2017年夏季巢湖水華期間浮游植物與藍(lán)藻毒素的時(shí)空變化特征

朱 超，楊曉冉，趙 彬，張 敏，張付海

安徽省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，安徽 合肥 230071

隨著湖泊水系流域內(nèi)人口的增加和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，藍(lán)藻水華已成為國(guó)內(nèi)外富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中最常見的水環(huán)境問題。夏季是藍(lán)藻水華暴發(fā)的高發(fā)季節(jié)，且大部分是由產(chǎn)毒藍(lán)藻形成的水華[1]。目前已在全球范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了100多種化學(xué)結(jié)構(gòu)和毒理性質(zhì)可能存在顯著不同的藍(lán)藻毒素[2]。其中，肝毒性的微囊藻毒素(MCs)是最為常見的藍(lán)藻毒素，已發(fā)現(xiàn)有90多種不同的變種[3]。MCs對(duì)人類的健康危害較大，1996年巴西Caruaru透析中心血液透析水受MCs污染導(dǎo)致60多人死亡的事件至今影響深遠(yuǎn)[4]。在中國(guó)東南沿海地區(qū)，飲用水中的MCs被認(rèn)為是原發(fā)性肝癌(HCC)高發(fā)的重要誘因[5]。此外，長(zhǎng)期暴露在MCs下的巢湖專業(yè)漁民出現(xiàn)了慢性染毒現(xiàn)象，其血清中檢測(cè)到MCs存在并會(huì)引發(fā)部分程度的肝損傷[6]。節(jié)球藻毒素(NOD)和擬柱孢藻毒素(CYN)也是較為常見的肝毒性藍(lán)藻毒素，但目前相關(guān)研究較少。CYN也有人類中毒的報(bào)道，最著名的是1979年澳大利亞發(fā)生的Palm Island mystery disease導(dǎo)致超過百名兒童因腸胃炎入院事件[2,7]。

巢湖是中國(guó)五大淡水湖之一，也是中國(guó)較早進(jìn)入富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊，目前已經(jīng)成為全國(guó)藍(lán)藻年年暴發(fā)嚴(yán)重的三湖(太湖、巢湖、滇池)重災(zāi)區(qū)之一[8]。隨著分析技術(shù)的逐步發(fā)展和公眾健康風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)的增加，有關(guān)藍(lán)藻毒素的研究雖然也在逐年增加，但目前大部分研究仍然更為關(guān)注水華發(fā)生而非藍(lán)藻毒素，有關(guān)水體中MCs濃度的調(diào)查研究非常匱乏，NOD和CYN的研究更是少之又少。自2011年巢湖成為合肥市的“內(nèi)湖”以來，特別是近些年合肥市南向巢湖的快速擴(kuò)張，流域內(nèi)的飲用水和水產(chǎn)品安全尤其需要引起重視。因此，筆者選擇在巢湖水華暴發(fā)較為嚴(yán)重的夏季(6—8月)對(duì)全湖8個(gè)國(guó)控水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)理化參數(shù)、浮游植物種類構(gòu)成與細(xì)胞密度以及11種藍(lán)藻毒素(9種MCs和NOD、CYN)進(jìn)行了逐月監(jiān)測(cè)，從而為巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化狀況、水質(zhì)安全以及水資源管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 采樣點(diǎn)設(shè)置和樣品采集

采樣點(diǎn)為巢湖湖面上的全部8個(gè)國(guó)控水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，分別為巢湖船廠(S1)、黃麓(S2)、東湖心(S3)、兆河入湖區(qū)(S4)、中廟(S5)、新河入湖區(qū)(S6)、西湖心(S7)和湖濱(S8)，采樣點(diǎn)分布如圖1所示。采樣時(shí)間為2017年夏季(6—8月)，每月中旬左右采樣一次。

圖1 巢湖采樣點(diǎn)分布圖Fig.1 Distribution of monitoring sites in Chaohu Lake

以有機(jī)玻璃采水器分別等體積采集表層(湖面下0.5 m處)、中層(湖深1/2處)和底層(湖底上0.5 m處)水樣，混合均勻后取樣。浮游植物定量樣品取樣0.5～1 L(視水樣中浮游植物的量而定)，每升樣品加入15 mL魯哥氏液固定；藻毒素取樣1 L，避光冷藏保存運(yùn)輸；同時(shí)取樣用于實(shí)驗(yàn)室常規(guī)理化參數(shù)分析。浮游植物定性樣品以25號(hào)浮游生物網(wǎng)采集，加魯哥氏液固定。

