕业论文天津近岸海域水体密营养化评价 明度、湿度、海况等。 3 2 ，3 海洋水质采样和环境执行标准 海水水质监测样品的采集、储存、运输和预处理按海洋监测技术规范”8 1 ( g b l 2 7 6 3 4 9 l 和g b l 7 3 7 8 3 、4 1 9 9 8 ) 的有关规定执行：水质项目的监测按照 海水水质标准( g b 3 0 9 7 一1 9 9 7 ) 嘲标准中的分析方法执行( 如下表3 2 ) 。 表3 2 近岸河l _ ：l 环境质量监测项目及分析方法 3 2 4 环境功能区海水水质保护目标 根据国家海水水质标准( g b 3 0 9 7 一1 9 9 7 ) 中“沿海各省、自治区、直辖市 灭津! | | j 范大学研究生毕业论文天津近岸海域水体富似养化详价 环保机构，按照海洋环境保护需要，规定保护水域范围及水质类型”的规定，天 津市近岸海域不同环境功能区按四类水质标准区划，以便分期实现天滓近岸海域 水质规划目标。”3 。与近岸海域环境功能区划要求一致的水质控制目标见表3 3 和 图3 2 。 ( 1 ) 一类水质海区的监测值，在任何时候，任站位，都应符合一类海水水 质标准( 化学需氧量暂除外) 。该海区禁止任何形式排污。 ( 2 ) 二类水质海区的监测值，在任一站位，平均值应符合二类海水水质标准。 ( 3 ) 三类水质海区的污染物监测平均值应符合三类海水水质标准。 ( 4 ) 四类水质海区的污染物监测平均值应符合四类海水水质标准。 ( 5 ) 各类海区交界处的监测值，应符合较严海区水质标准。 图3 1 天津近岸海域环境功能区划( 修编前)图3 2 天津近岸海域环境功能区划( 修编后) 墨登墅塑叁鲎型塑生生些丝兰巫堡塑生塑婪查竺曼! ! 鲞垡塑堕 近期根据国家环境保护总局的要求，天津近岸海域水质监测站位调楚为1 7 个，一类水质海区测点3 个，二类水质海区测点5 个，三类水质海区测点3 个， 四类水质海区测点3 个”。 表3 5 总站重新认定天津近岸海域新站位表 天津近席海域环境功能区、环境质堂啦测站位 海水承 近岸海域环 环境功能 区域 功能 站位数质执行总站( 新)环境质置 境功能区划区慨溅站经度纬度 标准站位编呼l 瓶测站位 位 3 1 1 8 。o o ”3 9 。0 5 一类海区鱼业水产增 3 i 1 i1 l7 4 7 56 3 8 0 4 8 3 6 ” 2 0 1 4 k m o 质区 1 61 1 7 。4 5 13 8 0 4 0 1 1 8 。0 0 ”3 9 0 1 1 2 1 17 。5 l 3 9 口0 8 5 ” 二类姆区盐业、渔业海 5 l il o1 17 。4 0 3 8 。5 0 天津 5 8 0 k m 2 水浴场 1 21 1 7 0 3 7 3 8 0 4 5 近岸 1 51 1 7 。3 7 3 8 。4 0 海域 三娄海区 41 1 7 0 4 6 4 4 3 9 句4 ，1 2 ” 捧洪、排涝、 2 8 l k m 2 ( 北塘 3l i i71 1 7 0 5 2 3 8 0 5 7 锚地、航道 口2 3 k f n 2 ) 9011 8 0 0 o “，8 。5 5 i = 洪、排污、 51 1 7 0 4 7 3 9 。0 0 列类海区 皓口、航道、 3j v 6 1 l7 0 4 5 3 8 。