洪澤湖、駱馬湖富營養(yǎng)化評價及“水華”發(fā)生風險等級評估

楊剛 李國 胡瑾

（淮河流域水資源保護局 蚌埠 233001）

洪澤湖、駱馬湖富營養(yǎng)化評價及“水華”發(fā)生風險等級評估

楊剛 李國 胡瑾

（淮河流域水資源保護局 蚌埠 233001）

根據(jù)洪澤湖、駱馬湖水域的藻類監(jiān)測和富營養(yǎng)化評價，掌握湖泊富營養(yǎng)化狀況，探討湖泊“水華”發(fā)生的風險等級及評估方法。

富營養(yǎng)化 風險等級 評估

1 前言

我國部分湖泊生態(tài)功能退化問題突出。20世紀90年代以來，隨著淮河上游工農業(yè)生產的發(fā)展及人口增長，生產及生活污水排放量日益增加，加之圍墾、養(yǎng)殖、泥沙淤積等原因，湖區(qū)環(huán)境容量不斷減小，污染日益加重，湖泊富營養(yǎng)化加劇，近年來在局部水域多次出現(xiàn)“水華”現(xiàn)象。

2007 年太湖“水華”事件給全國敲響警鐘，同時也對水資源保護和管理提出了新的更高的要求。為適應水資源管理的需要，自2008年開始，淮河流域水環(huán)境監(jiān)測中心開展水生態(tài)監(jiān)測，根據(jù)水利部水文局的要求，選擇洪澤湖為藻類監(jiān)測試點，2009年監(jiān)測范圍擴展到駱馬湖。

2 目的意義

富營養(yǎng)化問題在水資源和環(huán)境領域受到關注，常規(guī)的監(jiān)測手段難以確切反映水體富營養(yǎng)化程度和水體健康狀況。藻類監(jiān)測這一生物監(jiān)測手段從水生浮游植物的種群和結構特征來更深層反映水體的健康狀態(tài)和營養(yǎng)化程度，為水資源保護與管理提供依據(jù)。

洪澤湖和駱馬湖因其地理位置特殊，是南水北調東線工程的中轉平臺和重要的調蓄湖泊，擁有國家級濕地自然保護區(qū)，在防洪抗旱、調節(jié)氣候、保護生物多樣性以及農業(yè)、漁業(yè)、畜牧業(yè)和旅游業(yè)等方面起著極其重要的作用。掌握兩湖藻類特征和富營養(yǎng)化程度，對南水北調東線的水質管理與水污染防治提供技術支持具有極其重要的意義。

3 技術路線與監(jiān)測方式

根據(jù)湖泊藻類種群結構、藻類細胞密度及分布變化情況，從生態(tài)學角度對其水環(huán)境營養(yǎng)化水平及其發(fā)展趨勢進行分析和評價，對“水華”發(fā)生的臨界條件和預警模式進行探討，為水資源的評價、管理和水資源的利用以及水污染的控制和治理提供基礎依據(jù)，為南水北調東線的水質管理與水污染防治提供技術支持。

4 監(jiān)測參數(shù)

監(jiān)測參數(shù)包括：水溫、溶解氧、透明度、高錳酸鹽指數(shù)、總氮、總磷、可溶性磷、葉綠素a、藻類種群結構、藻細胞密度等。

5 監(jiān)測結果與分析評價

5.1 洪澤湖藻類監(jiān)測結果分析評價

5.1 .1 種類組成和分布

共采集到浮游植物50屬，隸屬于藍藻、綠藻、硅藻、裸藻、隱藻、甲藻、金藻等7個門。其中藍藻6屬，占總數(shù)的12%；綠藻22屬，占總數(shù)的44%；硅藻14屬，占總數(shù)的28%；隱藻1屬，占總數(shù)的2%；裸藻4屬，占總數(shù)的8%；甲藻門2個屬，占總數(shù)的4%；金藻1屬，占總數(shù)的2%。常見種類有藍藻門的顫藻、微囊藻、席藻、平裂藻，硅藻門的針桿藻、小環(huán)藻，綠藻門的盤星藻、柵藻、衣藻等。

5.1 .2 數(shù)量組成和分布

經實驗室鏡檢計數(shù)，各測點浮游植物數(shù)量均值范圍為9×104～1.9×106個/升，其中數(shù)量最多的測點是成子湖，浮游植物數(shù)量為1.9×106個/升，浮游植物數(shù)量最少的測點是老子山，為9×104個/升。各測點藻類數(shù)量以藍綠藻居多，隨著溫度的逐漸下降，硅藻所占比重上升。

5.1 .3 營養(yǎng)化水平

根據(jù)《地表水資源質量評價技術規(guī)程（SL395-2007）》中“湖泊營養(yǎng)狀態(tài)評價”評分法對洪澤湖、駱馬湖水域各測點進行評價，結果如表1。洪澤湖水域整體呈中營養(yǎng)水平，程度根據(jù)測點不同而不同，除了個別測點為輕度富營養(yǎng)外，其他區(qū)域均為中營養(yǎng)。