1.2 理化參數(shù)分析

水溫(T)、pH和溶解氧(DO)等參數(shù)采用多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀(YSI 6600 V2, 美國(guó))現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，透明度(SD)采用塞氏盤法測(cè)定。葉綠素a(Chla)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮(NH4+-N)、總磷(TP)和總氮(TN)等參數(shù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分析，分析方法參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第四版)》[9]。

1.3 浮游植物定性與定量分析

定性樣品在顯微鏡(Nikon Ni-E,日本)400倍或1 000倍視野下進(jìn)行浮游植物種類鑒定，鑒定依據(jù)參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)[10-11]。定量樣品運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后靜置沉淀24 h以上，以虹吸管吸除上清液濃縮定容至30～100 mL(視水樣中浮游植物的量而定)，用渦旋振蕩器(Thermo Scientific LP Vortex Mixer, 美國(guó))將樣品充分混勻，吸取0.1 mL注入浮游生物計(jì)數(shù)框(0.1 mL, 20 mm×20 mm)，于400倍視野下進(jìn)行分類計(jì)數(shù)。

1.4 藍(lán)藻毒素的萃取與分析

依次以10 mL甲醇(農(nóng)殘級(jí))和10 mL超純水活化調(diào)節(jié)HLB固相萃取小柱(500 mg,6 mL, Waters Oasis)，確保小柱柱頭浸潤(rùn)。準(zhǔn)確量取500 mL混勻水樣勻速通過小柱富集(流速小于5 mL/min)，再以10 mL超純水淋洗小柱，去除保留較弱的雜質(zhì)，小柱中的殘留水分以氮?dú)獯祾? min完全去除。以15 mL甲醇和0.2%甲酸水溶液(體積比為9∶1)洗脫富集后的小柱，氮吹濃縮洗脫液至近干，立即加入1 mL甲醇和0.2%甲酸水溶液(體積比為1∶4)，混勻后以0.22 μm針式濾頭過濾，準(zhǔn)確定容至1.0 mL，最后用超高效液相色譜/三重四極桿質(zhì)譜(Waters Xevo TQ-S,美國(guó))對(duì)藍(lán)藻毒素進(jìn)行定性和定量分析。色譜及質(zhì)譜條件參照實(shí)驗(yàn)室建立的快速測(cè)定多種藍(lán)藻毒素的方法[12]，11種藍(lán)藻毒素標(biāo)準(zhǔn)樣品(100 μg, HPLC≥95%)均購(gòu)自瑞士。

2 結(jié)果與討論

2.1 理化參數(shù)分析

夏季巢湖水體中主要的理化參數(shù)變化情況如表1所示。從總體上來看，夏季巢湖的各項(xiàng)理化指標(biāo)基本上處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，未發(fā)生較大幅度變化。

表1 2017年夏季巢湖水體中主要的理化參數(shù)Table 1 The major physiochemical parameters in Chaohu Lake during the summer of 2017

研究表明，藍(lán)藻適宜的生長(zhǎng)溫度為20～32 ℃，且當(dāng)水溫高于28 ℃時(shí)，藍(lán)藻極易形成優(yōu)勢(shì)種群從而導(dǎo)致水華大規(guī)模暴發(fā)[13]。夏季巢湖的水溫變化范圍為26.2～35.6 ℃，非常適宜藍(lán)藻的快速生長(zhǎng)繁殖，水華暴發(fā)具備非常適宜的溫度環(huán)境。夏季巢湖pH平均為8.95±0.20，相較于冬季的8.19±0.11(2016年12月—2017年2月)和春季的8.07±0.06(2017年3—5月)而言，提升非常明顯。越來越多的學(xué)者認(rèn)為水體的pH升高與藍(lán)藻水華密切相關(guān)，藻類的生長(zhǎng)繁殖過程中其自適應(yīng)機(jī)制會(huì)通過自身的生理生化反應(yīng)調(diào)節(jié)水體的pH趨向于適宜生長(zhǎng)的偏堿性環(huán)境[14-15]。因此，夏季巢湖水體的pH發(fā)生變化可能在很大程度上受到了藍(lán)藻水華的影響。