5 7 7 1 2 5 k m 2 石油 8 1 i7 0 4 8 3 8 0 5 5 第四章天津近岸海域水体富营养化评价 本章从生态系统评价模型的理论基础、评价内容、评价框架、评价要素的论 述出发，以“状态一响应一修复”为评价主线，从海洋水体生态系统的状态参数评 价、系统响应评价、系统修复评价三个角度出发来综合评价和分析天津近岸海域 水体富营养化污染问题。在评价的过程中指出天津近岸海域水体营养盐的分布和 结构特征、水体生物种群的响应变化特征和海域水体生态系统的修复状况：并指 出了目前天津近岸海域水体富营养化的总体状态特征和水质空间分异特征。 4 1 海水富营养化生态系统评价模型的确定 根据本文第二章各个评价模型的介绍分析可以看出，目前国内河口和沿岸海 域富营养化评价模型和方法尚停留在以营养盐为基础的第一代评价体系，即根据 无机氮、无机磷和c o d 浓度计算富营养化指数的各种数学公式。这一现状已不 适应我国海岸带富营养化问题的科学研究和海岸带管理的需求。 就目前天津沿岸海域的监测、调查资料的状况而言，尚不能完全地应用欧盟 和荧国推行的两种评价方法，主要问题是缺乏关于大型藻类、附生植物和水下植 被的周期性详查资料。为了解决资料缺乏的核心问题，本文结合渤海典型海岸带 生境退化诊断技术研究的相关资料，收集了大量研究海域的不同空间、时间生物 种群的结构变化，如浮游动、植物种群结构、种类丰度、物种优势度等变化规律， 揭示营养盐总量和结构的变化对海洋生态系统产生的多角度的影晌。在充分考虑 天津近岸海域河口营养盐输入影响因素较大、近岸海域生态系统严重退化等研究 的基础上，本文从综合营养化成因、状态变化、系统反馈机制和现象症断的多层 次研究角度出发，提出应用富营养化生态系统评价模型对天津近岸海域的水体富 营养化问题进行层次性的研究和评价。 4 2 生态系统评价模型的基本研究思路 4 2 1 模型建立的理论基础 富营养化生态系统评价模型是基于海洋水体生态系统的物质基础、系统结 墨塑堕燕兰蕊竺壅兰登錾鎏苎墨登望鲨竖篓鉴堡堡3 ：3 ：荛! ! 鲨塑 梅、狡念特 芷、趋势发震等碜 究臻论谣掇滋懿一释诧较全嚣蠢客躐静海承害营养 化评价方法，模型的突出特点在于它把水体蜜营养化评价这一方法性问题归纳到 燮态系统静内部束研究，这样可以觚闽鼷的发生、闯题的菠馈、阀题的改罄等多 个热度柬评绘一个区域的海水水体的富裁养化程度，扶聪也在评价的过稷中总结 出海洋水体生源溪素、蕾养盐绪构特征和生念种群结构特征之间的种种楣关性。 本文从遥洋海域萤莽麓鐾震鹣簸a 、缝擒麴动态变化豹角度撼发，农毙对璎 究水体生态系统的生物多样性的条件下，找出水体系统内部的营养赫结构和生物 耱辩结梅戆籀关镶，著最终把海洋零体蜜营养鼹评价豹内容确定必生态系统麓蜜 蒋养化状态评价、生态系统富营游化的效应评价和生态系统富营养化修凝评价。 ( 1 ) 水质状态变量 謇营莽化水质模型的核心问题是初级生产力姆溶解氧浓度8 。初级生产力提 供实现河口生态系统功髓所需的能量。但是，多余的初缀生产力是有害的，因为 宅在承弱沉辍物中羚鳝韵瀵耗氧气。溶辩糕是维持褰营券级生物璺三存联必溪豹物 旗，并被认为是液征河口坐态系统健康状况的一个指标。为了预测初级生产力和 溶解襞，霈要考纛多获念变量( 鲡下表4 1 ) ，在磺究海零蜜蓉葬纯懿系统妖态 参数的水质模型h 寸，可以根据实际调查数据和区域特点选取部分参考指标。 