高密度藍(lán)藻厭氧分解過程與污染物釋放實(shí)驗(yàn)研究*

尚麗霞，柯 凡，李文朝，徐憲根，宋媛媛，馮慕華＊＊

(1:中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210008)

(2:中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049)

受人類活動(dòng)的影響，我國部分湖泊富營養(yǎng)化嚴(yán)重，藍(lán)藻水華頻繁發(fā)生［1-4］.在一定的氣象條件下，藍(lán)藻局部堆積厚度可達(dá)數(shù)厘米甚至數(shù)十厘米［5］，大量消耗水體中的溶解氧.藍(lán)藻在厭氧條件下腐爛分解.大量藍(lán)藻堆積衰亡不但導(dǎo)致沉積物中磷的內(nèi)源釋放量增大［6］，而且可能引發(fā)“黑水團(tuán)”現(xiàn)象使水體散發(fā)出惡臭［7-8］，影響水體的感官性狀.如果水華在水源地取水口附近大量集聚則可能引起水源地的水質(zhì)惡化，危及供水安全［9-10］.

藍(lán)藻堆積死亡形成大量有機(jī)碎屑，分解時(shí)可釋放大量營養(yǎng)鹽和有機(jī)物，一部分沉積到底泥中，另一部分會(huì)停留在水體中為更多藻類的生長提供營養(yǎng)條件.陳偉民等［11］的研究表明，微囊藻好氧降解過程釋放的溶解態(tài)總磷占水體總磷的53%.藍(lán)藻碎屑分解速率(0.072～0.271 d-1)很快，氮、磷營養(yǎng)鹽迅速釋放，并且磷的釋放速率高于氮［12］.堆積密度可影響藍(lán)藻衰亡時(shí)營養(yǎng)鹽釋放過程，隨堆積密度增大，營養(yǎng)鹽釋放濃度增加［13］.可見，藍(lán)藻死亡分解會(huì)顯著改變水體中營養(yǎng)鹽和有機(jī)物的含量，影響湖泊水質(zhì).巢湖是我國第五大淡水湖，東部水源區(qū)是重要的飲用水源地.近30年來，由于流域內(nèi)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和人口快速增長，巢湖水質(zhì)嚴(yán)重惡化，生態(tài)系統(tǒng)功能退化，富營養(yǎng)化問題十分突出.本課題組監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在一定的氣象條件下，藍(lán)藻大量暴發(fā)時(shí)堆積厚度可達(dá)數(shù)厘米，表層水體藍(lán)藻密度高達(dá)1013cells/L，并在厭氧條件下死亡分解.以往文獻(xiàn)多針對(duì)低密度下藍(lán)藻的死亡分解或未控制厭氧條件進(jìn)行研究，對(duì)高密度藍(lán)藻堆積情況下厭氧分解過程的研究鮮有報(bào)道.因此開展高密度藍(lán)藻腐爛分解對(duì)水體影響的研究具有重要意義.由于藍(lán)藻大量堆積在湖灣內(nèi)，不易受到風(fēng)或水流的影響，濃厚的藍(lán)藻堆積甚至可以抑制水流和風(fēng)浪;且藍(lán)藻堆積一定厚度時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部受到氧的擴(kuò)散影響極小，故試驗(yàn)環(huán)境選擇在碘量瓶中，旨在模擬研究過度堆積形成的厭氧環(huán)境下的藍(lán)藻降解過程對(duì)水體的影響.選擇3種不同堆積密度藍(lán)藻(2.23×1012、1.19×1013和4.47×1013cells/L)進(jìn)行厭氧分解過程研究，分析污染物釋放強(qiáng)度，旨在揭示藍(lán)藻堆積-死亡-腐爛過程對(duì)飲用水源的污染效應(yīng)，為及時(shí)清除堆積藍(lán)藻、防止水源污染提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 樣品采集與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2010年10月于巢湖東半湖水源區(qū)(31°35'31″N，117°50'47″E)用孔徑為64 μm 的浮游植物網(wǎng)收集漂浮于水體表層的水華藍(lán)藻，常溫下用去離子水清洗數(shù)遍后配制成3組不同密度的藻液.藍(lán)藻密度由低到高為2.23 ×1012、1.19 ×1013和4.47 ×1013cells/L，分別用 DL、DM和 DH表示.藻液中不另外添加營養(yǎng)元素，測(cè)定的污染物均由藍(lán)藻分解產(chǎn)生.藻液經(jīng)混合均勻后平行分裝入250 ml碘量瓶中，每個(gè)密度梯度重復(fù)18次.水封使其與空氣隔絕，模擬藍(lán)藻局部堆積形成的厭氧條件.將裝有藻液的碘量瓶置于恒溫振蕩器，在25±1℃條件下蔽光振蕩培養(yǎng)，振蕩頻率為160轉(zhuǎn)/min.

