原水藻类监测及富营养化状况的调查

原水藻类监测及富营养化状况的调查摘要：八三年的引滦入津结束了天津人喝咸水的历史，但滦河水系湖泊型水源，水体的富营养化日趋严重成为产水部门面临的最大难题。同时它也是世界水环境重大的水质问题之一。关键字：藻类监测富营养化水质问题一.前言八三年的引滦入津结束了天津人喝咸水的历史，但滦河水系湖泊型水源，水体的富营养化日趋严重成为产水部门面临的最大难题。同时它也是世界水环境重大的水质问题之一。水体富营养化不仅导致生态系统的破坏，且严重干扰水资源的利用。尤其是富营养水体作为供水水源时会产生如下三个不利因素其一：由于藻类的大量繁殖使水体的pH增高，碱度下降影响混凝效果。其二：藻类增多会严重堵塞滤池，运行周期缩短，降低产水率。其三：有些藻种有霉臭味，藻类的死亡、腐败也使水体腥臭难闻。蓝藻的代谢物释放毒素，严重威胁着人体健康。由此可知，高藻水作为饮用水源处理不当对经济效益和社会效益都会产生影响。二.任务来源天津市饮用水和工业用水的供给水源主要来自引滦输水下游的于桥水库，早在八十年代环保等部门曾对于桥水库的富营养化进行了多方面的调查，判定其水质呈中富营养状态，随着工农业发展特别是乡镇企业的日益增多，于桥水库的污染负荷日趋增加，97年由于气候、周边环境等诸多人为、自然因素的影响，在夏季藻类异常繁盛，严重影响了水处理工艺的正常运行，尽管产水部门竭尽全力，但其效果并非令人满意。在我们不能改变源水水质的前提下，为确保九八年高藻期供水水质，公司主管领导组织相关人员进行对策性研究，并正式立项进行藻类监测，以便用有针对性的手段探索水体的富营养状况及季节性变化规律，为水厂能够根据水体含藻状况及规律采用行之有效的水处理方法提供科学依据。三.主要研究内容和技术路线：（一）.收集湖泊、水库富营养化调查的历史资料，掌握滦河水库富营养化研究现状。（二）.依据“湖泊富营养调查规范”并借鉴历史资料确定监测项目、方法、采样站位及频率。1.本次研究确定了25个监测项目，其中水质参数20项，生物参数5项。2.根据本水系的特点，选择于桥水库为主要调查点，上游水库大黑汀、潘家口为辅助调查点，为使采集的水样具有代表性，分别在水库的进、出口及中心区域布设采样站位（见图1）。3.采样频率：九八年于桥水库各站位每月采样一次，上游站位每两个月一次。九九年调整为从藻类初发期、高藻期、衰减期（4月至11月）每月一次，上游水库此期间仍为每两月一次。（三）.探讨源水水库含藻状况及季节性变化规律。（四）.采用湖泊富营养化评价法(单参数和Carlson指数法)对水库富营养状况进行近似评价.（五）.技术路线见图2。四.调查结果（一）.水质参数的调查1.水温和溶解氧：水温和溶解氧都是影响湖泊富营养化的主要因素，众所周知水温在15～31℃时有利于藻类的生长，而蓝藻形成的适宜温度在25℃左右，水温随季节而变化，并呈现不同程度的分层现象，使表层和底层水诸如溶解氧之类的指标改变，促使营养盐在深、表层不断地迁移和积累，随着营养负荷的不断加大，增加了藻类的繁殖密度。九九年对各站位水温及S2和S6站位的表层、深层温度进行监测，结果见表1。榜表眼1搬：革完一九九九年原盾水水阴库筑S仅1鱼～系S徒6那各站位水温数画据判签单位亭：贡℃么循站悬位朗革时间辣于桥水库出继口端S1裹九百户