衰4 l 海洋承镩寓营养往东餍模型中的状态交畿 序号状态变量序号状态变量 l 湓度 1 2抽度 2 无飒悬浮嚣杖勃 1 3藻赘麓 3鼎藻1 4绿赫 4 翕税碳l s不稳定鞭粒寄辊碳 5 稳定颗粒有机碳 1 6 铰赫 6 鞘酸蘸 1 7济解存$ t 氮 7 币稳定颗粒毒摊碳枫氟1 8稳定颗粒丧目l 氨 8 总瞵 1 9 溶解态有机磷 9 不稳定骧粒毒税磷数攮 2 e 稳定矮粒蠢壤磷 1 0 浒解氧2 1化学错栈量 l l 硅 窑2 颡穗生秘琏 天津邺犯人学研究生毕业论文 天津近片海域水体富i 莽化评价 ( 2 ) 海承鬟三惫系统浮游檀物动力擎攘爨嘲 瓣予海洋拳毒摹豹浮辩疆爨寒谖，壤爨豹源窥汇惫摇生产力、瑟薮我i 囊i 、揍食 鞠沉降。瘸公式表示巍： 擎啪一蝴嘲一所争 矿 、 庶7 式中： 占f 为藻类f 的生物越，袭冰为碳( g m 3 ) ( 以c 计) 默为藻类的生产力( ，d ) # 显磁为藻类i 的基础新际健谢( ，d ) 擞 为藻类瓣摄食( 惩) ； 觏为藻类f 戆沉簿逮度( 耀) ； z 为垂商坐标( m ) 。 净生产力模型 浮游植物生产力由可以获得的臀静物质、光照和环境温度决定。这三项的效 果可以相乘； p = 只 ( ) ，( ，矿妒) 式中：跗为最优条件下的生产力( ，d ) ； ，) 为次最往营养物袋浓波的效采( o ，1 ) ； 歹警) 为次最饶怒照祭移鹣效祭( o ，1 ) ； ，p ) 为次最饶溢度的效聚( o ，1 ) 。 营养物质模型 碳、氮、磷是藻类生长所需的主鬻营养物质，硅藻的生长还需要硅，凭机磷 通常是过量的，因此在模型中往往不考虑。其余的营养物质对赤潮生长的影响用 “m o n o d 动力学”公式描述( m o n o d1 9 4 9 ) 。在m o n o d 公式中，藻类生长取 决予浓度最低的营养物质的多少，黼不锹赖商浓度营养物质的多少。公式中的一 令关键参数是“半魄程浓度”。姿麓黪物质约滚度等于半魄和浓度霹，生长搴怒 藏丈蓬瓣一半。娩毯g 豹“袋小鏊宠襻”( 0 蘸翔雏1 9 了1 ) 嘲表鞠，生长率耄鬈毒越爨 媛，j 、豹营养物质决定。对于蓝藻潮缭藻； 聂津那笾天掌# 拶生率照论文 天津近謦海壤珠髂密赞罄纯评徐 ，( 奶；搬馘 n h 4 + n 鹄p 0 4 d ：糯七鞠挺奄+ n 迩! l ：壬玲七p o 每矗 式中：n 确为氨靛的浓度 g 翩3 ) ( 戮n 计) ； n 0 3 为磷羧藏浓度g 勉3 ) ( 爨n 诗) ； l 羽n 为氮吸收的举饱和常数( g ，m 3 ) ( 以n 计) ； 妁罐兔滚瓣悫磷夔浓瘴 彰菇) 驭p 诗) ； 鼹 p 为磷吸收的攀饱和常数( g m 3 ) ( 以p 计) 。 酸藻酶譬曼长期需癸醚，也需要氮鞠磷。对于谴藻，营养耪矮隈麟燕上式或 下式中限制因予中较小的一个： 焖= 蒜 式中：s 胁为溶解态磕盼浓度( 辩n 3 ) ( 阻s i 计) ； k h s 为醚吸收豹警憾和常数( g m 3 ) ( 以s i 计) 。 4 2 ，2 评 套购泰密鞫系绫缝褥 生态慧统蜜营养化评价模型的评价内枣主要潮兰部分组成，第一部分为系统 的状态评价，主要是戬海洋水体富营养纯成因的物质朔环境基础为研究对象，觖 躐拜履豹钟对餐舞薤浓发翻结构熬楣关详徐，以及对研究农传豹环境参数评价； 第二部分为系统颟应评价，评价的主要斑容是针辩海洋水体生态系统滟特征变豫 辫海滓秘缀叠：产力、生貔爱、生耱多嚣槛、璺三森系统豹灾害事咎遴学浮挽；第三 部分为系统修短评价，奎簧是对海洋生态系统的改善趋势进行评价，内容主要包 耩溶岸游弱工歉撵污这拣麓怒l 译徐辍骛葵熊耩放控锻谬徐。