青獅潭水庫2011.4藍(lán)藻水華與營(yíng)養(yǎng)鹽特征分析

1、<p>　　青獅潭水庫2011.4藍(lán)藻水華與營(yíng)養(yǎng)鹽特征分析</p><p>　　摘要：本文介紹了青獅潭水庫2011年4月發(fā)生藍(lán)藻水華期間富營(yíng)養(yǎng)化程度以及浮游藻類的組成和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探討了水華暴發(fā)期間各化學(xué)因子的影響，并著重分析了TN/TP 比值的變化過程，對(duì)主要營(yíng)養(yǎng)鹽特征進(jìn)行分析。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：藍(lán)藻水華；營(yíng)養(yǎng)鹽；特征分析；青獅潭水庫 </p>&

2、lt;p>　　中圖分類號(hào)：O611.65文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　青獅潭水庫是廣西桂林市唯一的大型水庫，位于甘棠江上游，正常蓄水位225m，灌溉死水位204m，集水面積474km2，總庫容6億m3，有效庫容4.056億m3，死庫容0.4666億m3，水庫集水面積處在廣西三大暴雨中心之一的范圍內(nèi) 。青獅潭水庫是一座多年調(diào)節(jié)水庫，承擔(dān)著城市供水、灌溉、防洪、補(bǔ)水和發(fā)電等功能，平均每年向漓江旅游補(bǔ)水

3、1.24億m3。青獅潭水庫在桂林市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，青獅潭水庫水質(zhì)出現(xiàn)惡化趨勢(shì)，水體呈富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)發(fā)展，水面藻類增殖，甚至出現(xiàn)藍(lán)藻“水華”現(xiàn)象，對(duì)飲水安全和水生生物、水體周邊環(huán)境具有很大危害性。分析青獅潭水庫藍(lán)藻水華及其營(yíng)養(yǎng)鹽特征，對(duì)保障供水安全、維護(hù)水庫健康具有十分重要的意義。 </p><p>　　1 監(jiān)測(cè)范圍及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) </p><p&g

4、t;　　2011年4月，青獅潭水庫局部水域發(fā)生水華。根據(jù)水華發(fā)生的區(qū)域與狀況，在青獅潭水庫公平湖經(jīng)兩河口至壩首區(qū)域布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。4月2日，在壩首、電站輸水口等2個(gè)點(diǎn)采樣；4月7日，在壩首、兩河口、唐家尾、公平湖等4個(gè)點(diǎn)采樣；4月13日，在壩首水、壩首水下3m、兩河口、唐家尾、公平湖、公平湖水下3m、公平湖下5m、七都河入公平湖湖口、電站發(fā)電尾水等9個(gè)點(diǎn)采樣，詳見圖1。 </p><p>　　本次檢測(cè)參數(shù)為水溫（WT

5、）、pH、透明度（SD）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、總氮（TN）、總磷（TP）、葉綠素a（Chla）、藻類常見種或優(yōu)勢(shì)種、藻細(xì)胞密度（ACD）、藍(lán)藻細(xì)胞密度（CCD），并以《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》（SL395-2007）為富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　圖1青獅潭水庫水華期間采樣點(diǎn)分布圖 </p><p>　　2 青獅潭水庫富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果 </p><

6、;p>　　根據(jù)《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》（SL395-2007）中富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，按照湖庫營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及分級(jí)方法對(duì)青獅潭水庫進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)分析及評(píng)價(jià)，詳見表1。 </p><p>　　從總體上看，在水華發(fā)生區(qū)域水體的EI為27.7～66.5，水庫已經(jīng)呈現(xiàn)出中營(yíng)養(yǎng)程度狀態(tài)向中度富營(yíng)養(yǎng)化程度狀態(tài)發(fā)展；從營(yíng)養(yǎng)鹽的影響來分析，總磷、總氮、葉綠素a的影響相對(duì)較大，均出現(xiàn)了大于70的值。由此可知，青獅潭水庫

7、由于水體接納過量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使藻類和其它水生生物大量繁殖，水體葉綠素a值增大，水體透明度和高錳酸鹽指數(shù)等指標(biāo)發(fā)生變化，造成水體水質(zhì)惡化，從而使水體的生態(tài)系統(tǒng)和水功能受到損害。 </p><p>　　表1 青獅潭水庫水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果表 </p><p>　　3 青獅潭水庫藻類監(jiān)測(cè)結(jié)果 </p><p>　　青獅潭水庫水華期間，進(jìn)行了三次藻類監(jiān)測(cè)，其藻類各門

