盤州市虎跳峽水質(zhì)營養(yǎng)狀態(tài)及浮游藻類調(diào)查

伍曉林 廖芬 王潔 黃志開

摘要：為了解虎跳峽水質(zhì)現(xiàn)狀，對虎跳峽開展了水質(zhì)營養(yǎng)狀態(tài)及浮游藻類調(diào)查。營養(yǎng)狀態(tài)調(diào)查結(jié)果表明：虎跳峽湖心和2#碼頭均已富營養(yǎng)化，其中虎跳峽湖心營養(yǎng)狀態(tài)分級為輕度富營養(yǎng);2#碼頭為重度富營養(yǎng)。浮游藻類監(jiān)測結(jié)果表明，虎跳峽湖心和2#碼頭藻密度分別為5.65×106個/L和2.31×107個/L，倪氏擬多甲藻占絕對優(yōu)勢，分別占總藻密度的98.8%和97.4%，Margalef指數(shù)評價水質(zhì)均為重污染。

關(guān)鍵詞：水質(zhì);營養(yǎng)狀態(tài);浮游藻類;虎跳峽

中圖分類號：X824

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）10-0082-03

1引言

營養(yǎng)狀態(tài)能反應(yīng)水環(huán)境質(zhì)量的好壞，且浮游藻類的數(shù)量及群落與營養(yǎng)狀態(tài)密切相關(guān)。浮游藻類作為生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者，是水生生物的重要組成部分，其群落組成和數(shù)量變化對水體的水質(zhì)營養(yǎng)狀況有指示作用。虎跳峽位于盤州市英武鎮(zhèn)，近年來盤州市虎跳峽到春季部分水域成醬油色。為了解虎跳峽水環(huán)境質(zhì)量狀況，對盤州市虎跳峽進行了富營養(yǎng)化指標及浮游藻類調(diào)查，為水環(huán)境管理提供依據(jù)。

2材料與方法

2.1采樣點設(shè)置

在虎跳峽湖心、虎跳峽2#碼頭各布設(shè)一個點位。

2.2樣品的采集及分析

2018年3月采集樣品，按《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T91-2002）進行理化指標水樣的采集，現(xiàn)場測定水溫和pH值。理化指標及分析方法見表1。浮游藻類樣品的采集固定、濃縮、計數(shù)按《水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版增補版）》執(zhí)行。浮游藻類的鑒定參考文獻。

2.3水質(zhì)評價方法

2.3.1水質(zhì)類別評價

按《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）進行水質(zhì)類別評價。

2.3.2營養(yǎng)狀態(tài)評價

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法》（試行）（環(huán)辦[2011]22號），采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（TLI（∑））進行營養(yǎng)狀態(tài)評價。用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對湖泊（水庫）營養(yǎng)狀態(tài)進行分級：TLI（∑）<30為貧營養(yǎng);30≤TLI（∑）≤50為中營養(yǎng);TLI（∑》50為富營養(yǎng);50

2.3.3浮游藻類評價方法

（1）水體中浮游植物數(shù)量的計算方法。水中浮游植物個數(shù)的計算公式：

式（1）中，N為每升水中浮游植物的數(shù)量（個/L）;Cs為計數(shù)框面積（mm2）;Fs為每個視野的面積（mm2）;Fn為計數(shù)過的視野數(shù);V為1L水樣經(jīng)沉淀濃縮后的體積（mL）;U為計數(shù)框體積（mL）;Pn為計數(shù)出的浮游植物個數(shù)。

（2）優(yōu)勢種（Y）計算方法。優(yōu)勢度根據(jù)各優(yōu)勢種出現(xiàn)的頻率及個體數(shù)量進行計算，計算公式為：

式（2）中，y為優(yōu)勢度;N：為樣品中某種浮游植物藻或浮游動物數(shù)量;N為樣品中總浮游植物數(shù)量;Fi為樣品中某種浮游植物藻出現(xiàn)頻率。當物種優(yōu)勢度Y>0.02時，該種即為優(yōu)勢種。

（3）豐富度指數(shù)Margalef（D）計算及評價方法。利用Margalef指數(shù)（D）描述群落中種類和個體的豐度程度。計算公式為：

式（3）中：S為藻類種類總數(shù)，N為藻類個體總數(shù)。水質(zhì)評價標準見表2。

3監(jiān)測結(jié)果及評價

3.1理化監(jiān)測

虎跳峽湖心和2#碼頭水質(zhì)主要受總氮和總磷的影響，總氮濃度均超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）V類標準（表3）?；⑻鴯{湖心綜合營養(yǎng)指數(shù)為56.69，營養(yǎng)狀態(tài)分級為輕度富營養(yǎng);盤州市虎跳峽2#碼頭綜合營養(yǎng)指數(shù)為75.10，營養(yǎng)狀態(tài)分級為重度富營養(yǎng)。

3.2浮游藻類監(jiān)測

虎跳峽湖心和2#碼頭均鑒定出浮游藻類3門4種，其中甲藻門2種（倪氏擬多甲藻和柏林式多甲藻），隱藻門1種（吻狀隱藻），綠藻門1種（衣藻）（表4，表5）?；⑻鴯{湖心和2#碼頭均以甲藻門的倪氏擬多甲藻占絕對優(yōu)勢?；⑻鴯{湖心總藻密度為5.65×106個/L，倪氏擬多甲藻、柏林擬多甲藻、吻狀隱藻、衣藻藻密度分別為5.58×106個/L、1.80×l04個/L、3.00×104個/L、2.00×104個/L;倪氏擬多甲藻的優(yōu)勢度大于0.02，為優(yōu)勢種。Margalef指數(shù)（D）為0.13，屬于重污染。虎跳峽2#碼頭總藻密度為2.31×107個/L，倪氏擬多甲藻、柏林擬多甲藻、吻狀隱藻、衣藻藻密度分別為2.25×107個/L、1.80×105個/L、3.00×105個/L、1.20×105個/L;倪氏擬多甲藻的優(yōu)勢度大于0.02，為優(yōu)勢種。Margalef指數(shù)（D）為0.12，屬于重污染。

