太湖浮游植物中重金屬含量的季節(jié)變化特征及湖區(qū)差異*

王穎雪，王沛芳**，王 超，劉佳佳，王睿喆

(1： 河海大學(xué)淺水湖泊綜合治理與資源開發(fā)教育部重點實驗室，南京 210098) (2： 河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，南京 210098)

太湖浮游植物中重金屬含量的季節(jié)變化特征及湖區(qū)差異*

王穎雪1，2，王沛芳1，2**，王 超1，2，劉佳佳1，2，王睿喆1，2

(1： 河海大學(xué)淺水湖泊綜合治理與資源開發(fā)教育部重點實驗室，南京 210098) (2： 河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，南京 210098)

近年來隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，排入太湖的污水中重金屬含量不斷增加，為研究太湖浮游植物中重金屬的污染狀況，分別于2009年春季(4月)、夏季(7月)和冬季(12月)對太湖不同湖區(qū)展開調(diào)查，通過HCA聚類分析和Pearson相關(guān)分析探討不同湖區(qū)浮游植物中重金屬含量的季節(jié)變化，并與優(yōu)勢藻種進行CCA分析，對浮游植物重金屬與各藻種關(guān)系進行初步探討.結(jié)果表明：太湖浮游植物中重金屬的含量大小為：Zn>Mn>Pb>Cu>Ni>Cr>As>Cd>Hg，其中Zn、Cu、Mn、Pb、Ni的季節(jié)變化明顯，Zn和Cu、Pb、Ni、Cr之間的相關(guān)系數(shù)很高且具有同源性.通過對比不同湖區(qū)，發(fā)現(xiàn)北部梅梁灣的浮游植物重金屬含量較高，東太湖和湖心區(qū)含量均低于沿岸湖區(qū).CCA分析表明春季重金屬與優(yōu)勢藻種呈正相關(guān)，而夏季和冬季二者呈負相關(guān).三季中重金屬與藍藻和綠藻的相關(guān)性最高，與隱藻的相關(guān)性最低.藍藻中，重金屬與銅綠微囊藻的相關(guān)性高于水華微囊藻.

太湖；浮游植物；重金屬；CCA

太湖是我國的五大淡水湖之一，位于社會經(jīng)濟發(fā)達的長三角地區(qū)[1].近年來隨著太湖流域工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，煤、石油等化石燃料的消耗量增加，大量含重金屬的污廢水排入湖體，使得太湖的富營養(yǎng)化和重金屬污染日益嚴重[2-4].浮游植物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者，處于食物鏈的最底端，受重金屬污染的影響程度較大.重金屬在浮游植物的富集作用下，通過食物鏈的累積和放大作用影響頂端生物[5-6]，破壞其正常的生理代謝功能，威脅人類健康.

以往對太湖重金屬的研究主要集中在水、沉積物的污染特征和分布狀況上，很少與浮游植物相結(jié)合.本文從這個角度出發(fā)，在2009年3個季節(jié)調(diào)查資料的基礎(chǔ)上，分析了太湖不同湖區(qū)之間浮游植物中的重金屬含量變化特征，并通過重金屬與優(yōu)勢藻種的CCA分析對浮游植物重金屬與各藻種關(guān)系進行初步探討，旨在為太湖重金屬污染的防控治理以及流域決策管理提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 采樣時間與樣點布設(shè)

圖1 太湖湖區(qū)劃分及采樣點Fig.1 Regions and sampling sites in Lake Taihu

于2009年春季(4月)、夏季(7月)、冬季(12月)3個季節(jié)在太湖進行浮游植物的樣品采集.根據(jù)太湖污染狀況及沿岸地理特征，將太湖分為8個區(qū)域，并根據(jù)所確立的樣點應(yīng)對研究區(qū)域的多項調(diào)查指標有較好代表性的原則[7]，共布設(shè)34個樣點：北部梅梁灣6個、竺山灣4個、貢湖灣9個、西部沿岸區(qū)3個、湖心區(qū)6個、南部沿岸區(qū)2個、東太湖2個、東部沿岸區(qū)2個，覆蓋全太湖(圖1).