攫餐谬绥内豢蠢设诗 的系统结构图如图4 - 1 掰瑟； 天津师范大学 l ；| f 究生毕业论史 灭津近岸海域水体宙竹莽化评价 个因予己缀麓够提取暴始数据交纯8 4 蒜鞋上的信息，教敬魏3 个嚣予佟凳主嚣予， 计算主因予荷载矩阵并对蔟加以方差极犬化正交旋转，旋转后的主因予荷载矩阵 见表4 5 。 白獭豫瞒b b 方蒹贡献率西、i 酶n 铡 累积贡敲率。烈l a t 1 b 璐粕晷辨黼辩s 根据公拭因子碎石图4 - 3 所涿，横坐标为公共因子数，纵坐标为公共因子的 褥薤蓬。掰羹翦嚣3 羁4 个公共瓣子瓣特程篷交纯嚣黎爨显，羁筻辱个黪撼毽鞋君， 特鬣值交能遮予平稳。困韭乏说骥擒取3 要l l 啐个公共因予可以对变量的倍感籀述有显 著作用。从| j 面的表格中也可以看出这样的结果。 公 共 闲 予 特 镬 饿 公菸因子致 图4 3 公共因予碎石圈 经过旋转以后，第一个因予变基含义十分清晰，基本上反映了“叶绿豢”、 “氨”、“生绽嚣氧量”、“活佳磷酸”、“无枫磷盐”、“硝酸鼓”较麓的因 子载麓；繁= 令嚣子基本上爱获了“蓝旗酸麓”瓣簸棼翟度 第三个阗孑基零上 反映了“溶解氧”的载荷程度。通过海水富营养他水质环境因子载赫散点图( 见 图4 4 ) 激自渔观地判读三个因子变量的含义指示。 ( 2 ) 结论 表毒- 7闲予餐努楚簿系数 e o m 黼猷 l2 3 浒辫瓤 蛾2 0 7 o 如2 o 1 2 l 生化衙辘 o 1 1 6o 1 s 90 1 5 4 砸硝酸赫 o 0 喀20 1 1 30 6 4 1 硝酸盐o 0 0 3o 2 4 1- 0 3 1 5 氨o 3 料- 0 2 7 s- o 1 3 5 无机磷o 2 柏0 ，0 1 2o i i 9 活性磷酸o 1 5 6 0 2 7 3o _ 3 6 2 叶绿豢o 3 2 l- o i 7 io 。0 4 0 表格辱7 蹩嚣予褥努缒辫，遮怒壤攘蘸整算法塞寒夔因子缮分嚣鼗豹系数， 裰糖这夺表格可班褥到下嚣静激予褥分溺数，麸函数关系方程可殴箕蹬簿个簸渊 点的因子得分，并汇总逝各站点的围予褥分函数 觅下表4 8 ) 。 袭4 罐备躲漱蛄点的因予褥努函数 整溅站点 c lc 2e 3 国4 7 5 8 1 6 0 9 3 28 。0 5 6 2 9 2o 3 8 2 7 21 1 4 7 0 毒- o 2 5 5 2 5 3- o 6 2 3 6 5- o 。s 2 0 4 0o 4 7 3 i 7 4 2 3 9 踟1 6o 2 8 4 7 0o 5 4 4 4 1 5 - o 0 7 l l s0 6 5 7 6 3 0 3 7 7 9 1 62 0 5 2 0 9- o 7 8 2 8 50 7 9 7 6 8 7 o 4 9 9 3 40 3 9 6 2 0 1 0 6 2 9 9 8o 1 1 6 8 3田5 7 7 5 l0 0 1 5 3 3 9 o 6 6 2 30 1 6 9 5 01 7 6 7 5 0 l o0 7 s 4 1 6_ 0 0 1 5 4 2o 5 8 5 4 5 1 to 7 2 5 6 娃o 。9 s 5 3 9o 4 2 8 0 4 1 2 o 4 0 6 2 + 0 7 9 6 00 2 9 5 4 0 5- o 。s 7 8 6 2l 。1 8 4 8 4l ，5 7 2 3 3 1 6 奄 5 3 9 s国。3 酾2 42 ，0 了3 2 6 地螂 捌删一 一一妒妒妒 _ 蒌们 帆m 心 抛m x 慧一 r r r 天津师范大学研究生毕业论文 天津近岸海域水休富，养化评价 洳图4 - 6 可以看出，北塘口与大沽口之阃的近岸海域属于同类水质区域，北 攥涎鸯菠叠遥浮海域豹聚类特 莲基本接逐天津港海域懿孛翔篷，汉溶养薅嚣帮滨 海旅游度假送海域麟于同类水质聚类区，其余的海域属于b 、c 两类聚类水质区。 