5.2 駱馬湖藻類監(jiān)測結果與分析

5.2 .1 種類組成和分布

各測點共采集到浮游植物31屬，隸屬于藍藻、綠藻、硅藻、裸藻、隱藻、甲藻、金藻等7個門。其中藍藻5屬，占總數(shù)的16%；綠藻10屬，占總數(shù)的33%；硅藻10屬，占總數(shù)的33%；隱藻1屬，占總數(shù)的3%；裸藻2屬，占總數(shù)的6%；甲藻2個屬，占總數(shù)的6%；金藻1屬，占總數(shù)的3%。浮游植物常見種類有藍藻門的顫藻、席藻、平裂藻，硅藻門的針桿藻、小環(huán)藻、直鏈藻，綠藻門的盤星藻、柵藻、衣藻等。

5.2 .2 數(shù)量組成和分布

經實驗室鏡檢計數(shù)，各測點浮游植物數(shù)量均值范圍為9×104～3.6×106個/升，其中數(shù)量最多的測點是自來水廠，浮游植物數(shù)量為3.6×106個/升，浮游植物數(shù)量最少的測點是湖心，為9×104個/升。各測點藻類數(shù)量以藍綠藻居多，隨著溫度的逐漸下降，硅藻所占比重上升。

表1 洪澤湖藻類監(jiān)測各測點富營養(yǎng)化水平評價表

表2 駱馬湖藻類監(jiān)測各測點富營養(yǎng)化水平評價表

5.2 .3 營養(yǎng)化水平

根據(jù)《地表水資源質量評價技術規(guī)程（SL395-2007）》中“湖泊營養(yǎng)狀態(tài)評價”評分法對駱馬湖水域各測點進行評價，結果如表2。駱馬湖水域整體營養(yǎng)水平為中營養(yǎng)。

6 分析討論

6.1 “水華”的生態(tài)機理

水體富營養(yǎng)化是指由于水體的營養(yǎng)鹽（主要是氮、磷）含量過高，超過了水體的自凈能力，引起浮游生物數(shù)量過度增加和種群結構改變，從而導致水質惡化和水生態(tài)功能的退化。自然狀態(tài)下，湖泊水體的營養(yǎng)化演變進程極其緩慢。由于人類活動的影響，水體中氮、磷等營養(yǎng)物質濃度快速增高，營養(yǎng)化進程被提速。富營養(yǎng)化的水體在氣溫、光照、水溫、水流等水文、氣象和環(huán)境條件適宜藻類生長情況下，藻類快速瘋長和聚集，形成“水華”。大量的藻類死亡后分解，溶解氧降低，釋放有毒物質，水體發(fā)臭，對水生態(tài)系統(tǒng)造成危害?！八A”是水體嚴重富營養(yǎng)化的結果和表征，也是湖泊水生態(tài)系統(tǒng)衰退的表現(xiàn)。

6.2 湖泊“水華”風險等級評估

藻細胞密度是衡量水華發(fā)生與否、發(fā)生程度的最直接指標，但不同水域藻細胞個體體積、富集方式均存在較大差異，用藻細胞密度直接判斷水華至今未形成統(tǒng)一標準。結合目前研究所得藻細胞密度對水華風險判別的經驗值，將“水華”風險評估等級及參考值列舉如下：

6.2 .1 初級預警模式

水域水質Ⅳ類或Ⅳ類以上；藻類細胞密度100萬～500萬，優(yōu)勢種群為“水華”常見種；水體營養(yǎng)水平為中富營養(yǎng)，總磷含量≥0.05mg/L；總氮含量≥1.00mg/L；氣溫25℃以上，水溫18～28℃，低風速（<3.0m/s），持續(xù)強光照（>2000LX），無降雨以及緩流速，“水華”可能發(fā)生。此時預警等級為初級。

6.2 .2 中級預警模式

水域水質為Ⅳ類或Ⅳ類以上；藻類細胞密度500萬～1000萬，優(yōu)勢種群為“水華”常見種；水體營養(yǎng)水平為中富營養(yǎng)以上，總磷含量≥0.05mg/L；總氮含量≥1.00mg/L；氣溫25℃以上，水溫 18～28℃，低風速（<3.0m/s），持續(xù)強光照（>2000 LX），無降雨以及緩流速，“水華”發(fā)生可能性較高，此時預警等級為中級。

6.2 .3 強預警模式

水域水質Ⅳ類或Ⅳ類以上；藻類細胞密度1000萬以上，優(yōu)勢種群為“水華”常見種；水體營養(yǎng)水平為中富營養(yǎng)以上，總磷含量≥0.05mg/L；總氮含量≥1.00mg/L；氣溫25℃以上，水溫 18～28℃，低風速（<3.0m/s），持續(xù)強光照（>2000 LX）,無降雨以及緩流速，“水華”發(fā)生可能性極高，此時預警等級為強