1.2 樣品采集與處理

1.2.1 浮游植物的采集鑒定 浮游植物采用25#浮游生物網(wǎng)(網(wǎng)孔直徑0.064mm)在表層至0.5m水深處呈“∞”形緩慢拖濾，以20～30cm/s的速度拖動1～3min(網(wǎng)內(nèi)不得有氣泡)，待網(wǎng)內(nèi)多余水濾去，全部標本落入浮游網(wǎng)底管時，打開底管活門，將樣本裝入干凈的聚乙烯袋中密封，運回實驗室冷凍干燥[7].鏡檢樣品用有機玻璃采水器在0.5m水深處取樣1L，并加1.5%魯哥試劑現(xiàn)場固定.靜置沉淀24h后濃縮至30ml標本瓶中，使用10×40倍光學(xué)顯微鏡鑒定種屬[8].

1.2.2 浮游植物中重金屬的測定 將冷凍干燥后的浮游植物樣品用瑪瑙研缽研細，過100目(0.149nm)篩后進行重金屬元素的測定.取0.2g樣品置于聚四氟乙烯消解罐中，采用HNO3-HF-H2O2混酸微波消解，冷卻后移至聚四氟乙烯燒杯中加入0.5ml HClO4，于200℃電熱板加熱，待樣品蒸至近干時加入1.0ml濃HNO3，定容搖勻[9].用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測定浮游植物中Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Mg、Cr、As、Hg 9種重金屬元素的含量.

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

1.3.1 聚類分析 利用SPSS 17.0對34個樣點的浮游植物重金屬進行聚類分析(HCA)[10].聚類分析的實質(zhì)是建立一種分類方法，在事先不知道樣本數(shù)據(jù)類別的情況下，將對象按照它們在性質(zhì)上的親疏程度進行自動分類，不同種類之間具有明顯的區(qū)別[11].本研究采用最常用的系統(tǒng)聚類法，并建立聚類分析樹狀圖，對各樣點進行分類.

1.3.2 典型對應(yīng)分析 利用CANOCO 4.5對浮游植物中重金屬和優(yōu)勢藻種進行典型對應(yīng)分析(CCA)[12]，CCA的基本思路是在對應(yīng)分析的迭代過程中，每一步均與環(huán)境因子進行多元線性回歸.在所建立的二維排序圖中，帶箭頭的射線代表重金屬元素和優(yōu)勢藻種，空心圓點代表采樣點.箭頭所處的象限代表其與排序軸的正負相關(guān)性，而向量的長短則反映了其在主軸中的作用大小.射線之間夾角的余弦值代表了它們之間的相關(guān)性，當夾角為90°時相關(guān)性最低[13].

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游植物中重金屬含量的季節(jié)變化特征

2009年春、夏、冬3次調(diào)查的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，太湖浮游植物中所測的9種重金屬含量呈現(xiàn)明顯的梯度分布：Zn、Mn、Pb所占的比例最大，平均濃度在156.06～339.79mg/kg之間，可達重金屬總量的80.36%；其次為Cu、Ni、Cr，平均濃度在32.22～84.45mg/kg之間，共占總量的18.44%；As、Cd、Hg的含量很低，平均濃度在0.83～6.07mg/kg之間，只占到總量的1.20%.綜合3個季節(jié)數(shù)據(jù)，太湖浮游植物中重金屬含量的大小順序為：Zn>Mn>Pb>Cu>Ni>Cr>As>Cd>Hg(表1).

