下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
3.1 营养物质时空变化
各采样点沉积物和水体的主要物理指标的平均值见表3-1。沉积物和水体的pH值变化分别为7.91～8.43和8.13～8.55，均为碱性，且各采样点沉积物pH值均小于水体。从沉积物粒径组成来看，采样点大部分颗粒的粒径小于100μm，主要由粉砂和细砂组成。水体盐度的变化范围为15.59‰～33.26‰，而海水的平均盐度为35‰，各采样点可视为淡水与海水的混合区。S7水体盐度最低，可能因为海河闸的截断作用，使闸上（S7）水体盐度明显低于闸下（S6）；最高点为S3，可能因为滦河河口基本无水量，S3与下游河段已被隔断，涨潮时海水倒灌，然后水分被蒸发，盐度比较高。由于盐度会影响到水体中溶解氧的饱和度，为了让各采样点间具有可比性，溶解氧含量用饱和度来表示。溶解氧的变化范围为82.57%～114.20%，除了S5、S10和S11，其他各采样点都达到Ⅰ类水标准，说明河口各采样点均具有较高的含氧量。
表3-1 各采样点沉积物及水体主要物理指标的平均值
由表3-2可知，各营养盐指标中，水体中TN（总氮量）的浓度变化范围为1.60～6.99mg/L，符合国家地表水质量Ⅴ类或劣Ⅴ类标准；TP（总磷量）的浓度变化范围为0.027～0.228mg/L，符合Ⅱ类到Ⅳ类水标准；氨氮变化范围为0.10～0.29mg/L，均符合Ⅰ类或Ⅱ类标准，可见水体中氮的污染情况比磷严重。沉积物中TP含量为395.53～1134.10mg/kg，高于珠江口表层沉积物中总磷含量（340～581mg/kg）（岳维忠等，2007）；总氮含量范围为94.20～1916.35mg/kg；硝酸盐含量范围为1.12～24.693mg/kg，远低于珠江口表层沉积物中硝酸盐的含量（4.99～148.67mg/kg），可见沉积物中磷的污染情况更严重。
表3-2 各采样点沉积物TP及水体主要物理指标的平均值
水体有机污染物中，COD Mn 的变化范围为3.86～13.59mg/L，大部分采样点均劣于国家海水质量四类水标准；石油类浓度的变化范围为0.08～0.26mg/L，均符合国家海洋三类水标准，但是远高于胶州湾的石油类浓度（0.030～0.114mg/L）（钟美明，2010）。沉积物中石油类的含量为6.12～4396.67mg/kg，大部分采样点均符合国家海洋沉积物质量1类标准。可见水体中有机污染和石油类污染比较严重，沉积物并未受到石油类的严重污染。
虽然各种污染物的污染评价方法有很多种，但是为了使水体、沉积物中的营养盐、重金属、多环芳烃等的污染评价之间具有可比性，统一采用综合污染指数法进行评价。单因子污染指数的计算公式为：
P i = C i /S i （3-1）
式中， P i 为污染因子 i 的污染指数； C i 为污染因子 i 的实测浓度； S i 为污染因子的评价标准。多因子综合评价采用加权评价模式，即把各污染物的单因子污染指数乘以各因子的权重，再相加得到总的污染指数，然后进行评价。其计算公式为：
P
=
W
i
P
i
（3-2）
式中， P 为各污染因子总的污染指数； W i 为污染因子 i 的权重值； P i 为污染因子 i 的单项污染指数。评价指标及其标准见表3-3。为了避免主观因素引起的过高评估污染状况，在本研究中，不考虑 W i 值的变化，使用 k =1来计算综合污染指数。以各采样点综合污染指数变化范围的25%和75%分别作为中等污染的上限和下限来划分污染等级，具体结果见图3-2。
表3-3 评价指标及标准
图3-2 各采样点综合污染指数比较
各采样点营养盐及有机物综合污染指数评价结果见图3-1。各季节所有采样点污染指数的变化范围为3.96～31.89，平均值为14.07。超标污染物，即单项污染指数的平均值大于1的指标分别为水体中TN、COD Mn 和石油类，其污染指数变化范围分别为0.11～11.10、0.99～5.70和1.01～10.40，其平均值分别为3.73、3.23和3.58。从污染等级来看，春季的S6，夏季的S5、S6、S7、S11，秋季的S5、S6、S7受到高水平污染；春季的S1、S2、S3、S4、S8、S9、S10与夏季的S1受到低水平污染；其他各时段的采样点均受到中等程度的污染。
从空间分布来看，S6的污染指数最高，5月、8月、11月分别为23.34、22.25和21.91，S6为海河防潮闸下的码头，常年有船只作业、停泊，人为干扰严重，所以污染指数较高。S2污染指数最低，三个月污染指数分别为4.15、9.35和12.24，S2与下游海洋连通，附近人口少，人为干扰小，受海洋稀释作用强烈，所以污染指数较低。从3个河口来看，三个季度各河口的污染程度均是海河干流河口高于漳卫新河河口与滦河河口。从3个河口相对的上下游位置来看，春季和夏季漳卫新河河口表现出明显的自河口向上污染程度加重的趋势，秋季则无此规律，可能是春季和夏季水量比较丰富，海洋的稀释作用比较强烈，且其作用强度自下向上减弱，导致漳卫新河河口各采样点污染指数自下而上增大。同时滦河河口在夏季也表现出这样的规律，也说明滦河河口比漳卫新河河口缺水，仅在夏季表现出此分布趋势。
从时间分布来看，S1、S2、S3、S4、S6、S8和S9的污染指数均表现出春季<夏季<秋季的规律，与胶州湾水体和沉积物中营养盐与油类污染状况的评价结果（钟美明，2010）是一致的。S5、S7、S10和S11表现为春季<秋季<夏季。其中S5与S7位于天津市区，可能受夏季排污的影响出现这种结果。秋季枯水期，S10与S11可能受上游来水的影响大于海洋作用，夏季上游水量多，同时漳卫新河营养盐与有机污染严重，导致来水带来更多的污染物。