1.2 分析方法

根據(jù)藍(lán)藻降解速率，分別于實(shí)驗(yàn)開始后第0、12、24、48、96、168 h固定時(shí)刻取樣，每個(gè)濃度每次隨機(jī)取3個(gè)試驗(yàn)瓶作為重復(fù).取樣后迅速測(cè)定溶解氧(DO)、pH值及電導(dǎo)率;每個(gè)試驗(yàn)瓶所有樣品經(jīng)0.45 μm醋酸纖維濾膜抽濾，取濾膜上藍(lán)藻測(cè)葉綠素a(Chl.a)濃度，取濾液測(cè)溶解性污染物含量.有機(jī)物指標(biāo)用化學(xué)需氧量(CODCr)和UV254表征;營養(yǎng)鹽的釋放用氮磷指示，分別測(cè)定總?cè)芙庑缘?TDN)、硝態(tài)氮(-N)、亞硝態(tài)氮(-N)、銨態(tài)氮(-N)、總?cè)芙庑粤?TDP).溶解性無機(jī)氮(DIN)以-N、-N、-N之和表示，溶解性有機(jī)氮(DON)為總?cè)芙庑缘?TDN)與DIN之差.相關(guān)測(cè)定方法參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第四版)》［14］.

Chl.a的降解速率采用Olson的指數(shù)衰減模型［15］計(jì)算:

式中，C0為Chl.a的初始濃度(mg/L);Ct為降解t時(shí)間的Chl.a濃度(mg/L);t為分解時(shí)間(d);k即為降解速率常數(shù)(d－1).

Chl.a在t時(shí)間內(nèi)的降解率r計(jì)算公式為:

2 結(jié)果與分析

2.1 表觀特征和Chl.a變化特征

試驗(yàn)開始時(shí)各組試驗(yàn)瓶中藻類均呈綠色，且漂浮于水體表層，水體較清澈.24 h后，藍(lán)藻逐漸沉降到瓶底.DL和DM組藍(lán)藻逐漸變黃;DH組試驗(yàn)瓶中藍(lán)藻未明顯變黃，但藻液從48 h開始逐漸變?yōu)樗{(lán)紫色.3組藻液均散發(fā)出惡臭，并持續(xù)到實(shí)驗(yàn)結(jié)束.

藍(lán)藻厭氧分解 168 h，DL、DM和 DH組初始 Chl.a 含量分別從 2.18、10.79、40.65 mg/L 降至 1.59、5.57、27.69 mg/L，降解率相應(yīng)為30%、48%、32%(圖1a);其中，24 h內(nèi)降解率分別為5%、13%、24%.根據(jù)Olson的指數(shù)衰減模型對(duì)Chl.a的降解速率進(jìn)行擬合結(jié)果表明(圖1b)，藍(lán)藻密度不同的系統(tǒng)中Chl.a的降解速率不同，DL、DM和 DH降解速率常數(shù)分別為 0.074、0.133 和 0.081 d－1.

圖1 藍(lán)藻厭氧分解過程中Chl.a濃度變化(a)和降解速率(b)Fig.1 Variations(a)and degradation rates(b)of Chl.a concentration during the anaerobic decomposition of cyanobacteria

2.2 DO、pH和電導(dǎo)率的變化特征

DL、DM和DH組藻液在12 h 內(nèi)DO 分別從6.76、8.04、7.05 mg/L 降至0.50 mg/L 以下，經(jīng)過短暫的好氧降解過程后，進(jìn)入?yún)捬踅到怆A段.

由于藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量較高，厭氧分解產(chǎn)生有機(jī)酸，所以3組藍(lán)藻藻液pH均呈酸性(圖2a).在實(shí)驗(yàn)過程中，pH先降低后升高.這可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)前期生成大量有機(jī)酸使pH降低;實(shí)驗(yàn)后期，隨著有機(jī)氮的降解，產(chǎn)生而導(dǎo)致pH回升.

