浅谈海水溶解氧污染指数计算中的有关问题

夏炳训等浅谈海水溶解氧污染指数计算中的有关问题　
浅谈海水溶解氧污染指数计算中的有关问题＊　
夏炳训　宁璇璇　杨鲁宁　曲　琳　
（国家海洋局烟台海洋环境监测中心站，山东烟台２６４００６）　

摘要　分别采用《环境影响评价技术导则地面水环境》（ＨＪ／Ｔ　２．３—１９９３）和《海洋调查规范》（ＧＢ　１２７６３．４—２０Ｏ７）中两种不　
同的公式计算海水饱和溶解氧，探讨了海水溶解氧污染指数计算中存在的问题。结果表明，饱和溶解氧随盐度的增加而逐渐增大，　
在正常海水盐度范围（２５～３５）内，两种公式计算所得的饱和溶解氧的相对偏差平均值为１０．１　，而由此引起的溶解氧污染指数相　
对偏差的平均值则高达４９．２　。因此，饱和溶解氧的求算公式对溶解氧污染指数的计算结果具有显著影响，海水饱和溶解氧的计　
算应采用ＧＢ　１２７６３．４—２０Ｏ７中的公式，而不能简单套用ＨＪ／Ｔ　２．３—１９９３中的公式。　
关键词海水溶解氧污染指数计算　

Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　Ｏｉｌ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｉｎ　ｓｅａｗａｔｅｒ　ＸＩＡ　Ｂｉｎｇｘｕｎ，ＮＩＮＧ　Ｘｕａｎｘｕａｎ，　
ＹＡＮＧ　Ｌｕｎｉｎｇ，ＱＵ　Ｌｉｎ．（Ｙａｎｔａｉ　Ｏｃｅａｎｉｃ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｔａｔｅ　Ｏｃｅａｎｉｃ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａ—　
ｔｉｏｎ，Ｙａｎｔａｉ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　２６４００６）　
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　ｉｎ　ｓｅａｗａｔｅｒ　ｗａｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｗｏ　ｆｏｒｍｕｌａｓ　ｗｈｉｃｈ　ｒｅｆｅｒ—　
ｅｎｃｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ　ｆｏｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｉｍｐａｃｔ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ（ＨＪ／Ｔ　２．３－１９９３）ａｎｄ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｃｅａｎｏ—　
ｇｒａｐｈｉｃ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ（ＧＢ　１２７６３．４－２００７）ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　
ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｗｉｔｈ　
ｓａｌｉｎｉｔｙ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔｓ．Ｗｈｅｎ　ｓｅａｗａｔｅｒ　ｗａｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｓａｌｉｎｉｔｙ（２５—３５），ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｓ—　
ｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｂｙ　ｔｗｏ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｗａｓ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ　１　０．１　；ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　
ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｒｅａｃｈｅｄ　４９．２　．Ｉｔ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　
ｏｘｙｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｈａｄ　ａ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ．Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｉｓ，ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａ—　
ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｓｈｏｕｌｄ　ｅｍｐｌｏｙ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍｕｌａ　ｆｒｏｍ　ＧＢ　１２７６３．４－２００７　ｒａｔｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｓｉｍｐｌｙ　ｕｓｅ　ｆｏｒ—　
ｍｕｌａ　ｆｒｏｍ　ＨＪ／Ｔ　２．３－１９９３．　
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｓｅａｗａｔｅｒ；ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ；ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ；ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　