表1 太湖浮游植物中重金屬含量Tab.1 Content of heavy metals in phytoplankton of Lake Taihu

變異系數(shù)體現(xiàn)了數(shù)據(jù)間的平均離散程度.太湖浮游植物中各重金屬的變異系數(shù)均大于20%(表1)，表明其季節(jié)變化特征明顯.在總量上表現(xiàn)為：春季>冬季>夏季.對于單個元素，除Ni在夏季的含量增加外，其余各重金屬的季節(jié)變化均與總趨勢相同.不同元素的季節(jié)變化幅度也不盡相同.Zn濃度的變化幅度最大，在夏季下降顯著，總量低于Mn和Ni，不再占絕對優(yōu)勢；Cu的含量較低，但在冬季有很大提高；而Pb濃度在夏季降幅較大，冬季基本不變，因此冬季Cu的總含量超過Pb；Mn濃度的降幅較大但遠低于Zn，于夏季濃度超過Zn達到最大；Ni在夏季的含量增加，僅次于Mn；其余重金屬的季節(jié)變化幅度不大(圖2a).

2.2 浮游植物中重金屬含量的空間變化特征

太湖不同湖區(qū)浮游植物中的重金屬含量存在顯著差異，在總量上表現(xiàn)為：北部湖灣>沿岸湖區(qū)>東太湖和湖心區(qū).其中北部湖灣以梅梁灣浮游植物的重金屬含量最高，其次為貢湖灣；沿岸湖區(qū)中南部湖區(qū)的浮游植物中重金屬含量最高；以養(yǎng)殖業(yè)為主的東太湖和湖心區(qū)含量最低.對于單個元素，Zn在梅梁灣、貢湖灣和南部沿岸區(qū)的含量均較高，最低值出現(xiàn)在湖心區(qū)；Mn在北部湖區(qū)的含量高于其它湖區(qū)，其中以梅梁灣最高，其余湖區(qū)的含量差別不大；Pb的最大值出現(xiàn)在西部沿岸區(qū)，其次是貢湖灣，最小值位于東太湖；Cu在梅梁灣最高，南部沿岸區(qū)的比重也較大，僅次于梅梁灣，湖心區(qū)的含量最低；Ni的最大值位于貢湖灣，略高于沿岸地區(qū)；Cr在湖心區(qū)含量最低，其它湖區(qū)差別不大；As在西部沿岸和湖心區(qū)的含量小于其它湖區(qū)；Cd和Hg在各湖區(qū)的差別不大(圖2b).

圖2 太湖浮游植物重金屬含量的季節(jié)變化(a)和空間分布(b)Fig.2 Seasonal(a) and spatial(b) variations of heavy metals in phytoplankton in Lake Taihu

對太湖浮游植物34個樣點的9種重金屬進行聚類分析，將點位分為3類.第1類包括8、9、16、20等點位，分別位于西部、南部、東部沿岸湖區(qū)以及北部竺山灣的部分湖區(qū)；第2類包括2、24、27、33等點位，主要位于北部重金屬含量較高的梅梁灣和貢湖灣一帶；第3類包括6、14、17、23等點位，主要分布在東太湖和湖心區(qū)，這些點位的浮游植物中重金屬含量較低；1號點離梅梁灣的入湖河道和人類活動區(qū)較近，重金屬含量很高，可歸為第2類；22號點位于湖心，重金屬含量低，可歸為第3類(圖3).

圖3 太湖浮游植物重金屬聚類樹狀圖Fig.3 HCA tree diagram of heavy metals in phytoplankton of Lake Taihu

為了進一步研究太湖浮游植物中重金屬空間分布的相關(guān)性及其來源，對9種重金屬總量進行了Pearson相關(guān)分析.由表2可以看出，Zn和Cu、Pb、Ni、Cr之間的相關(guān)系數(shù)很高，表明它們具有顯著的同源性，即具有相似的污染源和污染程度.其中Pb與Ni的相關(guān)系數(shù)相對較小，但它與Zn和Cu的相關(guān)性較高，與Cr的相關(guān)性最高，因此可推斷Pb與其它4種重金屬污染仍為同一來源，但污染程度略不相同.Mn和Zn、Cu、Pb、Ni的相關(guān)系數(shù)較高，Hg和Zn、As之間也存在一定的相關(guān)性.