電導(dǎo)率反映水體中離子成分的含量情況，進(jìn)而可反映湖泊富營養(yǎng)化發(fā)生的程度［16］.藍(lán)藻堆積死亡分解產(chǎn)生大量無機(jī)鹽離子和有機(jī)酸，導(dǎo)致電導(dǎo)率持續(xù)升高，并且隨藍(lán)藻密度增大而增加(圖2b).實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，DL、DM和 DH組電導(dǎo)率分別達(dá)到 141、544 和949 μS/cm.

2.3 有機(jī)物的變化特征

用化學(xué)需氧量(CODCr)作為衡量藍(lán)藻堆積死亡時(shí)產(chǎn)生溶解性有機(jī)物含量的指標(biāo)，數(shù)值越大說明水體受污染越嚴(yán)重.DL和DM藻液CODCr濃度在升高過程中有短暫的下降，繼而繼續(xù)升高;而DH一直呈升高趨勢(shì)(圖 3a).試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，DL、DM和 DH組 CODCr分別達(dá)到40.75、70.78 和225.20 mg/L，表明藍(lán)藻堆積死亡過程中產(chǎn)生大量有機(jī)物，且與藍(lán)藻初始密度呈正比(R2=0.997).

在厭氧條件下，藍(lán)藻可被微生物分解成分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腐殖質(zhì)類物質(zhì)，大多為芳烴化合物和具有共軛雙鍵的有機(jī)化合物，與UV254值正相關(guān)，且分子量越大其UV254越高［17］.DL和DM藻液UV254在第24 h分別上升至0.13 和0.42 cm－1，隨后逐漸降低;DH組 UV254在24 h 內(nèi)迅速升高至2.43 cm－1后緩慢上升，96 h 達(dá)到最大值(3.25 cm－1)后又呈下降趨勢(shì)(圖3b).

圖2 藍(lán)藻厭氧分解過程中水體pH(a)和電導(dǎo)率(b)的變化Fig.2 Variations of pH(a)and conductivity(b)of the water during the anaerobic decomposition of cyanobacteria

圖3 藍(lán)藻厭氧分解過程中有機(jī)物濃度變化Fig.3 Variations of organic compounds concentrations of water during the anaerobic decomposition of cyanobacteria

2.4 氮、磷的釋放

藍(lán)藻分解釋放各形態(tài)氮的濃度均隨藍(lán)藻堆積密度的增大而增加，但趨勢(shì)有所差別(圖4).DL組TDN濃度在48 h內(nèi)上升至9.15 mg/L，而后減緩，第96 h后濃度繼續(xù)上升，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)濃度為19.36 mg/L;DM組TDN在第24 h濃度即達(dá)到28.16 mg/L，占最終濃度的57%，隨后緩慢升高;而DH組第48 h TDN濃度升至104.86 mg/L，繼而逐漸降低，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)濃度為81.03 mg/L.DL、DM和 DH組藻液 DON 分別在第48、24、48 h 達(dá)到濃度峰值，分別為 6.68、20.09 和 73.91 mg/L，隨后分別下降至 1.84、3.83、17.59 mg/L.DIN 與-N釋放趨勢(shì)一致，DL組濃度升高后又有所下降，繼而繼續(xù)上升;DM組濃度持續(xù)上升;DH組在第24 h上升至28.31 mg/L，占最終釋放量的 45%.DL、DM和 DH組-N 最終濃度分別為 17.52、44.06 和59.41 mg/L，均占相應(yīng)DIN含量的90%以上.-N濃度先升高后降低，甚至減少為0.-N在整個(gè)過程中含量均低于0.01 mg/L，可忽略不計(jì).

TDP的釋放過程與TDN差異較大，TDP釋放濃度逐漸升高，48 h之后趨于平衡，168 h后DL、DM和DH組濃度分別達(dá)到 2.76、11.73 和 44.47 mg/L，并與藍(lán)藻初始密度呈正比(R2=0.999).