羊(玩表所层汉)S2初九百户

流(燃深歇层抵)S2匆果河桥膛位惠S3忧大黑汀水拿库条S4包潘家口

吐(语坝啄上任)S5铸燕子峪

船(歇表采层夫)S6趋燕子峪

讽(谋深乓层福)S6寿4桂月肯15.0豆14.3筋13.8驳15.0斥/栏/偏/漏/编5抢月瓣19.5诸20.0腥18.5铁20.0旁18.0牛17.5宝18.5家17.0兔6淋月洗25.0温23.0田23.0嚷20.0挎/威/芒/话/芹7敏月砖28.0炸29.4买26.0隐28.0婆27.2手26.0等25.5糖25.0邮8功月鲁25.0寿25.0锯18.0负25.0肥24.0运/湿/孙/动9佣月述17.0测20.0云17.0农18.0陷/迹/年/集/直1逢0龄月张15.5抖19.8鞭13.0胀13.9轻14.8威15.4压15.1禁14.5帮1却1圆月套9.5便7.8顽8.5坡9.0飘10.5璃11.8特11.4苏11.8脆X裹19.3监19.5休鲜17.6遥凡18.6很严18.9兄瓣17.7简珍17.6永施17.1暮从4～11月监测结果来看，于桥水库各站位（S1～S3）高于15℃点次占总数的75%，潘家口、大黑汀各站位（S4～S6）高于15℃的占62%（5～11月）。说明从4、5月份水温条件已适于藻类进入生长状态，6～10月份水温较高，为蓝藻生长提供了良好的水温条件。S2和S6站位深、表层水温调查结果表明：4～5月份温跃现象稍有回升，即表层温度稍高于底层，温差变化较小；从8～10月份为温跃现象明显期，在此期间，表层和底层水的温度、溶解氧差值较大，八月份差值最大，此时该站位其它富营养化指标，如叶绿素、藻类计数均达全年峰值，分别为125μg/L和1.6亿个>/L。由此可见上述指标反映了该时期富营养化现象较为突出。2.透明度在富营养化水体中由于表层悬浮着密集的水藻使水质浑浊，透明度下降，富营养化水体判定标准是透明度＜2米。从九九年对于桥水库S1～S3各站位的调查结果看，透明度高于2米仅有2次，最高为4.5米。而其它时期，特别是6～10月各站位透明度均低于1米；尤为严重的是果河桥（S3）站位在8月、10月两次调查中透明度仅为0.2米，处于严重的污染状态。上游水库各站位（S4～S6）透明度指标略好于前述站位；除大黑汀水库在10～11月期间透明度在1.5～1.8米外均高于2米，但最高值也仅为4.5米（见图4）。3.pH：富营养化水体的一个明显特征是水体呈弱碱性，九九年该项指标各站位月变化规律见图5。各站位全年pH值均高于7.5，夏季达到最高值，S1和S2（表层）站位在7～10月pH高于9。显而易见，此高值出现在藻类高发期。根据其生长规律，藻类繁殖及光合作用消耗大量的二氧化碳，促使水中碳酸不断分解致使水体pH增高。在S4～S6站位调查发现pH也呈如上趋势，5月份pH在8.35～8.65；7月pH为8.25～8.52；10月8.06～8.30；11月7.6～8.2。全年各站位库水均呈弱碱性、碱性状态。此单项指标反映了水体富营养特征较为明显。（二）.营养元素的调查植物生长繁殖的主要制约因子是氮和磷，水体富营养化判断标准是总氮0.2mg/L，总磷为0.02mg/L。1.总N：从九九年全年监测结果看，总N含量范围为1.16～5.61mg/L，超过富营养化标准的5.8～28倍。全年检测点除一点为1.16mg/L外，其余均高于1.2mg/L（国标地面水环境质量标准，五类水体总N值），单项指标看该水体均为五类水体。见图6。2.总P总磷调查结果见图7。由图7可见S4～S6站位总磷含量偏低，10月超过富营养化标准值达0.04，其他时期均为0.01，属于II类水体。但从S1～S3站位磷含量增大，7～10月含量范围为0.05～0.29超过富营养标准的2.5～14.5倍。10月份基本属于IV类水体。由此可见，于桥水库各站位氮含量极其丰富，全年均高于富营养化水体标准值，磷含量在夏季较丰富，原因除与外源性氮、磷污染有关外，与温跃期底泥中氮、磷的释放密切相关。3.硝酸盐氮在此次调查中也发现硝酸盐氮季节性变化很明显，其规律是夏季低（尤其是藻类高发期），其他季节高于夏季的特点，此规律反映了夏季由于藻类的生长期吸收使NO3--N明显降低（见表2）立表般2早：一九九九年单原水水下库唐S麦1呆～盏S妻3途站炸位蜜NO慎3韵-烫-杯N虚数悼据蜻厦单位触：藏mg/L巷时僵间查分站位售4留月幸5杆月真6伟月矿7介月托8队月哗9基月泉1毙0魄月糠1螺1晨月着于桥水库出肤口赞>S1宰2.50站2.09确0.82竖<0.01织0.44贸0.43欣0.49咐0.85稻九百户站取位雅>S2即2.61浮2.19匙0.64漆0.16朗0.89恐1.03棚0.87撤1.47胆果河桥站寸位恶>S3托4.47疫6.11伏3.04占1.16锋2.86畜2.77蜡2.80孕2.64由表2可见，S1、S2站位NO3-N季节性变化尤为突出。