溶解氧是反映水体受污染程度、生物生长状况　以及生态环境好坏的重要指标，是评价海水环境质　量的一项重要参数。然而，在实际工作中，许多学者　在评价海水溶解氧时，忽视了海水的特殊性，对其中　关键参数饱和溶解氧的计算不加考量［１　］，完全照搬　淡水公式Ｌｇ　来计算海水溶解氧污染指数，从而导致　评价结果差异较大，甚至出现错误结论。鉴于此，笔　者对海水溶解氧污染指数计算过程中存在的问题进　行分析与探讨，以期能引起广大海洋工作者的重视。　１溶解氧的评价模型　海水溶解氧评价一般采用单因子污染指数法，　目前应用最广泛的模型如式（１）所示，该模型源自　《环境影响评价技术导则地面水环境》（ＨＪ／Ｔ　２．３－－　１９９３）。　ｆ　ｌ　ＤＯｆ—ＤＯｉ　Ｉ／（Ｄ　０ｆ—Ｄ０。），ＤＯｉ≥ＤＯ　…　
一｛１ｏ一９ＤＯｉ／ＤＯ。，ＤＯｉ＜ＤＯｓ　

式中：Ｐｉ为溶解氧污染指数；ＤＯｉ为溶解氧实测值，　
ｍｇ／Ｌ；ＤＯ　为溶解氧评价标准值，ｍｇ／Ｌ；ＤＯｆ为饱和　
溶解氧质量浓度，ｍｇ／Ｌ。　

２问题与讨论　
２．１饱和溶解氧的计算　
从式（１）可以看出，溶解氧污染指数计算中要用　
到一个关键参数就是饱和溶解氧，如何求算饱和溶　
解氧，ＨＪ／Ｔ　２．３—１９９３中提出的计算公式如式（２）　
所示。式（２）是温度的函数，在不考虑其他影响因素　
的情况下，淡水溶解氧只受温度的影响，因此应用式　
（２）计算淡水中饱和溶解氧是适合的。　
Ｄ０ｆ＝＝：４６８／（３１．６＋　）　（２）　

第一作者：夏炳训，男，１９７０年生，本科，工程师，主要从事海洋环境监测评价与研究工作。　
＊海洋公益性行业科研专项（Ｎｏ．２０１００５００７）。　

・　ｌＯ７　・　
环境污染与防治第３５卷第４期２０１３年４月　
式中：　为温度，℃。　
在对海水溶解氧进行评价的实际工作中，许多　评价报告和文献也按式（２）来计算饱和溶解氧。实　际上，海水不同于淡水，其溶解氧不仅受温度的影　响，还受盐度的影响，因此采用式（２）来计算海水的　饱和溶解氧是不恰当的。对于海水饱和溶解氧的计　算，《海洋调查规范》（ＧＢ　１２７６３．４—２ＯＯ７）中提出了　相应的计算公式：　ｌｎｃ（Ｏ’）一一１７３．４２９　２＋２４９．６３３　９（１００／丁）＋　１４３．３４８　３ｉｎ（Ｔ／１００）一２１．８４９　２（Ｔ／１Ｏ０）＋　Ｓ（一０．０３３　０９６＋０．０１４　２５９（Ｔ／１００）一０．００１　７（Ｔ／　ｌＯＯ）。）＋４．４９１　２　（３）　式中：Ｃ（０’）为饱和溶解氧摩尔浓度，￣ｍｏｌ／Ｌ；Ｔ为　遂　ｊ１１】３　堡　靛　１４　热力学温度，Ｋ；Ｓ为盐度。　可见，式（３）不仅考虑了温度，还考虑了盐度，因　
此海水饱和溶解氧应按照式（３）进行计算。　
２．２两种公式对饱和溶解氧和溶解氧污染指数计　
算结果的影响　
海水和淡水饱和溶解氧求算的理论计算式是不同　
的。为了考察式（２）和式（３）的计算结果的差异，在温度　
为０，５．Ｏ、１０．０、１５．Ｏ、２０．Ｏ、２５．０℃的情况下，采用两种　
公式对不同盐度（Ｏ～３５）下的饱和溶解氧进行计算，并　
对两者的相对偏差进行了统计，结果如图１所示。　
从图１可以看出，所有选定温度条件下，两种公式　
计算结果的相对偏差均与盐度呈良好的线性关系（正　
相关），所不同的只是线性的斜率略有差别。可以发现，　

