黄玲琴，章炯亮

(台州市三门县环境有限公司， 浙江 台州 317100)

1 引言

天然水体排入大量氮、磷等营养物质会造成水体富营养化，引起一些水生植物异常的繁茂生长，藻类等水生植物腐败后释放出氮、磷等营养物质，再供藻类利用，形成恶性循环。这样年久月深，导致水质恶化并带来恶臭，造成鱼类等水生生物大量死亡[1]，破坏水体生态环境，使水体丧失自净能力。水体的富营养化导致水厂水质处理困难、供水水质下降甚至无法正常供水。台州市全年降雨量不均匀，供水方式采取水库取水为主，水库生态关乎群众用水安全，因此开展水库生态系统研究，保护库区水资源非常重要。

2 佃石水库基本情况

佃石水库位于台州市三门县境内的海游港主要支流亭旁溪上，水库坝址在亭旁镇佃石村下游800 m处，距三门县城海游镇16.5 km，距亭旁镇10.5 km。总蓄水量达3009万m3，是一座以防洪、供水和灌溉为主的中型水库。工程于2011年9月28日开始供水。供水初始，库区水质除总氮、总磷属三类水质标准(参考《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)外，其余达二类水质标准。2012年11月至2013年12月，通过三门县水务有限公司水质检测中心的持续监测，结果显示库区出现季节性锰超标；总氮、总磷超三类，库区水质呈现富营养化趋势。2013年夏天藻类爆发，经检测，藻类浓度最高达6.6×106个/L，主要有绿藻45%、隐藻45%、硅藻5%、蓝藻5%。

3 研究方法

3.1 目的和意义

研究水体的环境因子与叶绿素A的关系对藻类爆发的监测预警具有重要意义。

3.2 采样时间和采样频率

每年5～9月份，每月上下半月各一次。采样时间为14:00。

3.3 采集设备和方法

采用有机玻璃取样器、快艇、玻璃瓶，采样断面设在取水口于水深0.5 m取样检测。

3.4 检测指标及依据

参照GB5750—2006《生活饮用水检测标准》和地表水标准，测定水温、溶解氧、pH值、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮、总磷、叶绿素A。

3.5 样品保存

从 2013 年1月开始，对佃石水库进行调查和水样采集,现场测定溶解氧、水温;用便携式水卫视检测仪现场测定水体的pH值；理化指标总氮、总磷采用白色玻璃瓶盛装，CODMn水样每升加入0.8 mL浓硫酸冷藏；叶绿素A低温保存1 h内检测。其余项目低温保存，6 h内尽快检测。

3.6 数据记录与处理

做好检测结果原始记录，并进行数据统计，根据检测数据结果进行多元相关性分析。

3.7 分析监测结果并评价

根据多元相关性分析结果，评价影响水环境中藻类爆发的成因及预警监测的因子。

4 结果分析

4.1 相关性分析

将叶绿素a与所监测的理化指标进行相关性分析(图1～6)。结果表明叶绿素a的变化与温度、高锰酸盐指数、pH值及溶解氧有密切相关。总磷、总氮对于叶绿素a的相关性并不显著，但它们是水库水质的基础，直接体现水库水体的富营养化程度。

图1 叶绿素A与温度的关系

图2 叶绿素A与pH值的趋势关系

图3 叶绿素A与溶解氧的趋势关系

图4 叶绿素A与耗氧量的趋势关系

图5 叶绿素A与总磷的趋势关系

图6 叶绿素A与总氮的趋势关系

4.2 影响因子分析

4.2.1 温度对藻类生长的影响

藻类的生长跟温度密切相关。温度是水环境生态系统中一个非常重要的生态因子[2]，藻类的新陈代谢及生理生化反应需要在适宜温度下进行，温度影响藻类光合作用与呼吸作用的代谢速率。连续监测表明水库温度在25～30 ℃时，为藻类生长的最适温度。而当夏天温度达到全年最高时，水温超过30 ℃反而会抑制藻类的生长。

4.2.2 pH值对藻类生长的影响

pH值表示水的酸碱度。pH值的大小，与水体的生物和物理化学性质密切相关[3]。受到污染的水体， pH值可能会发生较大的变化。pH值决定水生生物种类、水生生物生长状况、生物的数量。在浮游植物丰度较高的水体中，浮游植物较强的光合作用消耗水体中大量CO2。因此，藻类爆发的同时伴随CO2浓度降低与pH值的上升。就是说pH的变化能反映水体生物组成及数量的变化趋势。

4.2.3 溶解氧对藻类生长的影响

溶解氧也是影响藻类爆发的主要环境因子之一[4]。通过对藻类暴发前后的叶绿素a和溶解氧的监测分析，发现溶解氧也与叶绿素a密切相关。爆发初期，藻类激增后，光合作用明显增强使水中溶解氧明显增加。藻类爆发末期形成水华，夜晚藻类又大量消耗溶解氧，水生生物大量死亡，死亡的水生生物腐败又消耗溶解氧，形成恶性循环使水体发臭发黑。

4.2.4 高锰酸盐指数对藻类生长的影响

高锰酸盐指数直接反映了水体有机物总量，藻类光合作用使有机物激增，其数值与藻类数量正相关。

对藻类爆发影响理化指标进行了分析，最终表明，水体温度在30 ℃以下与叶绿素a的变化为正相关性，水体温度超过30 ℃为负相关性，这和藻类生长的适宜温度相符；叶绿素a的变化于pH值、溶解氧、高锰酸盐指数也有一定的正相关性。总磷、总氮与叶绿素a的相关性相对来说较低，它的变化随污染排放影响更明显，但它们是基础，总磷总氮少的水体中不会形成藻类爆发。

4.3 结论

4.3.1 藻类的爆发

在光照充足的富营养化水体中，春天随着温度缓慢升高，藻类开始生长，在降雨量偏少气候适宜条件下，水体温度随着气温的升高而持续升高，此时，藻类会加速繁殖。佃石水库的所处地理位置主要表现为水流动性差、风速较低，藻类爆发通常发生在6月份，延续到7、8月，在这种条件下水温会迅速达到水藻的适宜水温25～30 ℃，而当温度超过30 ℃时，对藻类的生长有制约的作用。

4.3.2 藻类爆发的预警因子

藻类的大量繁殖超过水体的承受限度造成藻类爆发，藻类爆发危害是严重的。夜晚藻类消耗水中的溶解氧，使水体中的溶解氧浓度急剧降低；白天，大量藻类聚集在水体表层阻隔与空气的交换，引起水生生物缺氧死亡，死亡生物腐败又将消耗水体中的溶解氧，引起恶性循环，使更多生物死亡，破坏水体自净功能引起水体发黑发臭。作为饮用水源地，严重威胁了人们的生产生活用水安全。通过此次的有关因子检测和数据的统计分析，又因为温度易于监测，可就地现场检测，所以，温度宜作为藻类预警监测的主要理化因子。在总磷总氮丰富的水体中，当水温达到20 ℃时启动预警，对叶绿素A、pH值、溶解氧、耗氧量、高锰酸盐指数及总磷、总氮含量定期监测，及时掌握水质变化。水温一旦达到25 ℃，需现场连续实时监测，根据水质的动态变化做好供水生产的应急处理。