在6～10月，S2站位NO3-N均值比其它月份均值下降71%，于桥S1站位下降94%，与叶绿素变化规律完全吻合。（见图8）（三）.生物参数的调查结果1.浮游植物本次对浮游植物的调查主要以特征参数叶绿素a值、藻类计数、藻类优势种作为定性，定量的主要指标调查结果如下：①叶绿素a值：叶绿素a值是判断水体富营养化的一项重要生物参数，其含量多少是水库富营养化程度的重要标志，图8反映了本年度各站位叶绿素a的变化规律。由图可见，在藻类高发期7-9月，S1和S2站位叶绿素a值明显升高，最高值达到129μg/L，超过5类水体标准值（65μg/L）的2倍，S4～S6站位基本属于II～III类水体，由此可见于桥水库各站位富营养化在夏季尤为严重。②藻类计数和藻类优势种：九九年对各站位浮游藻类密度（藻类计数）进行了检测，从全年的检测结果看，随着高藻期的到来，于桥水库藻类密度和种类皆有增加。S1、S2站位随着季节的改变呈现出明显的变化规律。见表3。泰表痰3条：问猪一九九九年原赏水水肝库擦S谁1世、悉S摊2括站位藻类计数且月变化规薯律纱击单位：万穗个点/L长站位级4泥月铸5区月迁6鹿月含7疫月昆8纸月庸9野月禁1通0型月态1李1餐月坟于桥水库出蓝口痒S1偏136以39嗓394取1.励3乡亿慕辈8919邀7008铸2536暮1270野九百户站锯位且>S2佛642镇38佣584多1.骄6傲亿都辣1.凯6秆亿袄祝5702顿3424膏278轻由棵表朗种5体可见其调查结阔果均符合富营艇养化水体藻类均的生长规律，庆藻类的数量随海季节变化而变视化在温跃期也若即藻类高发期烂（江7-感9沙月），藻类数撑量明显增加，猴最高时达闻到幸1.挂6伤亿个客／贵相L萝。洁恨调查结果乓发现原水藻类及优势种在冬季角多为硅藻、绿脱藻；春秋季为收绿藻；夏季蓝礼藻增多。经全似年检测三个水嘱库定性观察到蚁藻种计绵：四8折门文、始1慧0据纲盖、素1躲5影目跑、侍1蜜7翁科扁、孕4叫2逢属，剪约师7乱0态种（见反表盟烘4考：藻类分类表或）乓。塑诚贞案③涌鼠藻类毒素荒：扑赴藻类毒素差引发的中毒事掌件在某些国家判偶有发生。淡俱水中主要产生铜毒性的蓝藻是冈微囊藻、鱼腥逝藻和束丝藻属治中的某些品系销。产生的毒素有主要是肝毒素积和神经毒素签。瓜姜天津原水忍的藻类优势种倍检测中发现在夸藻类高发期均烧有微囊藻、鱼恼腥藻、束丝藻闷和颤藻等有毒科藻类出现，有醉时微囊藻多商达薄80昂%亩，赚9烂8抚年巴黎历史博壮物馆曾经对天石津原水中的藻连类毒素进行检驾测，浓度戒为牺漏2呢～亩6塞μ筹g/拨L知，是世界卫生鸭组织规定标准蓝（纷弯1旨μ卧g/展L暖）温的稻菊2便～涛6百倍，天津在今凑年拳塑8笑月份的藻类毒需素初检中发现慎原水藻类毒落素沫L骤R赚为刻0.1余3感μ雕g/秋L额，由于藻类毒铁素随着季节的苏不同变异很大落，必须进行多当次监测才能得叼到确切的数据背，故需要做进债一步的检测针。酱裙驶2.燥晋浮游动物刊：仿善浮游动物昨是指悬浮于水星中的水生生物榨。在生态系统搬中，环境因素呀对生物起作用狡，同时生物的发一切生命活动让又反过来影响狡其所在的环境掏，因此生物是拦整个环境因素鼻综合影响的产博物打。问兰在生物学槐中浮游动物主怜要为原生动物无、挠足类、枝搬角类、轮虫，势原生动物在冬地季较少，而挠铃足、枝角、轮烤虫则为终年存俗在的种类，只师是在数量上会场随季节变化而少增减亿。忧付表缘杀经英199分9目年对浮游动物国调查结果可以采发现，库水中胶浮游动物的主叼要类别有挠足半类（剑水蚤、邻镖水蚤），枝营角类中的长额发象鼻蚤、僧帽圣蚤及节肢动物庙门，无节幼体飞及轮虫。早路在政80疗年代世界经济剥合作与开发组径织么（壤OEC锋D施）关于湖泊环壤境问题研究室扶的报告中曾归脂纳了富营养水此体中的特征浮如游动物群运为朝Bosmi欣naLon城girost仇ri自s史（长额象鼻蚤巴）客和贞Daphn史iaucu炒llat碗a抽（僧帽蚤）。遮此次调查中发权现这两个特征旅种群在部分站患位皆出现，特揪别是轮虫几乎余在全年的例次李检测中皆能检均出，也反映水世体长期处于受轻污染状态（轮弹虫为生活污水触污染的指示生英物种）。由此宗说明本水库流它域的浮游生物徒特征也表明了顺水体已呈富营残养状态切。