表2 浮游植物中重金屬含量的相關(guān)矩陣Tab.2 Correlation matrix ofheavy metals in phytoplankton

*表示顯著相關(guān)(P<0.05)；**表示極顯著相關(guān)(P<0.01).

2.3 浮游植物中重金屬含量與藻種的關(guān)系

通常浮游植物中重金屬濃度主要與浮游植物的種類組成、生物量以及外界環(huán)境因子有關(guān).不同季節(jié)、不同湖區(qū)浮游植物的優(yōu)勢種不同，而不同種類的浮游植物對重金屬的吸收情況也不盡相同，因此本文在3個季節(jié)調(diào)查資料的基礎(chǔ)上，選取全年常見優(yōu)勢種，對浮游植物重金屬含量與各藻種關(guān)系進行初步探討.藻種的采樣點與浮游植物重金屬采樣點相同，覆蓋太湖各湖區(qū)，選取的優(yōu)勢種為藍藻中的銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)、水華微囊藻(M.flos-aquae)，綠藻中的小球藻(Chlorellavulgaris)，硅藻中的顆粒直鏈藻(Aulacoseiragranulata)，隱藻中的尖尾藍隱藻(Chroomonasacuta)和甲藻中的角甲藻(Ceratiumhirundinella).

二維排序圖中第一軸是約束性排序軸，對響應(yīng)變量的解釋比例達40%，后三軸都是非約束性的，解釋比例為26.4%，第一軸解釋量大于第二軸.春季，從總體上看重金屬與優(yōu)勢藻種含量呈正相關(guān)，除尖尾藍隱藻外，其余藻類均與重金屬關(guān)系密切.其中Ni與銅綠微囊藻的相關(guān)性高于水華微囊藻；Pb、Hg與小球藻，Cu與角甲藻均呈高度正相關(guān)；而As與大部分藻類呈負相關(guān).第Ⅲ象限的1、7、25等點位主要與Ni、Cu、Pb和藍綠藻的相關(guān)性較高，大都分布在北部湖灣；而沿岸湖區(qū)的點位主要分布在Ⅱ、Ⅳ象限，與Zn、Mn、Cd的相關(guān)性較高；6、15、22等湖心區(qū)點位也分布在第Ⅳ象限，與Cd的相關(guān)性最高(圖4a).

夏季的二維排序圖中第一軸對響應(yīng)變量的解釋比例達62.3%，第二軸的解釋比例為16.3%，第一軸解釋量遠高于第二軸.從總體上看重金屬與優(yōu)勢藻種含量呈負相關(guān)，并與藍綠藻和角甲藻關(guān)系密切.其中Ni和Hg雖然與藍綠藻和甲藻呈正相關(guān)，但相關(guān)性不高，其余重金屬均與這3類藻呈負相關(guān)；所有重金屬均與尖尾藍隱藻呈負相關(guān)，與顆粒直鏈藻呈正相關(guān)，但這兩種藻并不占主要因素.點位在各象限的分布比較均勻(圖4b).

冬季的二維排序圖中第一軸對響應(yīng)變量的解釋比例為51%，第二軸的解釋比例為13.7%，第一軸解釋量明顯高于第二軸.從整體上看重金屬與優(yōu)勢藻種含量呈負相關(guān)，并與藍綠藻和硅藻的關(guān)系密切.其中所有重金屬均與顆粒直鏈藻和尖尾藍隱藻呈正相關(guān)；Pb與角甲藻的相關(guān)性較高；除Pb外所有重金屬均與藍綠藻呈負相關(guān).沿岸湖區(qū)的11、13、16、21點位于第Ⅰ象限；5、25、34等北部湖灣的部分點位主要位于Ⅱ、Ⅲ象限，與Zn、Cu、Pb、Mn以及藍藻和硅藻的相關(guān)性較高(圖4c).