图舢6 天津避岸海域海水富营养化水质空间聚炎分异圈 4 ，3 3 营养盐达标评价分析 ( 1 ) 氮、磷营养赫的计算 无翥篓奈雾癸器i 臻露鐾灞灌滚翻爹篷凳蠹；骥鬻戆黧丝2 蓑癸鹱。； 鬟塞类二拍鞫j 。瑚喇嵫瞒净鬻，璺强缝戳墼鞭辩。鞋秽婿臻蓠强骥鬣羹蓐 萎誊蠢l l ；：薹麓弱装穗。蠹誉镬灞器溺蠢冀懑穷r 鞫鬟i 越纛鬣辫矧i 崩； 矍酾；嘶浦孺断谳氟烈啄i 耋l 毪i “g 璧a 兰2 1 霉；x 蠢，囊i 馥羹；蝌g 馨! i 黧蠹；鸿蘸目一奄! 繁囊；蠹i 誊蘩逶涎防瀵溺这耘，蒺余藜瑟均蚕憨瀵 怒要求。按照螽鏊凌承蓼凌矮爨拣准 天津师范人学研究生毕业论文天津近件海域水体富? t 莽化评价 c ( n 0 3 n ) 用监测方法铡出的水样中硝酸盐的浓度，肛m o l l ； c ( n 0 2 - n ) 用监测方法测出的水样中亚硝酸盐的浓度，“m 0 1 l ； c ( n h 3 n ) 用监测方法测出的水样中氨的浓度，“m o l l 。 活性磷酸盐的测算是指p 0 4 p 的含量。 ( 2 ) 营养盐达标评价标准 d i n 和p 0 一p 的评价标准以国家海水水质标准( g b 3 0 9 7 1 9 9 7 ) 来划分 评价等级和判定达标率。 表4 一l o 海水营养盐水质标准”6 项目第一类第二类第三类第四类 无机氮( 以n 计) 0 2 00 3 0o 。4 00 5 0 活性磷酸盐( 以p 计) o 0 1 5 0 0 3 0 0 0 4 5 化学需氧量( c o d )2345 ( 3 ) 评价分析 本次对于天津近岸海域水体营养盐的评价研究主要是基于两类海洋调 查数据，第一类是指渤海湾大面积调查的数据，第二类是指天津海洋环境 功能区常规监测数据。 净渤海湾大面站营养盐水质调查评价 天津渤海湾大面站 篡j 竺兰= = 羔兰b 掣b b b e 蟛o 舶o ；= p 二。习2 口皇t 年e 章；事 的n o 广州，n o 。一n ， 暑o m | 壹蹿：皇# 苎_ 濂汹芸：- 纛“薹雾攀一 溶解态无机氮( d i n )o 鹕 1 3 竺黑、_ 生b b 觅枫磷入海艇o 0 7 8 万吨； 石漶粪入海燕2 7 0 万魄。 与渤海天津碧海弦秘诗麓麴“十五”控裁臻橡比较，燕麦4 2 3 ： 袋4 2 32 0 0 5 年污染物入海量削减完成情况一览表单谯：万吨 注：( ) 为按总氮、总磷浓度数据统计。 由上表可见，2 0 0 5 年污染物入海削减量总体完成情 兕较好，c o d 、无机磷、 西油类的入海控翻量均绢显低子“十五”控割嚣标。这与天津南区污采处璎厂等 颈嚣戆投入远行霸天津枣禁磷霉动躲开黢窍豢密甥关系，显粼减效暴甥显。僵无 枧氮的削减效果不明显，距控制嗣标仍商一定差距，主要出于滨海撅区的污水处 圣婆塑鹜盔差堡! i 塞童莲鎏兰 圣婆婆薹鲞鎏查釜窒箜量! i 鲨釜 根摄函数式的预测分橱和。“九五”、“十五”期间的年燧数搌，乎罄出“十一赢” 瓣阊的备年这标预梗穰，备年平均蘧褥潭为6 7 0 9 。 袋垂- 2 4 天津审“专一轰”麓阕海洋承囊这拣率蘸测壤 时期段年份预测值实际值 1 9 9 6o ，3 1 4 5o 4 1 7 “九蕊”期间 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 0 3 枣唾2 o 3 7 3 9 0 4 0 3 6 0 3 6 l o 2 5 o 3 6 1 1 竺壁垒垒：兰i ! ! - 兰! ! 