醋燕表架4浪：悲除浮游藻类种类枝分类虾表字酷（笼199腹9回年当4萌惩～啄1延1膜月蕉）弹之门虑裁纲餐君目酿色科从燃属主要代饺表萄废拉丁旁文映跪蓝藻犬门日幻蓝藻例纲谜短色球藻寺目己满段殖体蓬目佳抚管孢藻副目季况色球藻捐科焦杯颤藻般科骤传厚皮藻邀科清揉色球藻泡属时饺微囊藻属茫颤藻属脊平裂藻属嘉蓝纤维藻属拴等赏10迎坚个属香(闲Chroo水coccus预Nag)劲哨(寿Miroc胃ystis瞎Kutz)摩(软Oscil膜latori丰aVanc摔h)炭(匙Meris谱mopdia暗Mey)急(您Dacty凤lococc穷opsis幻Hansg飞)鬼绿藻沉门艘威绿藻朵纲调耻接合藻息纲俱贞绿球藻塞目针保丝藻瓣目浓济鼓藻幕目展抖四孢藻里目凭既双星藻孤目咽形小球藻梳科恭猫栅藻私科随蝶丝藻乱科刚红鼓藻押科养冈胶球藻智科荣废双星藻启科至双小球藻印属肯痒盘星藻属沫丝藻属略胶球藻属蹈水绵藻属转栅藻属畏等绣1蛋8纤个属震(赖Chlor咳ellaB宋eij)钓(想Pcdia针strum趴MeyLe仗mm)灯(烧Vloth闪rixKt缎itz)抓(评Cocco预myzoS广chm)横(杨Spiro信gyroL丹ink)钢(苦Scene臣desmus猾Mey)俘硅藻宏门隔类中心墙纲煮哗羽纹耽纲京画圆筛藻溉目杏结无壳藻偷目泉屯双壳藻终目傻怜圆筛藻警科俊屯脆杆藻狗科诵先舟形藻臣科菊迷直链藻拴属每鸦小环藻属尚脆杆藻属洽针杆藻属耍双壁藻属里舟形藻属仪等谋9灯个属节(累Melos拆iraAg相)瞎(窝Cyelo葵tella眯Kutz)度(顷Gragi嫩laria苗Lyngby敏)布(板Syned翁raEhr掌)旦(点Diplo滔neisE君hr)匠(列Navic例ulaBo落ry)哈金藻越门踢畏金藻内纲锁刺金藻百目侧灿棕鞭藻产科逝厕锥囊藻属旋(许Dinob秤ryonE属hr)表黄藻禽门怕娱黄藻川纲乐狗黄丝藻阶目脚弟黄丝藻弟科趟丸黄丝藻属悼(歉Tribo捏nemad槽erbET验sol)屿甲藻昂门之匪横裂甲藻亚摊纲掩抢多甲藻壮目扯猛角甲藻乌科按胡角甲藻属钓(雨Cerat状iumSc沈hr)气裸藻番门费随裸藻仔纲播剃裸藻羞目铁取裸藻缎科付煌裸藻属甩(沿Engle犁naEhr苏)渴>监隐藻门毅隐藻痒纲逗湿此门仅一矮科惭同隐鞭藻库科柄窄隐藻属剥(乞Crypt嚼omonas适Ehr)孟五何.扯鲜水库富营养化味变化趋势初步焦评酿析凝巴为了解三暑大水库目前的黎富营养状态，哄我们选用单参矮数环及写Carls蓝o取n网指数法对滦河榴水体富营养化班变化趋势进行烫初步评析。舰国1.炉竹单参数水质特龟征近似评价红法齿遣根据富营观养化主要特征尖指标的单项参葬数调查可以看救出，藻类高发妨期地在跃卡7蚕～长1正0景月，在此期间嗽富营养化因子庸特征性很强，孙如前所述，典在巴寿7古～卖1泛0玻月水温高，温赶跃明显，溶解舱氧分层崖。项p民H年呈弱碱性，益总吨折N钟、寺总蜓晴P翼、透明度、叶拣绿素等指标均浇超过富营养化丘标准值，浮游贪藻类在此期间革数量明显增加吓，优势种出现塔蓝藻，浮游动盘物有富营养种觉群，如：长额饮象鼻蚤、僧帽印藻、轮虫等出鹿现。以上特征胖描述可初步判风定三大水库，郑尤其是于桥水钩库萝在尝绢7爆～有1令0芳月完全处于富店营养状态脉。伟坊英2.Car绵lso钱n厉指数卫（览TSI悬M泡）近似评价栏法梢绪为避免单筛参数评价的片艘面性，我们选织用此方法进行常多参数综合评偷析。该方法采漏用湖泊富营养渴化主要代表性俯指标综合反映纳湖泊的营养状雷态，不仅能对耻富营养化水体辨进行定量描述斥，且能反映湖讽泊营养状态的堡连续性，该方位法已被世界各梅国广泛采纳。脖鞭棵TSI当M你表达式如下讯：阶色忍灾TSI倾（想S策D木）疏＝似10债×死（重撑6耍－乓ln[S邮D剪]正／量ln扫2川）讯遵堡胸TSI恶（涝>CHL晚a粱）猎＝娱10择×送（贸停6凭－鼻｛哀2.0供4蠢－茅0.68盗ln[CH列La饶]仓｝酷／魄ln久2碍）疾盲气起TSI不（不T煎P捷）抛＝存10极×等（咐晋6忌－权ln[州4泼8暖／畏TP夫]简／划ln宁2败）则内丈式中烦：内TSI绿M答：厘Carls打o哈n牙营养状态指数赔；蚀漆贫S导D剂：等浸水体透明胃度岭贴（单位煮：贞m价央水体叶绿描素兽a显含裹量寺艰（单位裤：史mg/m艘3泽）们旧牙雄T唯P争：强虎水体总磷浓拴度完岔（单位仪：秘mg/鞋L霉）与振撤挥TSI孕M挥营养状态分布甩：脚TSI扒M除：养≤疾35嘉滑贫营养带；星乎棵TSI犬M灌：光∈到3集5声～屈50税晕中营养带孝；丽傻刚材TSI近M尼：窗∈瞎5福0歉～碰65覆泥富营养带求；妹缎亡有TSI蹈M挣：起≥描65庆建超富营养带拘；置图表蚁5幸：见宪一九九九年原蚊水水库各站蝇位赌TSI煤M惊值数闸据纺絮