8、類組成為藍(lán)藻門、甲藻門、綠藻門、硅藻門、隱藻門，優(yōu)勢(shì)藻門為藍(lán)藻，優(yōu)勢(shì)種類為藍(lán)藻門中的魚腥藻。除七都河、唐家尾監(jiān)測(cè)點(diǎn)外，其它各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的藻細(xì)胞密度較大，最大值是4月2日的電站輸水口為3440×104個(gè)/L。在水華主要區(qū)域，藍(lán)藻門魚腥藻細(xì)胞密度均占總細(xì)胞密度的85%以上。 </p><p>　　4 影響青獅潭水庫水華發(fā)生的環(huán)境因子 </p><p>　　水華發(fā)生的重要原因在于營(yíng)養(yǎng)鹽輸入

9、水體導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，水體中的氮、磷是制約水體中浮游植物的必需因子；葉綠素a（chla）是直接反映藻類現(xiàn)存量的指標(biāo)，是基準(zhǔn)因子； pH值、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）等指標(biāo)也是影響水華形成的化學(xué)因子。此外，水華的形成和暴發(fā)也受到一些物理因子的影響，如水溫、光照、水文條件等。 </p><p>　　4.1 影響水華發(fā)生的物理因子 </p><p>　　青獅潭水庫藍(lán)藻水華暴發(fā)期間，水庫水體水溫介

10、于13.0～18.6℃之間，有利于藍(lán)藻的生長(zhǎng)。同時(shí)，較強(qiáng)的光照以及水體低擾動(dòng)等條件促進(jìn)了藍(lán)藻水華的發(fā)展。 </p><p>　　4.2 影響水華發(fā)生的化學(xué)因子 </p><p><b>　　4.2.1pH值 </b></p><p>　　青獅潭水庫水華期間pH值變動(dòng)在7.43～10.14之間，平均為8.56，水體呈堿性。藍(lán)藻在高pH條件下可以很

11、好的生長(zhǎng)，而藻類生長(zhǎng)又使pH升高，為一些藻類的暴發(fā)提供了生長(zhǎng)環(huán)境。 </p><p>　　4.2.2高錳酸鹽指數(shù)（CODMn） </p><p>　　富營(yíng)養(yǎng)化水體在強(qiáng)烈的光合作用下，生成了大量的有機(jī)物，使水體中的CODMn明顯增加。青獅潭水庫水華期間CODMn的變動(dòng)范圍在1.4～7.4mg/L之間，平均值為4.3mg/L，其變化趨勢(shì)與藻類生長(zhǎng)相呼應(yīng)。CODMn可作為有機(jī)物污染的指標(biāo)，當(dāng)CO

12、DMn值超過4.0mg/L時(shí)，表明水體已受到有機(jī)物污染。 </p><p>　　4.2.3葉綠素a（chla） </p><p>　　葉綠素a （chla）是反映水體中浮游藻類生長(zhǎng)量的綜合指標(biāo)。資料表明，葉綠素a的濃度小于3mg/m3的水體為貧營(yíng)養(yǎng)，3-7mg/m3的水體為中營(yíng)養(yǎng)，7-40mg/m3的水體為富營(yíng)養(yǎng)，超過40mg/m3的水體為超富營(yíng)養(yǎng)。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)青獅潭水庫水體達(dá)到了富營(yíng)養(yǎng)化狀

13、態(tài)，在藍(lán)藻水華暴發(fā)區(qū)域水體為超富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)[5] ，詳見圖2。 </p><p>　　圖2水華期間chla值變化圖 </p><p>　　4.2.4 主要營(yíng)養(yǎng)鹽特征分析 </p><p>　　造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的原因是氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物的過剩，而氮、磷是浮游植物的生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)鹽。通常認(rèn)為TN大于0.2mg/L，TP大于0.02mg/L是水體富營(yíng)養(yǎng)化、水華發(fā)生的必需條件[6

14、]。青獅潭水庫水華期間的TN均大于0.2 mg/L，最大達(dá)到了2.02mg/L，平均值為0.941mg/L；TP的變動(dòng)范圍在<0.01～0.25mg/L之間，平均值為0.07 mg/L。從圖3、圖4可以看出，TN跟TP的變化趨勢(shì)基本一致，在壩首、公平湖、兩河口、輸水口等藻細(xì)胞密度大的區(qū)域的TN、TP值相對(duì)較大，而唐家尾、七都河的藻細(xì)胞密度小的區(qū)域的TN、TP值相對(duì)較小。 </p><p>　　圖3 水華期間

15、TN值變化圖 </p><p>　　圖4 水華期間TP值變化圖 </p><p>　　根據(jù)Redfield的假設(shè)，一個(gè)典型藻類的分子式應(yīng)為（CH2O）106(NH3)16(H3PO4),這就是說，臨界的氮磷元素比應(yīng)該為16：1，如果氮磷比小于16，氮將是藻類增長(zhǎng)的限制性營(yíng)養(yǎng)鹽；如果氮磷比大于16，則可認(rèn)為磷是藻類增長(zhǎng)的限制性營(yíng)養(yǎng)鹽；當(dāng)?shù)妆仍?0～20之間時(shí)，限制性因素則變得不確定。但在實(shí)