盐度　
图１　不同盐度和温度下两种公式计算的饱和溶解氧的相对偏差　
Ｆｉｇ．１　Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｗｏ　ｆｏｒｍｕｌａｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｓａｌｉｎｉｔｙ　ａｎｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　

表１　两种公式计算烟台近岸海水中饱和溶解氧及溶解氧污染指数　
Ｔａｂｌｅ　１　Ｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　Ｙａｎｔａｉ　ｃｏａｓｔａｌ　ｗａｔｅｒｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｗｏ　ｆｏｒｍｕｌａｓ　

注：　ＤＯｓ取《海水水质标准》（ＧＢ　３０９７—１９９７）一类海水限值（６　ｍｇ／Ｌ）。　
・　
１０８　・　

２　０　８　６　４　２　０　
夏炳训等　浅谈海水溶解氧污染指数计算中的有关问题　
当盐度为０时，两种公式的相对偏差近乎为０，随　
着盐度的增大，相对偏差逐渐增大，当盐度达到正　
常海水盐度范围（２５～３５）时，两种公式计算结果　
的相对偏差最低为７．３　，最高达１２．７　，平均值　
为１０．０　。　
为了进一步考察式（２）和式（３）对溶解氧污染指　
数计算结果的影响程度，选取２０１１年５月至２０１２　
年４月烟台近岸某点的实际监测资料进行分析验　
证，结果见表１。　
从表１可以看出，两种公式所求得的实际海水　
饱和溶解氧的相对偏差为９．１　～１１．２　，平均值　
为１Ｏ．１　，与盐度为２５～３５时的分析结果基本一　
致，但由此导致的溶解氧污染指数的相对偏差却非　
常大，最大达９５．５　，最小为１３．２％，平均值为　
４９．２　。由此可见，海水饱和溶解氧的求算公式对　
溶解氧污染指数的计算结果影响非常大。　

３　结　语　
饱和溶解氧受盐度的影响较显著，淡水和海水　
公式计算结果之间存在较大的偏差，两者相对偏差　
平均值为１０．１　，而由此引起的溶解氧污染指数相　
对偏差平均值高达４９．２　。因此，在进行海水溶解　
氧污染指数计算时，其中间关键参数饱和溶解氧的　
计算应采用ＧＢ　１２７６３．４～２Ｏ０７中的公式，不能照　
搬ＨＪ／Ｔ　２．３—１９９３中的公式，否则计算结果会严　
重偏离真实值，特别是在需要对众多污染物的污染　
程度进行排序以及采用综合指数进行海水水质评价　
时，如果采用ＨＪ／Ｔ　２．３—１９９３中的公式，将会改变　
评价结果，甚至得出错误结论。对此，在实际工作中　
必须引起足够的重视。　

参考文献：　
蔡燕红，项有堂．象山港海水养殖功能区环境质量评价［Ｊ］．海　
洋通报，２００２，２１（４）：９１—９５．　
何雪琴，温伟英，何清溪．海南三亚湾海域水质状况评价Ｅｌ３．台　
湾海峡，２００１，２０（２）；１６５—１７０．　
刘艳，纪灵，郭建国，等．烟台邻近海域水质与富营养化时空变　
化趋势分析［Ｊ１．海洋通报，２００９，２８（２）：１８－２２．　
周艳荣，唐伟，赵蓓，等．山东威海双岛湾海域营养状态及有机　
污染状况分析ＥＪ］．海洋通报，２００８，２７（３）：１１５—１２０．　
杨世民，董树刚，窦明武，等．渤海湾海域生态环境的研究Ⅱ．水　
体富营养化的评价与分析［Ｊ］．海洋环境科学，２００７，２６（６）：　
５４ｌ＿５４５．　