2.5 黑臭指數(shù)的變化

藍(lán)藻大規(guī)模聚集并堆積死亡，導(dǎo)致溶解氧迅速降低，銨態(tài)氮濃度升高，水體呈黑色或醬褐色，有明顯臭味［8］.藍(lán)藻水華產(chǎn)生的黑臭現(xiàn)象可用黑臭指數(shù)I表征，I與水中-N濃度和DO飽和百分率之間的相互關(guān)系為［18］:

圖4 藍(lán)藻厭氧分解過程中氮、磷濃度變化Fig.4 The variations of concentrations of nitrogen and phosphorus during the anaerobic decomposition of cyanobacteria

當(dāng)I＞5時(shí)，表明水質(zhì)發(fā)生異臭［18］.藍(lán)藻堆積進(jìn)入?yún)捬醴纸膺^程，溶解氧濃度為0 mg/L，則-N含量超過2 mg/L即產(chǎn)生異臭.在試驗(yàn)48 h后，3組實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)I＞5，可見藍(lán)藻堆積極易引發(fā)水體黑臭現(xiàn)象(圖5).

2.6 對(duì)水源地水質(zhì)的影響

為了探討藍(lán)藻厭氧堆積對(duì)水源地水質(zhì)造成的影響，本文嘗試將厭氧分解模擬試驗(yàn)獲得的污染物釋放量應(yīng)用于巢湖東部水源區(qū).假設(shè)藍(lán)藻厭氧分解產(chǎn)生的可溶性污染物全部垂直進(jìn)入水柱中，以每年5-10月藍(lán)藻暴發(fā)期間巢湖東部水源區(qū)平均水深1.5 m和本試驗(yàn)所用碘量瓶高度10 cm進(jìn)行換算，獲得藍(lán)藻厭氧堆積釋放至水體中的污染物濃度(圖6).根據(jù)我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)需達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 3838—2002)(其中TP 濃度≤0.05 mg/L，TN 濃度≤1.0 mg/L，-N濃度≤1.0 mg/L，COD濃度≤20 mg/L)［19］.不同密度藍(lán)藻堆積分解造成水源區(qū) TP、TN 和-N濃度均超過地表III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).當(dāng)藍(lán)藻密度為2.23×1012cells/L時(shí)，水源區(qū) TP、TN 和-N 濃度將分別為 0.18、1.29、1.17 mg/L;藍(lán)藻密度為1.19 ×1013cells/L 時(shí)，TP、TN 和-N 濃度分別達(dá)到0.78、3.29 和2.93 mg/L;藍(lán)藻密度為4.47 ×1013cells/L 時(shí)，TP、TN 和-N 濃度分別達(dá)到 2.96、5.40 和 3.96 mg/L，這與巢湖水源區(qū)實(shí)際監(jiān)測(cè)值相近.2010年7月巢湖東部水源地藍(lán)藻堆積密度為(3.20±0.53)×1012cells/L時(shí)，TP、TN和-N 濃度分別為 0.63 ±0.18、8.31 ±4.45 和1.16 ±0.84 mg/L.但試驗(yàn)計(jì)算得到的 COD 釋放量最大值為15.0 mg/L(DH組，第168 h)與實(shí)際監(jiān)測(cè)值(225±110 mg/L)差別較大.并且藍(lán)藻厭氧分解對(duì)水源區(qū)的影響非常迅速，藍(lán)藻堆積48 h釋放的氮磷就能造成水源區(qū)TP、TN和-N濃度超過標(biāo)準(zhǔn)限值，如DL組TP為0.12 mg/L，DM組 TN 為 2.10 mg/L，DH組-N 為 1.82 mg/L.

圖5 藍(lán)藻厭氧分解過程中黑臭指數(shù)變化Fig.5 Changes of odour intensive indexes during the anaerobic decomposition of cyanobacteria