16、際應(yīng)用中，藻類增長(zhǎng)所需的氮磷均為可溶性的NO3-、NH4+或PO43-,按照Redfield的假設(shè)分子式計(jì)算出來的比值并不完全切合實(shí)際。為此加拿大學(xué)者Smith進(jìn)行了深入的研究，總結(jié)出TN/TP的比值為29時(shí)是藍(lán)藻成為優(yōu)勢(shì)種類的臨界值，當(dāng)TN/TP<29時(shí)，藍(lán)藻會(huì)快速生長(zhǎng)從而形成藍(lán)藻水華[2][3]。最近的研究結(jié)果表明：在較高的TN/TP的情況下，也有可能形成藍(lán)藻水華，較低的TN/TP并不是藍(lán)藻水華形成的條件，而是藍(lán)藻水華產(chǎn)生的結(jié)

17、果。 </p><p>　　根據(jù)青獅潭水庫水華期間的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)TN/TP的比值與藻細(xì)胞密度值之間關(guān)聯(lián)進(jìn)行了一個(gè)比較，詳見圖5。 </p><p>　　圖5 青獅潭水庫監(jiān)測(cè)點(diǎn)TN/TP與藻細(xì)胞密度的關(guān)聯(lián)圖 </p><p><b>　　由圖可看出， </b></p><p>　　(1)青獅潭水庫水華期間，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的TN/TP

18、的比值在2.93～101之間，當(dāng)其比值小于29 時(shí)，藻細(xì)胞密度較大，藍(lán)藻成為優(yōu)勢(shì)種類；當(dāng)比值大于29時(shí)，藻細(xì)胞密度較小，且藻類種類較為均勻。 </p><p>　　(2)當(dāng)TN/TP=51.5～101:1時(shí)，藻類幾乎沒有生長(zhǎng)變化；TN/TP<30：1時(shí)，促進(jìn)了藻類的生長(zhǎng)，其中TN/TP=15.5:1時(shí)，藻類增長(zhǎng)最大。根據(jù)Liehig最小值定律，浮游植物的最大生長(zhǎng)量由所需的營(yíng)養(yǎng)鹽中物質(zhì)最少的那種營(yíng)養(yǎng)鹽所控制，

19、這種營(yíng)養(yǎng)鹽稱為限制性營(yíng)養(yǎng)鹽。從TN/TP的比值來看，低TN/TP比高TN/TP對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響要顯著，因此，青獅潭水庫是磷限制性水庫。 </p><p><b>　　5 結(jié)語 </b></p><p>　　(1) 初步調(diào)查顯示，青獅潭水庫藍(lán)藻水華是由于N、P等營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)物含量的增高導(dǎo)致浮游藻類大量增殖，并以藍(lán)藻占優(yōu)勢(shì)，在適宜的環(huán)境因子的共同作用下暴發(fā)的；氮磷比對(duì)藻類

20、生長(zhǎng)具有顯著影響，低TN/TP比高TN/TP對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響要顯著，青獅潭水庫屬于磷限制型水庫。 </p><p>　　(2) 鑒于近年來青獅潭水庫水體污染日益加重，必須堅(jiān)持污染源控制和水體生態(tài)修復(fù)相結(jié)合的原則，采取有效措施控制氮、磷入庫量，建設(shè)水庫生態(tài)漁業(yè)工程，加強(qiáng)水庫水生態(tài)環(huán)境保護(hù)，加強(qiáng)水庫藻類生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)及水華預(yù)警預(yù)報(bào)，才能保障青獅潭水庫供水安全和水資源的可持續(xù)利用。 </p><p>

21、<b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 謝平. 論藍(lán)藻水華的發(fā)生機(jī)制——生物進(jìn)化、生物地球和生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)[M]. 北京. 科學(xué)出版社. 2007. </p><p>　　[2]劉曉蕙. 西流湖水體營(yíng)養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)及其藻類環(huán)境因子多元分析[D]. 鄭州大學(xué), 2005. </p><p>　　[3] 豐茂武，吳云海, 等. 不同氮磷

22、比對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境，2008，17（5）：1759-1763. </p><p>　　[4]胡傳林，萬成炎, 等. 藍(lán)藻水華的成因及其生態(tài)控制進(jìn)展[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2010，19（12）:1471-1477. </p><p>　　[5]劉靖. 北京城市河湖水體富營(yíng)養(yǎng)化與藍(lán)藻水華研究[D]. 首都師范大學(xué), 2005. </p><p>