云浮市主要中型水庫營養(yǎng)化狀態(tài)與浮游植物特征分析

黃 麗

(廣東省水文局肇慶分局，廣東 肇慶 526060)

水體富營養(yǎng)化是比較嚴重的水體污染過程，在這個過程中，人類的活動占主導地位，水體中會有大量的氮、磷等進入，使得一些藻類等浮游生物大量出現(xiàn)，水體中的溶解氧量持續(xù)降低，水質(zhì)變壞，魚類也會大量死亡[1-3]。浮游植物在水體中繁殖過快，水體的感官就會出現(xiàn)惡化，對飲用水造成嚴重的影響[4-7]。近年來，云浮市隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展、城市化程度和人民生活水平的提高，工業(yè)用水量、農(nóng)業(yè)用水等出現(xiàn)了大幅度增加的趨勢，對水環(huán)境的破壞越來越嚴重，導致了個別水庫出現(xiàn)趨于富營養(yǎng)化狀態(tài)。本文將云浮市9座主要中型水庫作為分析對象，于2017年四個季度進行采樣，對水庫的富營養(yǎng)化狀態(tài)進行評價，分析水庫浮游植物特征和造成富營養(yǎng)化的成因，將為云浮市主要中型水庫水體防治提供有益的、科學的借鑒和指導。

1 材料與方法

1.1 水庫概況

中型水庫的總庫容在1000萬m3以上，云浮市主要的中型水庫有12座，分別是共成水庫、合河水庫、朝陽水庫、向陽水庫、金銀河水庫、云霄水庫、東風水庫、北峰山水庫和大河水庫等。這些水庫是云浮市重要水源地和后備水源地，本文選擇了具有代表性的9座水庫(詳見表1)。其中向陽水庫、云霄水庫、大河水庫位于郁南縣，合河水庫、共成水庫、北峰山水庫位于新興縣，朝陽水庫、東風水庫位于云安區(qū)，金銀河水庫位于羅定市。

表1 云浮市9座水庫的特征參數(shù)和用途

1.2 采樣點位置與采樣頻率

按照《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》(SL 219—2013)的規(guī)定[8]，于2017年每個季度一次分別對云浮市9座中型水庫進行定點采樣，采樣點在各水庫的庫中。

1.3 樣品采集與分析

1.3.1 水質(zhì)分析

現(xiàn)場測定水體表層溫度(T)，薩氏盤測定透明度(SD)；水化指標總磷(TP)、總氮(TN)、高錳酸鹽指數(shù)(COD)；葉綠素 a(Chl.a)用 0.45 μm 的纖維濾膜抽濾，反復凍融-浸提，運用丙酮萃取方法進行測定。

1.3.2 藻類分析

浮游植物定量樣品在距表層 0.5 m 處取 1 L 水樣，用15 mL甲醛溶液固定。 浮游植物定性樣品用25號浮游生物網(wǎng)(64 μm)于垂直方向和水平方向進行拖網(wǎng)，按照1000∶15的體積加入甲醛溶液固定。浮游植物定性、定量樣品均在顯微鏡(OLYMPUS BX51)下進行鑒定和計數(shù)。浮游植物種類鑒定主要參照《中國淡水藻類-系統(tǒng)、分類及生態(tài)》[9]。

1.3.3 評價方法

營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI) 法: 使用 Carlson 方法評價[10]，如公式(1)所示采用 0 ～ 100 的連續(xù)數(shù)字對水庫營養(yǎng)狀態(tài)分級，TLI< 30 為貧營養(yǎng)，30 ～ 50 為中營養(yǎng)，50 ～ 60為輕度富營養(yǎng)，60 ～ 70為中度富營養(yǎng)，重度富營養(yǎng)出現(xiàn)時TLI> 70。

(1)

式中:TLI(∑)表示綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；TLI(j)代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；wj為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重。

營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)如式(2)～(6)所示：

TLI(Chl.a)=10(2.500+1.086×lnChl.a)

(2)

TLI(TP)=10(9.436+1.624×lnTP)

(3)

TLI(TN)=10(5.453+1.694×lnTN)