水華暴發(fā)的物質(zhì)基礎(chǔ)是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過量，水體處于富營(yíng)養(yǎng)化的狀態(tài)。而氮、磷元素的充足供應(yīng)是保證浮游植物生長(zhǎng)繁殖過程中細(xì)胞骨架重構(gòu)和DNA合成的重要因子。一般認(rèn)為，當(dāng)TN質(zhì)量濃度大于0.2 mg/L、TP質(zhì)量濃度大于0.02 mg/L時(shí)，水體即處于富營(yíng)養(yǎng)化的狀態(tài)[13]。夏季巢湖的氮、磷含量在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)均遠(yuǎn)超這一數(shù)值，表明全湖性的水華暴發(fā)具備充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)基礎(chǔ)。此外，合適的氮磷比(N/P)與藍(lán)藻水華同樣關(guān)系密切，理論上最適宜的N/P應(yīng)為16∶1[16]。6、7、8月巢湖全湖的平均N/P分別為20.5、11.8、19.6，表明夏季巢湖的N/P處于較為適宜浮游植物生長(zhǎng)的狀態(tài)。

夏季巢湖各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的Chla濃度變化范圍較大，最低濃度為24.8 μg/L(8月，黃麓S2)，最高濃度達(dá)到145 μg/L(6月，中廟S5)。但每月的全湖均值為52.4～59.6 μg/L，總體相對(duì)穩(wěn)定?；趪?guó)內(nèi)外常用的修正卡森營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法(TSIM)來評(píng)價(jià)水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)[17-18]，結(jié)果顯示夏季巢湖各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的TSIM(chla)變化范圍為59.6～78.9，基本上處于富營(yíng)養(yǎng)-超富營(yíng)養(yǎng)的狀態(tài)。

2.2 浮游植物的群落結(jié)構(gòu)特征

夏季巢湖共鑒定出浮游植物7門72屬117種(包括變種、變型和若干未定名種)。其中綠藻門(Chlorophyta)為40屬65種，占浮游植物種類總數(shù)的55.6%；藍(lán)藻門(Cyanobacteria)為12屬24種，占20.5%；硅藻門(Bacillariophyta)為11屬17種，占14.5%；裸藻門(Euglenophyta)為4屬5種，占4.3%；隱藻門(Cryptophyta)為2屬3種，占2.6%；甲藻門(Dinophyta)為2屬2種，占1.7%；金藻門(Chrysophyta)為1屬1種，占0.9%。夏季巢湖的浮游植物種類以綠藻門、藍(lán)藻門和硅藻門為主，占浮游植物種類總數(shù)的90.6%，而裸藻門、隱藻門、甲藻門和金藻門的種類都較少，合計(jì)所占浮游植物種類總數(shù)不足10.0%。

2.3 浮游植物細(xì)胞密度的時(shí)空分布特征

夏季巢湖各采樣點(diǎn)浮游植物細(xì)胞密度的分布特征如表2所示。

表2 2017年夏季巢湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)與細(xì)胞密度的時(shí)空分布特征Table 2 The phytoplankton community composition and cell density in Chaohu Lake during the summer of 2017