2 0 0 l0 。4 6 30 + 4 7 2 “十五”期阀 2 0 0 2 2 0 0 3 ， 2 0 艇 o 4 9 2 7 o 5 2 2 4 0 。鞘2 l 0 3 8 9 o 5 8 3 o 5 8 3 2 0 0 s0 ，5 8 1 8 o 5 9 5 天津筛范走薅 1 i i _ 究生毕业论文天津近岸海域水体密杵葬纯镧t 榆 第五耄结论归纳 本章主覆就天津近岸海域水体富臀养化评价的成果进行归纳和总结，其主要 内容包括；慰目魏天津近岸海域水体蜜营养化水平静状态判颛、影响困予的主 成分j 蟊纳、永俸富营养化的空蠲分舞特挺总结；水体生态系统初级生产力水平 特征、生物多样性的燮化特征、生态系统的健康状恣；海洋环境功能区营养盐 环比达标状凝、近岸海域污染物控制削减状况。 5 1 水体寓营养化系统状态评价 ( 1 ) 壤旗海洋簸测数豢辫子溺海湾天津海域零俸n 斧魄簸熬年菰交纯分撰 ( 见图5 一1 ) 得出：从1 9 8 5 2 0 0 4 年，渤海湾水体n p 平均比值从4 8 增长到了2 6 3 ， 由2 0 0 5 年最新监测数据得知，天津避岸二至四炎海洋环境功能区海水氮磷比值 基经这裂4 3 ，参爨表s l 耱黯予海农塞萤养键分缀繇准虿弑蓍漱，天津逅霉海域 ( 除一类海洋环境功能区外) 水体的寓营养化程艘已经由从最初的“氮限制”性 富营养化演变到目前的“磷限制”潜在性富营养他。 ( 2 ) 经过对天津邋洚海域蓼凌鞠戆区豹拳体落莽指数诗葵，5 8 蓠兹功藐嚣蓝 测站点的赞养指数达到寓营养化状态，其中大部分的监测站点燕中在三、四炎功 能区。大港排污河、永定新河河口水体均处于极度富营养化状态，北排水溅和独 流藏潺涎臣农薅藿养籀数均这刭蜜鬻养纯末平。 ( 3 ) 根据天津近岸海域海洋水体富营养化状态参数指标的主成分计算和空 闻聚类分柝褥出三个主成分因子，并根据不同站点的得分计算融天津海域的水俸 蜜营养健空淹分雾籍鬣。在蠢子蔽满分蓬翔类续聚孛时绿素、筑、璧三纯需畿蹙、 活性磷酸赫、无机磷、硝酸盐六个因子的载荷居予第一位，其次为亚硝酸赫和溶 解氧。可见，天津近岸海域水体富营弊化的影响阙予主要为营葬盐类和水体生产 力魏富爨程度，滚解襞黪彩夔蔽重魄较夸，摄据簸溅数蘩绞诗缮出天津近岸海蠛 溶解氧的浓度范围为8 2 墙，7 m g ，l ，英空间差异较小，这一点媳检验了数掇分析 的合理性。 蠢津秘越太学鞘究生姆照论文 炎津近终海域水体富替葬纯详徐 攀为7 l 。4 北排踢渠、塘汉公路挢、北塘摊污河排污澜泵站、北塘排水河入海 麓、熬潴游蔻潮釜证罴襞爨憝耩o + 酾w 5 。1 7 镶，鼗蘧怒瓠率臻受7 1 4 。二爽秘 能区化学需惑薰和氨氮的皋均值趟糠，纯学需戴量超栎2 o 1 0 一嵇，氨氮越标 e 露1 3 薅。其审，2 0 0 5 年必津涯簿入海麓与海洋裙缀奠产力稳关懿系数较大稳 氨氮翱c o d 浓碰沿岸分布如下图5 如、图5 3 所示，可豫近岸海域的承体富澄养 、 纯鹣鬟污染嚣爨然分毒予入海蓑 污搿瓣邋戆海壤，麓壤瞧蓑 污对予滋岸海域海洋 水体总体的污染影响力度依然是占檄大比黧。因此，治蠛近岸海域水体富营养化 的接心瑟救在八海迭括 # 放秘憨量控制上。 ? 0 0 6 5 辔睁0 3 2 0 0 i 8 0 奄 1 2 0 l e e 8 0 6