(4)

TLI(SD)=10(5.118-1.940×lnSD)

(5)

TLI(COD)=10(0.109+2.661×lnCOD)

(6)

Chl.a為湖水中葉綠素a含量,mg/m3；TP為湖水中總磷濃度,mg/L；TN為湖水中總氮濃度，mg/L；SD為湖水透明度值,m；COD為高錳酸鹽指數(shù)濃度,mg/L。

2 結(jié)果和分析

2.1 水庫的營養(yǎng)狀態(tài)分析

如表2所示，九個水庫的營養(yǎng)指數(shù)評分均大于40，營養(yǎng)狀態(tài)均屬于中營養(yǎng)化，主要受總氮影響。其中云霄水庫、東風水庫和大河水庫營養(yǎng)指數(shù)有上升的趨勢，在第四季度有所下降，合河水庫、朝陽水庫和向陽水庫營養(yǎng)狀態(tài)趨于平穩(wěn)，北峰山水庫營養(yǎng)狀態(tài)則呈下降趨勢。

表2 九大水庫營養(yǎng)指數(shù)評分

2.2 水庫浮游植物的分布特征

9個水庫共檢出浮游植物51種，以綠藻門為主，有17種；其次藍藻門9種，硅藻門9種，甲藻門13種，裸藻門1種，甲藻門2種。水庫所在位置均位于亞熱帶地區(qū)，年均水溫較高，浮游植物主要以硅、綠藻為主，綠藻在種類上占優(yōu)勢，硅藻則在豐度占得比例較大。豐水期硅藻在種類和數(shù)量上要比枯水期多；但綠藻、藍藻、裸藻、甲藻等種類在枯水期要比豐水期多。本文調(diào)查的9個水庫中，常見屬有：鼓藻屬、柵藻屬、直鏈藻屬、小環(huán)藻屬、藍纖維藻屬、微囊藻屬。

2.3 污染成因調(diào)查

2.3.1 氣候環(huán)境

云浮市境內(nèi)位于北回歸線南側(cè)，屬南亞熱帶季風氣候，云浮市主要氣候特點是開汛早、汛期長、氣溫高、降水多。2017年全市平均氣溫22.4 ℃，比歷年均值偏高0.5 ℃。云城區(qū)及云安區(qū)平均氣溫22.2 ℃，比歷年均值偏高0.5 ℃。羅定市平均氣溫22.8 ℃，比歷年均值偏低0.4 ℃。新興縣平均氣溫22.4 ℃，比歷年均值偏高0.6 ℃。郁南縣平均氣溫22.0 ℃，比歷年均值偏高0.2 ℃。這種氣候環(huán)境比較適合藻類植物繁殖生息。

2.3.2 缺少有效的水體置換

對于水庫水體置換來說，如果人工置換會浪費巨大的財力、物力和人力，置換過程也會非常麻煩而且不易完成，因此，凈化水體的水質(zhì)主要靠洪水來完成。需要將大量洪水引入到被污染的水庫中，將原有的水體放出使得污染降低甚至消除。水文和氣象部門的數(shù)據(jù)顯示，近幾十年來，云浮市沒有發(fā)生洪水爆發(fā)的情況，因此，水體得不到有效的置換。

2.3.3 污染物沉積過多

由于人為因素和化工企業(yè)、養(yǎng)殖企業(yè)的干擾，產(chǎn)生的污水和有毒廢水進入水庫，勢必會出現(xiàn)蓄積的現(xiàn)象，氮、磷的進入更會導致水體富營養(yǎng)狀態(tài)出現(xiàn)變壞的趨勢，食植物性原生動物、浮游動物及魚苗等減少，其殘體在重力的作用下會發(fā)生下沉到底泥中，使得污染物不斷積累，繼而出現(xiàn)循環(huán)，水體的水質(zhì)更加惡化。