6—8月全湖的浮游植物細(xì)胞密度均值分別為1.35×108、1.31×108、1.01×108cells/L，總體處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，但水華有逐漸衰落的趨勢(shì)(圖2)。從空間上來看，各采樣點(diǎn)又表現(xiàn)出極為明顯的差異性，其中6月浮游植物細(xì)胞密度最高值為最低值的8.9倍，7月為11.0倍，8月為7.3倍。從時(shí)間上來看，各采樣點(diǎn)同樣變化明顯，中廟(S5)6月與8月的浮游植物細(xì)胞密度比值甚至達(dá)到了10.6倍。李春華等[19]的研究表明，夏季太湖的浮游植物細(xì)胞密度分布與風(fēng)作用值呈顯著正相關(guān)，風(fēng)作用及與之密切相關(guān)的湖流是影響浮游植物細(xì)胞密度分布的重要因素。秦伯強(qiáng)等[20]同樣認(rèn)為風(fēng)驅(qū)動(dòng)的湖流的輻合輻散是太湖藍(lán)藻水華上浮后形成可見斑塊形狀、位置、漂移和聚集的決定性因素。作為同太湖類似的大型淺水性富營(yíng)養(yǎng)化湖泊，巢湖的藍(lán)藻水華也極易出現(xiàn)藍(lán)藻漂浮帶在某些區(qū)域堆積，且在時(shí)間和空間上常常表現(xiàn)出高度的變異性與不穩(wěn)定性。因此，在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足且環(huán)境條件適宜的情況下，風(fēng)力和湖流的作用可能是造成夏季巢湖水華發(fā)生程度存在時(shí)空差異的重要因素之一。

此外，該次監(jiān)測(cè)結(jié)果與之前的報(bào)道相比，夏季巢湖的浮游植物組成門類無明顯變化，仍以藍(lán)藻門占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)[21-22]，但是浮游植物的細(xì)胞密度明顯高于前人的研究。李靜等[22]于2013年夏季(6—8月)對(duì)巢湖8個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行了浮游植物調(diào)查，顯示其平均密度為2.5×107cells/L，密度范圍為2.7×106～8.4×107cells/L。李懷國(guó)等[23]于2015年7月調(diào)查采樣巢湖20個(gè)點(diǎn)位，顯示浮游植物的平均密度為6.46×107cells/L，密度范圍為1.48×107～17.44×107cells/L。這些結(jié)果表明，除去采樣時(shí)間和采樣點(diǎn)位置的不同、浮游植物計(jì)數(shù)方法的選擇以及人為因素存在的計(jì)數(shù)差異外，更不容忽視的是近年來隨著合肥市南向巢湖發(fā)展以及流域內(nèi)人口的快速增長(zhǎng)，巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化程度進(jìn)一步加重，藍(lán)藻水華規(guī)模正呈現(xiàn)逐步擴(kuò)大的趨勢(shì)，水質(zhì)安全形勢(shì)越來越嚴(yán)峻。

圖2 2017年夏季巢湖浮游植物細(xì)胞密度的總體趨勢(shì)Fig.2 The general trend of phytoplankton density in Chaohu Lake during the summer of 2017

2.4 浮游植物優(yōu)勢(shì)種屬構(gòu)成及時(shí)空變化特征

浮游植物優(yōu)勢(shì)種屬根據(jù)Mcnaughton優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(Y)來確定[24]，當(dāng)Y>0.02時(shí)確定為優(yōu)勢(shì)種，得到此次調(diào)查中每月及各采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的優(yōu)勢(shì)種屬，如表3所示?；贛cnaughton優(yōu)勢(shì)度指數(shù)確定的優(yōu)勢(shì)種屬，繪制各種屬的細(xì)胞密度時(shí)空分布圖，如圖3所示。由于群體微囊藻和絲狀藍(lán)藻等群生藻類會(huì)對(duì)顯微計(jì)數(shù)產(chǎn)生非常大的誤差，于是對(duì)定量計(jì)數(shù)的樣品采用了較為劇烈的渦旋振蕩前處理，從而導(dǎo)致表觀上非常相似的微囊藻個(gè)體定性計(jì)數(shù)變得非常困難，因此此次調(diào)查僅以微囊藻屬來計(jì)。

表3 夏季巢湖浮游植物優(yōu)勢(shì)種屬構(gòu)成及優(yōu)勢(shì)度指數(shù)Table 3 The predominant species/genus of phytoplankton and its Y values in Chaohu Lakeduring the summer of 2017

注：“—”表示非優(yōu)勢(shì)種。

圖3 巢湖浮游植物優(yōu)勢(shì)種屬的空間分布特征Fig.3 Spatial distribution of the predominant phytoplankton species/genus in Chaohu Lake