3 討論

水華藍(lán)藻在適當(dāng)?shù)臏囟?、光照和風(fēng)力條件下大量堆積，導(dǎo)致水體中溶解氧大幅下降并趨于零，使藍(lán)藻在厭氧條件下死亡分解，并對(duì)湖泊水體產(chǎn)生影響.藍(lán)藻堆積密度不同，厭氧分解過程有所變化.24 h內(nèi)，Chl.a降解率隨藍(lán)藻密度增加而增大，說明堆積密度越大，藍(lán)藻死亡越迅速;而168 h內(nèi)DM組Chl.a表現(xiàn)出更快的分解速率，可能是因?yàn)樵撍{(lán)藻密度更適宜分解細(xì)菌的生長，細(xì)菌活性相對(duì)較高［20］.在自然衰亡過程中，藍(lán)藻會(huì)釋放藻藍(lán)素，顏色逐漸由綠色變?yōu)辄S綠色，再變?yōu)闇\黃色，最后變?yōu)榘咨珰報(bào)w;周圍水體可能會(huì)出現(xiàn)藍(lán)紫色［21］.本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)藍(lán)藻堆積密度＜1.19×1013cells/L(DM)時(shí)，藍(lán)藻顏色逐漸由綠色變?yōu)辄S色，藍(lán)藻細(xì)胞破裂釋放的色素并未在水體中積累，水體未明顯變色.而當(dāng)藍(lán)藻密度更高(達(dá)到4.47×1013cells/L)時(shí)水體呈藍(lán)紫色，可能是因?yàn)樗{(lán)藻細(xì)胞破裂釋放出大量藻藍(lán)素［21］，且其釋放速率遠(yuǎn)高于降解速率.第48 h后3組試驗(yàn)系統(tǒng)的黑臭指數(shù)均＞5，水體異臭.另外，部分水華藍(lán)藻可產(chǎn)生具有霉臭味的次生代謝產(chǎn)物如土臭素、二甲基異莰醇等，藍(lán)藻衰亡時(shí)這些嗅味物質(zhì)從細(xì)胞內(nèi)大量釋放至水體中，進(jìn)一步加劇湖泊異味問題［22］.可見，高密度藍(lán)藻厭氧降解會(huì)影響湖泊感官性狀.

藍(lán)藻堆積死亡過程中，水體中CODCr持續(xù)升高，UV254呈先升高后降低趨勢(shì);并且藍(lán)藻密度越高，UV254表征的芳香性有機(jī)物在水體中累積時(shí)間越長.在藍(lán)藻厭氧分解過程中，先產(chǎn)生分子量較大的有機(jī)物，隨后逐漸分解為小分子有機(jī)物.這是由于厭氧分解可使藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)水解和發(fā)酵轉(zhuǎn)化為單糖、氨基酸、肽等，并進(jìn)一步分解成分子量更小的物質(zhì).藍(lán)藻厭氧分解釋放的揮發(fā)性硫化物、二甲基三硫等硫醚類物質(zhì)與底泥中的重金屬化合形成致黑物質(zhì)在風(fēng)浪作用下懸浮，導(dǎo)致水體發(fā)黑，會(huì)引發(fā)“黑水團(tuán)”現(xiàn)象，并伴有刺激性異味氣體產(chǎn)生［7-8］.以往研究報(bào)導(dǎo)出現(xiàn)“黑水團(tuán)”的水域，電導(dǎo)率達(dá)774 μS/cm，并且有機(jī)物和氮、磷，尤其是-N濃度急劇升高與藍(lán)藻腐敗分解密切相關(guān)［8-10］.這與本研究中高密度藍(lán)藻厭氧分解水體電導(dǎo)率達(dá)到949 μS/cm的結(jié)果一致，藍(lán)藻厭氧分解釋放大量有機(jī)酸和無機(jī)鹽離子，使水體電導(dǎo)率大幅升高.可見，高密度藍(lán)藻厭氧分解會(huì)改變水體的溶解氧、酸堿度、電導(dǎo)率等物理性質(zhì)，使水體中有機(jī)物含量升高，導(dǎo)致湖泊水環(huán)境惡化.