3 討論

水體中的重金屬含量很低且分布不規(guī)律，往往因氣象水文條件以及人類排放等因素表現(xiàn)出較大的隨機性.而在浮游植物中重金屬容易得到積累并呈現(xiàn)出比較明顯的分布特征[14].太湖流域面積廣闊，連同進出湖泊的200多個大小河道組成一個密如蛛網(wǎng)的水系.由于人類經(jīng)濟活動的影響以及污染治理措施的不同，各湖區(qū)的生態(tài)環(huán)境差別較大，浮游植物中重金屬的含量分布也不盡相同[15-16].

圖4 浮游植物中重金屬與優(yōu)勢藻種含量的CCA分析： (a) 春季；(b) 夏季；(c) 冬季 (C1：銅綠微囊藻； C2：水華微囊藻； Ch：小球藻； B：顆粒直鏈藻； Cr：尖尾藍隱藻； P：角甲藻)Fig.4 CCA analysis of heavy metals in phytoplankton and dominant algae：(a) spring；(b) summer； (c) winter

3.1 浮游植物中重金屬含量的季節(jié)變化特征

2009年對太湖的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，浮游植物中重金屬以Zn、Mn、Pb占優(yōu)勢，且季節(jié)變化幅度較大，Cu、Ni、Cr含量次之，而As、Cd、Hg含量很低，季節(jié)變化不大.陳璐璐等[17]通過研究太湖水體中典型的重金屬污染及生態(tài)風(fēng)險，認為隨著電鍍和有色金屬冶煉工業(yè)的快速發(fā)展，大量含Zn、Ni、Mn的污水排入太湖，合成橡膠工業(yè)所使用的穩(wěn)定劑會產(chǎn)生Zn、Pb和Cd，開采冶煉和機械制造也會排放含有Cu和Zn的廢水，Cr主要來源于鋁鹽生產(chǎn)和皮革制造.支田田等[18]研究認為浮游植物中Zn的含量最高，主要與周邊污水的排放有關(guān)；Pb污染的含量高不僅由于工業(yè)廢水的影響，還與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的殺蟲劑和化肥使用有關(guān)，此外，在太湖上航行的船只通過汽油燃燒排放的廢氣也可以進入水體中.

由于人為污染的重金屬會以非殘渣態(tài)的形式存在，容易受到外界條件和多種因素的影響，因此會產(chǎn)生季節(jié)波動[19].Wang等[20]認為，一般溫度較低時，浮游植物對重金屬的吸附量隨水溫升高而增加，當達到一定溫度后隨水溫升高而減小.太湖冬季到春季水溫逐漸升高，浮游植物對重金屬的吸附量不斷增大，而隨著夏季水溫升高到一定限度時，吸附量開始降低，因此浮游植物中重金屬的季節(jié)變化表現(xiàn)為：春季>冬季>夏季.此外，蔡文貴等[21]通過分析考洲洋重金屬污染水平與潛在生態(tài)危害，認為夏季降水充沛，加上沿湖徑流帶入大量富含氮、磷的沖淡水，對重金屬起到了稀釋和向湖外轉(zhuǎn)移的作用，浮游植物的吸附量相應(yīng)減少，使得夏季浮游植物中重金屬的含量較低.而本研究中重金屬Ni不符合此季節(jié)變化規(guī)律，表明浮游植物中重金屬的含量是多因素影響的結(jié)果.