4討論

通過現(xiàn)場踏勘，發(fā)現(xiàn)虎跳峽周邊無工礦企業(yè)廢水及生活污水直排現(xiàn)象，回水區(qū)靠近岸邊有較多漂浮在水面的浮游藻類、植物殘體，水面局部呈醬油色。因秋、冬季水位逐漸下降，岸邊淺水區(qū)底棲動植物、浮游藻類及浮游動物（以下簡稱為動植物）直接暴露于岸邊，再加上水溫低，浮游藻類、浮游動物不適應(yīng)低溫而沉入水底越冬或者死亡沉入水底，殘體失去水分變干鋪于岸邊土壤或巖石表面;待春季水位逐漸上升，鋪于岸邊土壤或巖石表面的動植殘體受到水體浸泡，使其再次浮出水面，再加上水溫的升高從而導(dǎo)致釋放大量的氮和磷，最終導(dǎo)致富營養(yǎng)化和藻類爆發(fā)（水華）。所以春季水體氮和磷含量較高，且靠近岸邊氮和磷含量高于湖中心含量，即虎跳峽湖心營養(yǎng)狀態(tài)分級為輕度富營養(yǎng)，2#碼頭為重度富營養(yǎng);藻密度虎跳峽湖心低于2#碼頭?；⑻鴯{湖心和2#碼頭均以倪氏擬多甲藻占絕對優(yōu)勢，分別占總藻類數(shù)的98.8%和97.4%。水面表觀呈醬油色，可能與倪氏擬多甲藻葉綠體為棕黃色有關(guān)。

氮和磷含量、pH值、光照強度、水溫、流速等與藻類生長、群落結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。分析倪氏擬多甲藻引起水華的原因可能有以下幾點。

（1）營養(yǎng)鹽。氮、磷的過量排放是造成水體富營養(yǎng)化的根本原因。氮是藻類自身的組成物質(zhì)，磷直接參加藻類光合作用、能量轉(zhuǎn)化。水華形成與氮磷含量有關(guān)。由表3可知，虎跳峽湖心和2#碼頭的氮和磷含量均超過國際公認的水華暴發(fā)營養(yǎng)條件理論閾值（氮為0.2mg/L，磷為0.02mg/L）。虎跳峽湖心和2#碼頭氮磷比分別為20：1和11：1，藻密度虎跳峽湖心低于2#碼頭，由此可知倪氏擬多甲藻適宜生長在低氮磷比的水體中。

（2）pH值、光照。水體pH值和光照與藻類生長、光合作用關(guān)系密切，不同藻類適應(yīng)于不同的pH值范圍和光照強度?；⑻鴯{湖心和2#碼頭pH值分別為7.94和7.98，均為弱堿性。有研究表明，弱堿性環(huán)境下倪氏擬多甲藻光合能力要強于中性環(huán)境與弱酸性環(huán)境，其可以更加充分利用水體中的無機碳源快速生長繁殖。倪氏擬多甲藻具有較高的光飽和點，其可以耐受更高光強，這一特性為其形成水華提供了有利條件。

（3）溫度。藍、綠藻的最適生長溫度較高，要明顯高于硅、隱藻，倪氏擬多甲藻不同于藍、綠藻喜高溫的特點，其對溫度變化適應(yīng)性廣，在7.5～20.O℃均有高光合活性，尤其在低溫水體中通過環(huán)式電子傳遞鏈保護光系統(tǒng)，保持高光合活性，使其在春季低溫水體中依然能夠有效同化CO。，將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，大量積累生物量從而在競爭中占據(jù)優(yōu)勢地位。所以其能適應(yīng)春季水體溫度變化成為優(yōu)勢種群。

（4）垂直遷移性。擬多甲藻是具有明顯垂直遷移特性的藻類，這種特性可促進藻細胞捕獲光照和營養(yǎng)鹽。有研究表明，擬多甲藻在12m水深以上水柱中存在明顯的周期性晝夜垂直遷移特性，00：00～16：00擬多甲藻向表層水體遷移并聚集，最大上移速度約為2m/h;白天聚集于水面時，水面呈醬油色，隨著時間的推移水面顏色逐漸加深，水體透明度逐漸降低。16：00～00：00擬多甲藻向下部水體遷移，最大下移速度約為4m/h，表觀顏色逐漸降低，在17：00以后水面基本恢復(fù)到無水華狀態(tài)，水體透明度增大。擬多甲藻日間遷移至表層獲取光能和無機碳來源，夜間遷移至水下獲取磷源，從而更好的生長，故垂直遷移性也是擬多甲藻水華的原因之一，同時擬多甲藻的晝夜垂直遷移是導(dǎo)致擬多甲藻水華表層水體表觀顏色不斷變化的主要原因。

5結(jié)論

（1）富營養(yǎng)化指標監(jiān)測分析表明，虎跳峽湖心和2#碼頭均已富營養(yǎng)化?；⑻鴯{湖心營養(yǎng)狀態(tài)分級為輕度富營養(yǎng);2#碼頭為重度富營養(yǎng)。

（2）浮游藻類監(jiān)測結(jié)果表明，虎跳峽湖心和2#碼頭總藻密度分別為5.65×106個/L和2.31×107個/L，倪氏擬多甲藻占絕對優(yōu)勢，分別占總藻密度的98.8%和97.4%，Margalef指數(shù)評價水質(zhì)均為重污染。