湖泊藍(lán)藻水華發(fā)生后，大量藍(lán)藻細(xì)胞分解釋放的氮磷是水體營養(yǎng)鹽的一個(gè)重要來源.本研究中高密度藍(lán)藻(4.47×1013cells/L)厭氧培養(yǎng)168 h后，釋放到水體中的 TDN和 TDP濃度分別達(dá)81.03 mg/L和44.47 mg/L，并釋放出大量-N(濃度為59.41 mg/L).藍(lán)藻堆積死亡分解過程中，細(xì)胞破裂釋放出的大量顆粒有機(jī)氮(PON)逐漸通過微生物活動(dòng)轉(zhuǎn)化為DON，并進(jìn)一步分解為DIN.當(dāng)水體中含有溶解氧時(shí)，有機(jī)氮在好氧微生物作用下分解產(chǎn)生-N，同時(shí)硝化細(xì)菌使一部分-N經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)化為-N.隨著氧氣的消耗，PON在厭氧微生物作用下直接由氨化作用生成-N或先生成DON后逐漸礦化為-N，另有部分-N也可通過氨異化作用被還原成-N［23］.-N和-N在反硝化作用或硝酸鹽異化還原作用的系列反應(yīng)中被還原，產(chǎn)生氣態(tài)的N2和N2O釋放到大氣中，造成一定的N損耗［24］，從而使系統(tǒng)內(nèi)TDN濃度呈先升高后略微降低趨勢(shì).N2O是溫室氣體，但目前富營養(yǎng)化湖泊逸散的N2O氣體尚無定量研究.藍(lán)藻分解速率遠(yuǎn)高于一般水生高等植物殘?bào)w，因此短期內(nèi)可能會(huì)有更大比例的營養(yǎng)物質(zhì)以溶解態(tài)營養(yǎng)鹽的形式留在水體中［12］.試驗(yàn)結(jié)果表明藍(lán)藻堆積48 h即造成水源區(qū)水質(zhì)嚴(yán)重下降，TP、TN和-N濃度高于地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)限值(GB/T 3838—2002).藍(lán)藻厭氧分解過程水體中-N含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，可為藻類再生長提供營養(yǎng)條件，從而引起藍(lán)藻水華再次暴發(fā).而且水源區(qū)藍(lán)藻堆積死亡，導(dǎo)致進(jìn)入自來水廠的原水含氮量過高，影響自來水出水質(zhì)量.盡管目前還沒有關(guān)于飲用水中-N危害人體健康的報(bào)道，但自來水中高濃度的-N可通過硝化反應(yīng)產(chǎn)生大量-N，并與氯發(fā)生反應(yīng)，使自來水消毒劑的用量大大增加，產(chǎn)生令人厭惡的嗅和味［25］.藻類及其降解產(chǎn)物在氯化消毒過程中還會(huì)產(chǎn)生有害健康消毒副產(chǎn)物［26］.近年來，含氮消毒副產(chǎn)物(N-DBPs)在飲用水中不斷被檢出，盡管含量遠(yuǎn)低于常規(guī)消毒副產(chǎn)物，但其危害卻遠(yuǎn)高于后者，而水中DON化合物為N-DBPs主要前驅(qū)物［27］.因此，高密度藍(lán)藻堆積死亡產(chǎn)生的大量氮磷釋放至水體中，會(huì)加劇湖泊富營養(yǎng)化并危害飲用水安全.

圖6 藍(lán)藻厭氧分解釋放至水源地水體中的污染物濃度變化Fig.6 Changes of contaminant concentrations during the anaerobic decomposition of cyanobacteria in source water

湖泊富營養(yǎng)化和藍(lán)藻水華現(xiàn)象的發(fā)生，使得水源地的安全性下降，甚至引起飲用水危機(jī).藍(lán)藻大量堆積死亡時(shí)，污染物的釋放量隨堆積時(shí)間而變化，在48 h即對(duì)湖泊水源地水質(zhì)安全形成威脅.因此，及時(shí)打撈水華藍(lán)藻并防止其堆積死亡，可有效抑制藍(lán)藻水華危機(jī)的發(fā)生.

4 結(jié)論

高密度藍(lán)藻堆積導(dǎo)致水體的溶解氧迅速下降，12 h內(nèi)進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài);藍(lán)藻在厭氧條件下腐爛分解并散發(fā)出惡臭，使湖泊水體感官性狀下降.高密度藍(lán)藻厭氧分解過程中水體pH呈酸性，電導(dǎo)率逐漸升高，并釋放大量有機(jī)物和可溶性營養(yǎng)鹽至水體中，甚至導(dǎo)致湖泊水體中TN、TP和-N濃度超過地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3838—2002中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的限值.隨著藍(lán)藻堆積密度的升高，污染物釋放強(qiáng)度大大增加，對(duì)水環(huán)境的影響也越大.為避免藍(lán)藻大量堆積死亡致水源區(qū)水質(zhì)下降并影響自來水出水質(zhì)量，建議在水華期間及時(shí)打撈藍(lán)藻.

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