由表3可見，6月巢湖浮游植物的優(yōu)勢(shì)種屬均歸屬于藍(lán)藻門，而微囊藻(Microcystisspp.)、水華束絲藻(Aphanizomenonflos-aquae)和水華長(zhǎng)孢藻(Dolichospermumflos-aquae)基本上在全湖形成主要優(yōu)勢(shì)種，而這些藻類已被普遍認(rèn)為是全球性的水華形成種屬[25]。其中微囊藻全湖均值為6.6×107cells/L，平均占比為48.7%，平均優(yōu)勢(shì)度為0.397；水華束絲藻均值為2.1×107cells/L，平均占比為15.2%，平均優(yōu)勢(shì)度為0.181；水華長(zhǎng)孢藻均值為3.7×107cells/L，平均占比為27.3%，平均優(yōu)勢(shì)度為0.195。7月基本上由微囊藻占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，全湖均值為1.0×108cells/L，平均占比為78.6%，平均優(yōu)勢(shì)度為0.741。黏偽魚腥藻(Pseudanabaenamucicola)在7月多個(gè)采樣點(diǎn)形成優(yōu)勢(shì)種，全湖細(xì)胞密度均值為1.3×107cells/L，平均占比為10.0%，平均優(yōu)勢(shì)度為0.072。而水華束絲藻和水華長(zhǎng)孢藻在7月已下降到極低的水平。8月巢湖浮游植物同樣由微囊藻占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，全湖的細(xì)胞密度均值為7.7×107cells/L，平均占比為76.3%，平均優(yōu)勢(shì)度為0.646。此外，硅藻門的顆粒溝鏈藻(Aulacoseiragranulata)也能在部分采樣點(diǎn)形成優(yōu)勢(shì)種。

在實(shí)際顯微觀察過程中，發(fā)現(xiàn)黏偽魚腥藻常黏附在膠被明顯但易水化的銅綠微囊藻(M.aeruginosa)膠被上或群體內(nèi)共生，而巢湖其他常見種類的微囊藻，如惠氏微囊藻(M.wesenbergii)、魚害微囊藻(M.ichthyoblabe)和綠色微囊藻(M.viridis)等則很少見其附著共生。因此，當(dāng)銅綠微囊藻大量繁殖的時(shí)候，常伴隨有黏偽魚腥藻細(xì)胞豐度的顯著升高。然而，此次調(diào)查未能有效的對(duì)微囊藻進(jìn)行分類計(jì)數(shù)，并不能定量反映出銅綠微囊藻和黏偽魚腥藻之間的內(nèi)在聯(lián)系。

此次調(diào)查結(jié)果與其他學(xué)者的研究相比，夏季巢湖的優(yōu)勢(shì)種屬構(gòu)成未發(fā)生明顯的變化。如姜霞等[26]調(diào)查發(fā)現(xiàn)2008年夏季巢湖的優(yōu)勢(shì)類群為銅綠微囊藻、惠氏微囊藻和水華長(zhǎng)孢藻，水華束絲藻也是常見種；李懷國(guó)等[23]調(diào)查發(fā)現(xiàn)2015年7月巢湖的優(yōu)勢(shì)類群為微囊藻和偽魚腥藻，優(yōu)勢(shì)度分別為0.90和0.02。這些結(jié)果表明，雖然2017年夏季巢湖的浮游植物細(xì)胞密度出現(xiàn)較大幅度的升高，但是優(yōu)勢(shì)種屬結(jié)構(gòu)組成基本穩(wěn)定，近些年來夏季的藍(lán)藻水華形成種屬基本保持一致。

2.5 藍(lán)藻毒素分析

定量結(jié)果顯示，9種微囊藻毒素(MC)均能在巢湖水體中檢出，其中MC-LR、MC-RR、MC-YR為巢湖水體中主要存在的濃度較高的毒素，其時(shí)空分布情況和毒素含量如圖4所示。

圖4 巢湖微囊藻毒素的時(shí)空分布特征Fig.4 Spatio-temporal distribution of microcystins in Chaohu Lake