3.2 浮游植物中重金屬含量的空間變化特征

通過對比太湖不同湖區(qū)浮游植物中重金屬含量，發(fā)現(xiàn)北部湖灣的含量最高，其中梅梁灣的浮游植物受重金屬污染最嚴重，沿岸湖區(qū)高于湖心區(qū)和東太湖.任小龍等[22]研究了太湖北部重金屬分布特征及潛在生態(tài)風(fēng)險，認為北部湖灣離常州和無錫最近，人口稠密，工農(nóng)業(yè)發(fā)達，周圍分布著眾多冶煉廠、造紙廠以及電鍍電池等化學(xué)產(chǎn)業(yè)，大量重金屬通過望虞河、太滆運河等密集的入湖河流排入湖內(nèi)，浮游植物中重金屬的污染程度最高.李聰聰?shù)萚23]通過分析梅梁灣重金屬濃度的時空變化，發(fā)現(xiàn)梅梁灣位于北部經(jīng)濟發(fā)達的無錫工業(yè)區(qū)，周圍20多家重點工業(yè)源每年可排放大量含重金屬的未處理污水，并通過直湖港和梁溪河匯入梅梁灣，這也是梅梁灣浮游植物中Zn、Mn、Cu、Ni高于其它湖區(qū)的原因之一；此外，由于湖灣相對狹窄封閉，與湖心區(qū)的交換作用較差，重金屬在湖灣區(qū)得到進一步累積.

Yan等[24]研究了冬季環(huán)太湖河流的重金屬分布，認為貢湖灣承接了來自蘇州的部分污水，但其同時也是無錫的飲用水源地，因此得到了一定程度的保護；此外，貢湖灣西南部遠離城市，水面開闊流動性較強，且與湖心區(qū)相連通，有一定的自凈能力，因此浮游植物的重金屬污染程度低于梅梁灣.袁和忠等[25]對太湖重金屬和營養(yǎng)鹽污染進行了分析評價，發(fā)現(xiàn)西南沿岸湖區(qū)分布著眾多入湖河流和港口，如新瀆河、洋溪河、大浦港等，周邊的工業(yè)廢水排放以及人類活動的影響是浮游植物中重金屬含量較高的主要原因.但西南沿岸的企業(yè)遠不如北部區(qū)域密集，污廢水排放量也少于北部，因此西南沿岸浮游植物中重金屬的污染程度低于北部湖灣.白秀玲等[26]研究認為湖心、東部湖區(qū)離常州和無錫較遠，周圍企業(yè)較少，受人類影響較小，且湖區(qū)內(nèi)河流多為出湖河流，浮游植物中重金屬的污染程度較輕.

3.3 浮游植物中重金屬含量與藻種的關(guān)系

浮游植物中重金屬濃度的時空變化與浮游植物的種類和數(shù)量具有相關(guān)性.李文君[27]通過研究黃、東海春季網(wǎng)采浮游植物中部分金屬元素組成，認為其分布規(guī)律受到浮游植物群落種類、數(shù)量以及陸源物質(zhì)輸入等影響.許昆燦等[28]通過研究海洋環(huán)境中浮游植物對汞的攝取規(guī)律，認為某一區(qū)域內(nèi)浮游植物中重金屬濃度主要受生物活性重金屬濃度以及浮游植物生物量的影響.

通過CCA分析可以看出，春季總體上重金屬與優(yōu)勢藻種含量呈正相關(guān)，而夏季和冬季二者呈負相關(guān).吳建新等[29]通過研究呂泗大洋港浮游植物群落與環(huán)境因子關(guān)系，認為夏季充足的水量會稀釋重金屬的含量，對藻類的毒性作用也相對降低，加之沿岸大量匯入了富含N、P的廢水使藍藻暴發(fā)，藻密度大幅增加，因此該季藻類中重金屬量下降，二者呈負相關(guān)性；蘇玉等[30]分析了太湖武進港夏季和冬季浮游植物與環(huán)境因子的關(guān)系，認為冬季隨著溫度降低，大量廣溫普生性的藍綠藻數(shù)量劇減，喜低溫的硅藻成為優(yōu)勢種，浮游植物在數(shù)量上大幅下降，但冬季水量較小、重金屬濃度較高，二者也呈負相關(guān)性；春季是浮游植物的恢復(fù)期，大部分浮游植物開始增多，重金屬的濃度也隨著水溫和水量等因素開始升高，加上某些重金屬(如Fe、Zn等)在低濃度時對浮游植物有促進作用[31]，二者在一定程度上呈正相關(guān)性.