3 解決對策

3.1 控制外源營養(yǎng)物質(zhì)流入

通常水質(zhì)營養(yǎng)化有很大部分原因是由于外源流入的營養(yǎng)物質(zhì)在水中堆積所致。因此，控制好外源流入的營養(yǎng)養(yǎng)殖，能夠切斷水體不斷堆積營養(yǎng)物質(zhì)的可能性。具體需要采取以下外源營養(yǎng)物質(zhì)的控制：(1)強化點源治理及控制，需要穩(wěn)抓重點污染源，解決其中存在的主要矛盾。要求工業(yè)污染排放廢水必須符合國家規(guī)定標準，大力鼓勵清潔生產(chǎn)，嚴格控制好排污總量，做好對排污行為的監(jiān)督管理，并分門別類采取專門工藝加以處理。(2)針對面源污染實施嚴格控制，首先需要控制農(nóng)肥施用，控制施用標準，避免肥料流失，因此有必要推廣相應的平衡施肥技術(shù)，可施用減輕農(nóng)藥及化肥殘留的酵素菌肥。(3)做好水庫水土保持，需要制定切實可行的綠化規(guī)劃舉措，可采用植樹種草結(jié)合的形式，嚴謹亂砍亂伐，適當退耕還林，控制水土流失等等。

3.2 減少內(nèi)源營養(yǎng)物質(zhì)負荷

具體需要結(jié)合不同污染情況來采用不同方式：(1)化學方式，通常采用凝聚沉降及化學藥劑殺藻的方式。比如像正磷酸鹽類的溶解性營養(yǎng)物質(zhì)，可添加化學物質(zhì)使其沉淀沉降。而殺藻處理，則同樣需要投放適當化學品，主要避免藻類腐爛分解釋放磷?；瘜W方式效果雖好，但成本高，且可能造成二次污染，因此必須謹慎使用。(2)生物方式，通常是借助水生生物吸收氮磷元素來實現(xiàn)去除水中氮磷營養(yǎng)物質(zhì)的方式。多數(shù)地區(qū)通過采用食植物性原生動物、浮游動物及魚苗等方式來減少和降低浮游植物的生長量，均取得了明顯效果。生物方式效果不像其他方式那樣明顯，但確是解決內(nèi)源營養(yǎng)物負荷的最有效措施，值得推廣應用。(3)工程性方式，通常是采取一些底泥疏浚、水體深層曝氣、注水沖稀等工程舉措。目前使用最多且最有效的方式主要是底泥疏浚，但這種方式成本相對較高，但整體而言效果良好。

3.3 生態(tài)防治與生態(tài)保護

首先生態(tài)防治方面，更多是采取生物操縱的方式來實現(xiàn)防治效果，比如不同魚類對藻類的攝食，可放養(yǎng)魚類實現(xiàn)生態(tài)防治。而一些水生植物也和藻類在營養(yǎng)攝取方面存在競爭關(guān)系，比如蓮藕、菖蒲、紫菜等，這些都可有效抑制浮游植物生長，能夠有效改進水質(zhì)，預防水質(zhì)營養(yǎng)化。而生態(tài)保護工程，則建議在水庫區(qū)域的水陸交接地帶種植水生植物、沿坡種植草皮護坡、庫堤及堤外種植高矮交錯的經(jīng)濟林木，由此能夠形成一套完善的生態(tài)保護體系。這些都對改善水質(zhì)有著重要作用。

4 結(jié) 語

綜上所述，云浮市九座水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化明顯，經(jīng)檢測得出以下結(jié)論：(1)九大水庫營養(yǎng)指數(shù)評分均大于40，營養(yǎng)狀態(tài)均屬于中營養(yǎng)化。(2)導致水庫營養(yǎng)化主要是由于受氣候環(huán)境、缺少有效的水體置換、污染物沉積過多等因素所致。(3)水質(zhì)營養(yǎng)化直接促使浮游植物的生長，目前共檢出浮游植物51種，其中綠藻門種類最多，主要以適應高溫的藍、綠藻為主，綠藻在種類上占絕對優(yōu)勢。

合理的解決對策，主要是從控制外源營養(yǎng)物質(zhì)流入、減少內(nèi)源營養(yǎng)物質(zhì)負荷、大力提倡生態(tài)防治與生態(tài)保護工程建設幾個方面。