由圖4可見，其中MC-LR的檢出率最高，24個(gè)樣本中有23個(gè)檢出，檢出率為95.8%，最高檢出濃度為0.115 μg/L(8月，黃麓S2)，夏季全湖均值為0.032 μg/L。MC-RR的檢出率為83.3%，最高檢出濃度為0.107 μg/L(8月，西湖心S7)，均值為0.023 μg/L。MC-YR的檢出率為91.7%，最高檢出濃度為0.018 μg/L(8月，湖濱S8)，均值為0.005 μg/L。其他幾種微囊藻毒素除MC-WR的檢出率為87.5%外，MC-HtyR、MC-LA、MC-LY、MC-LW、MC-LF的檢出率均在80%以下，其中MC-LA的檢出率最低(41.7%)，最高檢出濃度均未超過0.010 μg/L。9種MCs的含量及其總量在整個(gè)夏季均未超過中國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)[27]和世界衛(wèi)生組織WHOGuidelinesforDrinking-WaterQuality[28]的安全要求(小于1 μg/L，以MC-LR計(jì))，但MCs總量呈現(xiàn)逐月上升的趨勢(shì),如表4所示。由于MCs通常存在于藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)，在細(xì)胞死亡破裂后才會(huì)大量釋放至水體，因此，MCs濃度的上升表明水華有逐漸衰落的趨勢(shì)，這與浮游植物細(xì)胞密度的調(diào)查結(jié)果較為一致。

統(tǒng)計(jì)夏季巢湖存在的潛在產(chǎn)MCs藍(lán)藻的總細(xì)胞密度，主要為微囊藻[29]、水華長(zhǎng)孢藻[29]和黏偽魚腥藻[30]，并與MCs含量進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果顯示，兩者之間存在正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性并不顯著(r=0.211，P>0.05)。調(diào)查中，24個(gè)樣本中共鑒定出9種微囊藻，其中銅綠微囊藻[29]、水華微囊藻(M.flos-aquae)[31]、綠色微囊藻[32]、放射微囊藻(M.botrys)[33]和挪氏微囊藻(M.novacekii)[34]均有文獻(xiàn)報(bào)道可產(chǎn)生MCs，而假絲微囊藻(M.pseudofilamentosa)和堅(jiān)實(shí)微囊藻(M.firma)暫未有產(chǎn)MCs的報(bào)道。此外，魚害微囊藻和惠氏微囊藻能否產(chǎn)MCs似乎存在地區(qū)差異性，如FASTNER等[35]報(bào)道德國(guó)Wannsee湖中的魚害微囊藻和惠氏微囊藻群體并不產(chǎn)MCs；XU等[36]報(bào)道中國(guó)7種水華水體中(包括太湖、滇池、洱海等)分離的21株惠氏微囊藻菌株均不產(chǎn)MCs；而OUDRA等[30]報(bào)道從摩洛哥的水庫(kù)和池塘中分離的魚害微囊藻和惠氏微囊藻則均可產(chǎn)生MCs。因此，夏季巢湖微囊藻的細(xì)胞密度與MCs含量之間相關(guān)性并不顯著，很大程度上歸因于未能對(duì)巢湖產(chǎn)毒微囊藻菌株的準(zhǔn)確定性及其細(xì)胞密度的準(zhǔn)確定量。此外，胞外MCs含量易受外界各種環(huán)境因子的影響，這也可能是影響結(jié)果的主要因素之一。

表4 2017年夏季巢湖水體中藍(lán)藻毒素的濃度Table 4 Concentrations of cyanotoxins in Chaohu Lake during the summer of 2017

注：“ND”表示未檢出。

CYN在6、7月各采樣點(diǎn)位的檢出率均為100%，8月僅有2個(gè)采樣點(diǎn)位有檢出，最高檢出濃度為0.328 μg/L(6月，西湖心S7)，總體上呈現(xiàn)逐月下降的趨勢(shì)(表4)。目前世界上暫未有公認(rèn)的CYN攝入量的安全標(biāo)準(zhǔn)，但基于11周的小鼠口服暴露CYN的觀察結(jié)果，CYN的“無明顯損害作用水平(NOAEL)”認(rèn)定為30 μg/(kg·d-1)，因此飲用水中的最高容許濃度建議為1 μg/L[37]。由此評(píng)判，夏季巢湖各采樣點(diǎn)的CYN濃度均在安全范圍內(nèi)。目前，能夠有效產(chǎn)CYN的藍(lán)藻共報(bào)道15種，包括拉氏擬柱孢藻(Cylindrospermopsisraciborskii)、水華束絲藻和梅崎藻(Umezakianatans)等[38-39]。夏季巢湖僅發(fā)現(xiàn)1種潛在的產(chǎn)毒藍(lán)藻，即水華束絲藻。統(tǒng)計(jì)水華束絲藻的細(xì)胞密度，并與CYN濃度進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，兩者之間存在正相關(guān)的關(guān)系，且相關(guān)性非常顯著(r=0.923，P<0.01)，表明巢湖水體中的CYN很可能是由水華束絲藻產(chǎn)生。