者于桥拴九百萄户固(拆表杰层折)S2桃果河饿桥祸S3厉大黑汀毛潘家缴口威虾(准坝召上伟)S5狱燕子德峪曾校(宽深窜层他)S6灾

通

亮4肠～唐1桶1今月村蹈平均值有7或～毯9双月匠榜平均珠值妖沃4勒～剪1继1傅月理巩平均值类7肢～没9火月申忙平均值卫4巧～稀1侨1肿月竟坛平均值离7幅～撕9漂月蛇宜平均皇值芝渐5饭～厦1障1旅月消汪平均尸值嫌搜最高值虎5部～摩1记1服月唉简平均值刻最高跑值鞭旺5沈～扑1炸1经月难进平均值路最高睬值添逼备骆市注呜TSI眠（采S波D参）距拾56尊67供60付75仁70厘74胸46立54淹45补48逐44遭49烧

边TSI抢（剪T立P取）割61侮69蜻67洲76自69光72泻47谈57币47哭57炊51浑54杜

阻TSI载（果CHL粒a沙）劈奋65缸73罢69家76岗55牵49挥46疗55靠44荣50材42教46颜

堪由羞表壁搜5鉴可见，于桥水拾库各站邪位震踏4劳～傻1斤1并月均值收的膀TS餐I桃为疤5焰5毅～京7追0年。其祖中门TSI捎M摧值在富营养值企范围内仿（苏5感5漂～降6赢5汪）的点次装占遵56帆%均，企44睁%罢的消TS根I村值在接近超富丛营养状态。而鼠在藻类高发蛇期冻爱7帝～蚁9描月它的劲TS丹I省值统计中发现蕉，仅果河桥一裳点处于富营养仗状态秩（裙TSI勇(CHLa铃)牌=4刑9成）以外，其他古值均辟为驰6鸭7穴～魔7狡3丙。接近超富营虚养状态，由此院可见，于桥水徒库富营养状态科在藻类高发季竭节已逐步由富宵营养向超富营养养化过渡，而夕从全年检您测慨T