浮游植物的種類數(shù)量不同，其重金屬含量也不盡相同.三季中重金屬與藍藻和綠藻的相關(guān)性最高，與隱藻的相關(guān)性最低，其中藍藻中重金屬與銅綠微囊藻的相關(guān)性高于水華微囊藻.Raize等[32]研究認為當生物體暴露在含有重金屬的溶液中時，細胞壁首先與重金屬離子接觸，細胞壁的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成決定著生物體與重金屬離子相互作用的特性.藍藻在太湖中分布較廣，其微囊藻容易暴發(fā)形成水華，對重金屬有較強的耐受性.Kleinübing等[33]研究認為其細胞壁帶一定的負電荷，具有較大的表面積和粘性，可以提供多種官能團與重金屬離子結(jié)合，此外藍藻所特有的藍藻顆粒體也是藻體內(nèi)解毒系統(tǒng)的一部分.綠藻中的小球藻也是太湖常見優(yōu)勢藻種，具有極強的繁殖能力，汪蘋等[34]研究表明藍綠藻不僅可以通過胞外多糖來絡(luò)合重金屬離子，其細胞內(nèi)也存在與重金屬離子的結(jié)合位點.但當重金屬濃度過高時又會抑制藻類細胞正常代謝，關(guān)于重金屬與藻類作用的機理仍有待進一步研究.

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Seasonal variation and distribution characteristics of heavy metals in phytoplankton of different parts of Lake Taihu

WANG Yingxue1，2， WANG Peifang1，2， WANG Chao1，2， LIU Jiajia1，2& WANG Ruizhe1，2

(1：KeyLaboratoryofIntegratedRegulationandResourcesDevelopmentonShallowLakes，MinistryofEducation，HohaiUniversity，Nanjing210098，P.R.China)(2：CollegeofEnvironment，HohaiUniversity，Nanjing210098，P.R.China)

In recent years， the content of heavy metals in waste water which is discharged into Lake Taihu has been increasing continuously. In order to study the contamination status of heavy metals in phytoplankton of Lake Taihu， investigations were carried out in different parts of the lake in spring(April)， summer(July) and winter(December)， 2009. During the research， hierarchical cluster analysis(HCA) and Pearson correlation analysis were used to discuss the seasonal variation of heavy metals in phytoplankton in different parts of the lake. Canonical correspondence analysis(CCA) with dominant algae was applied to make a preliminary study of the relationship between heavy metals in phytoplankton and each alga.The results indicated that the sequence of heavy metals content in phytoplankton was Zn>Mn>Pb>Cu>Ni>Cr>As>Cd>Hg. Besides， the seasonal variation of Zn， Cu， Mn， Pb and Ni was obvious and there’s strong dependency between Cu， Pb， Ni， Cr and Zn， which reveals their homology dramatically. By comparing different parts of Lake Taihu， the content of heavy metals in phytoplankton was discovered the highest in the North Bay and the content in east and center of the lake was lower than that in lakeshore district.Based on the CCA results， generally there’s a positive correlation between heavy metals and dominant algae in spring， while a negative correlation in summer and winter on the contrary. What’s more， it shows that heavy metals have the highest correlation with Cyanophyta and Chlorophyta and the lowest correlation with Cryptophyta. Among Cyanophyta， heavy metals have a higher correlation withMicrocystisaeruginosathan those withMicrocystisflos-aquae.

Lake Taihu； phytoplankton； heavy metal； CCA

*國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃“973”項目(2010CB429006)和國家水體污染控制與治理科技重大專項(2012ZX07101-008)聯(lián)合資助.2014-04-09收稿；2014-05-27收修改稿.王穎雪(1989～)，女，碩士研究生；E-mail：yingxuewendy@163.com.

**通信作者；E-mail：pfwang2005@hhu.edu.cn.