NOD在夏季巢湖水體中的總檢出率為66.7%，檢出濃度均不高，最高僅為0.006 μg/L(8月，新河入湖區(qū)S6)，見表4。由于缺乏相應(yīng)的毒理學(xué)數(shù)據(jù)，同時(shí)尚未有人類NOD中毒的報(bào)導(dǎo)，因此暫未有飲用水中NOD建議限值的相關(guān)準(zhǔn)則出臺(tái)[2]。目前的研究表明，能夠產(chǎn)NOD的藍(lán)藻共報(bào)道3種，有泡沫節(jié)球藻(Nodulariaspumigena)[40]、球果節(jié)球藻(N.sphaerocarpa)[41]和念珠藻(Nostocsp.)[42]。然而在此次調(diào)查中，并未在巢湖水體中發(fā)現(xiàn)有這些藍(lán)藻存在，因此，巢湖是否存在其他產(chǎn)NOD的浮游植物仍需更深入的研究。

3 結(jié)論

2017年夏季調(diào)查過程中，巢湖基本上處于富營(yíng)養(yǎng)-超富營(yíng)養(yǎng)的狀態(tài)，水華發(fā)生情況較為嚴(yán)重。24個(gè)樣本共鑒定出浮游植物7門72屬117種，水華形成種屬逐月發(fā)生變化，其中6月的優(yōu)勢(shì)種屬主要為微囊藻、水華長(zhǎng)孢藻和水華束絲藻，7月主要為微囊藻和黏偽魚腥藻，8月則以微囊藻占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。浮游植物細(xì)胞密度范圍為3.73×107～4.25×108cells/L，各采樣點(diǎn)存在明顯的時(shí)空差異，全湖均值為1.01×108～1.35×108cells/L，總體處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，但近年來水華規(guī)模正呈現(xiàn)逐步擴(kuò)大的趨勢(shì)，巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化程度進(jìn)一步加重，需要地方政府和水資源管理部門加強(qiáng)污染源管控并密切監(jiān)測(cè)。

夏季巢湖水體中11種藍(lán)藻毒素均有不同程度的檢出。微囊藻毒素MC-LR、MC-RR和MC-YR為主要存在的毒素類型，但MCs與潛在的產(chǎn)毒藍(lán)藻之間相關(guān)性并不顯著，因此正確區(qū)分并定量產(chǎn)毒微囊藻和非產(chǎn)毒微囊藻的過程非常關(guān)鍵。CYN在6月水體中含量較高，遠(yuǎn)高于MCs總量，且CYN含量與水華束絲藻細(xì)胞密度之間相關(guān)性非常顯著，顯示水華束絲藻很可能是最主要的產(chǎn)毒藍(lán)藻。NOD雖然含量不高，但由于16個(gè)樣本中有檢出，其毒素來源仍然需要關(guān)注，是否存在新的產(chǎn)毒藻種仍需更為深入的研究。調(diào)查過程中，11種藍(lán)藻毒素在水體中的濃度均未超過飲用水安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，但由于藻毒素具有水溶性，且化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，因此很容易在水體、土壤和水系沉積物中穩(wěn)定存在，在生物體內(nèi)也能長(zhǎng)期累積。巢湖東半湖作為巢湖市的飲用水源地以及巢湖水產(chǎn)品大量供應(yīng)市場(chǎng)，其存在的安全風(fēng)險(xiǎn)仍然不容忽視。

致謝：該次調(diào)查監(jiān)測(cè)在樣品采集和理化參數(shù)分析過程中得到了巢湖管理局環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站的大力幫助，在此深表感謝！