［６］　
［７］　
［８］　［９］　李玉，俞志明，宋秀贤．胶州湾水体四季之交之时的污染状况研　究［Ｊ］．海洋科学，２００９，３３（１１）：５５—５９．　杨建强，崔文林，张洪亮，等．莱州湾西部海域海洋生态系统健　康评价的结构功能指标法［Ｊ］．海洋通报，２００３，２２（５）：５８—６３．　徐明德，吕文魁．黄海南部近岸海域水质评价［Ｊ］．安全与环境　
工程，２００６，１３（４）：１８－２０，２９．　
ＨＪ／Ｔ　２．３—１９９３，环境影响评价技术导则地面水环境Ｅｓ］．　

编辑：黄　苇　（修改稿收到日期：２０１２～１１—０９）　
（上接第１０６页）　
参考文献：　
［１］　

［２］　
［３］　［４］　［５］　［６］　［７］　［８］　［９］　［１ｏ］　［１１］　［１２］　［１３］　乔维川，谢慧芳，陈建国．太湖流域丹阳市水体纳污能力分析及　总量控制规划ＥＪ］．环境科学与管理，２０１０，３５（４）：４７—５０．　刘慧，孙世群．ＳＷＯＴ分析法在城市环境规划中的应用一一以　安庆市为例［Ｊ］．环境科学与管理，２０１１，３６（２）：１０７—１１ｌ＿　刘耀彬，朱淑芬．基于可拓物元一马尔科夫模型的省域生态环　
境质量动态评价与预测——以江西省为例［Ｊ］．中国生态农业　
学报，２００９，１７（２）：３６４—３６８．　
ＬＩＵ　Ｒｏｎｇｘｉａ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　
ｗａｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｎ　Ｄａｎｊｉａｎｇｋｏｕ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｏｕｔｈ　ｔＯ　Ｎｏｒｔｈ　
Ｗａｔｅｒ　ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ｍｉｄｄｌｅ　ｌｉｎｅ　ｐｒｏｊｅｃｔＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂａｓｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　
ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，１９（１）：１９３—２００．　
ＬＩＵ　Ｚｈｉｇａｎｇ．Ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　Ｂａｙｅｓｉａｎ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ｔｏ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｉｎｔｅ—　
ｇｒａｔｅｄ　ｗａｔｅｒｓｈｅｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：ｃａｓｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｊｉｕｙｕａｎｇｏｕ　ｗａ—　
ｔｅｒｓｈｅｄ（ｔｈｅ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ）［ＥＢ／ＯＬ］．［２０１２～１ｉ－２１］．ｈｔｔｐ：／／　
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—
ｔｏ

Ｓｕｐｐｏｒｔ．ｈｔｍｌ？ｉｄ＝ＡＥＡＭｃｇＡＡＣＡＡＪ．　

赵文字．环境影响评价的计算机信息系统开发研究［Ｊ］．计算机　
光盘软件与应用，２０１２（１４）：２１５．　
牛路路．浅谈城市生态系统建设规划ＥＪ］．科技创新与应用，　
２Ｏ１２（７）：２１５．　
龙云芳，张静静，葛大兵．基于计算机信息技术发展的生态环境　
规划研究综述Ｉ－Ｊ］．安徽农业科学，２０１２，４０（Ｉ６）：９１５８—９１６０．　
李云，杨贵芳，姜月华．基于ＤＲＡＳＴＩＣ模型的城市地下水脆弱　
性评价综述［Ｊ］．地下水，２０１２（ｉ）：５－８．　
张树玲．城市环境噪声对居住区声环境的影响及优化方法研　
究［Ｄ］．长春：吉林大学，２０１１．　
韩彬．水环境规划技术方法综述［Ｊ］．科技信息，２０１２（２）：１３４．　
尹丹宁．区域生态环境规划技术方法的研究［Ｄ］．长春：东北　
师范大学，２００６．　
许新宜，夏连强，张司明．区域水环境规划方法综述［Ｊ］．水资　
源保护，１９９３（１）：４７—５２．　

编辑：卜岩枫　（修改稿收到日期：２ｏ１２—１２—２１）　
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