藻类生长过程中DO、pH与叶绿素相关性分析

I|【砭尉敢求第30第9期2007年9月藻类生长过程中DO、pH与叶绿素相关性分析游亮，崔莉凤，刘载文，杨斌，黄振芳(1．北京工商大学化学与环境工程学院，北京100037；2．北京水文总站，北京100039)摘要：为了在“水华”发生过程中，找到一些合理的预报参数，给河湖管理提供科学依据。在实验室做了藻类的培养试验。通过计算可以知道，pH比溶解氧(DO)与叶绿素有更好的相关性，更适合做为藻类生长情况的预报参数；溶解氧之差(ADO)与藻类的生长情况负相关性比pH之差(ApH)与藻类生长的负相关性要好；得到了在总氮0．62mg／L，总磷O．37,,~／L、光强为132201x、水温为28．5℃，气压为1．016x10Spa的条件下的光合作用产氧速率函数；在水温为26．5—28．6℃的条件下藻类的耗氧速率为O．O176mg／(v,g·h)。关键词：溶解氧；pH；富营养化中图分类号：X830．2文献标识码：A文章编号：1从20世纪50年代以来，由于工农业迅速发展人口急剧增长，工业化和城市化等因素作用，大大增加了氮、磷营养物质向水体的排放量，加快了湖泊等水体富营养化进程Il】。北京市的水管单位、部分科研院所和在京高校等单位都对城市河湖的富营养化机理进行了初步研究，总结出一些治理方法和治理经验。如建立生物巢，种植水生植物等121。但总的来看，仍然没有从根本上解决水华的准确预测和有效治理等问题。对于确定的水体环境，藻类数量一定时，同时对应了水体环境的某一个状态，这个状态值与藻类的生长需求密切相关，包括营养因子、环境因子或是生态因子，例如TN、TP、光照强度、pH、溶解氧、高锰酸盐指数等i5]。因此，藻类数量的变化可以在这些状态值的变化中表现出来。同时，藻类数量的变化也是此状态值综合作用的结果。但每种状态值产生的作用程度有所不同，相关性程度也不一样。所以，可以通过分析与藻类生长情况相关的因素来预测藻类的生长情况15]。本文选取了DO(溶解氧)，pH来分析它们与藻类生长情况的相关性，从而筛选出预测水华发生的参数。(除特别说明外，所得的多项式均为6次拟合多项式)。1试验设计试验以什刹海原水作为培养对象，试验之前测定原水中所含的TN、TP的量。试验是在自建阳光房的8个培养缸中进行，每个缸的水量为100L，尽可能的模拟自然条件。每个缸配比不同营养盐，监测指标有高锰酸盐指数、TN、TP、chl、DO、pH、ORP、NH：、NTu(浊度)、TEMP、sALT(盐度)、光强等。除高锰酸盐指数、TN、TP(一天测一次)外，其余指标均为24h基金项目：北京市水文总站北京市水体富营养化的预警的研究项目资助作者简介：游亮(1982一)，男，硕士研究生，研究方向为环境化学、水体富营养化，(~qD13811851546(电T-f~)youliang__82@hotmailx：om·42·连续监测。监测仪器为美国YSI公司6600。总氮分析方法为过硫酸钾氧化法(过硫酸钾为国外进口药品)，总磷分析方法为钼锑抗分光光度法。配水的方法是测量出原水所含有的总氮、总磷的量，接着计算出需要添加的营养盐的量或者是稀释的倍数(稀释水用一次数)。这里选取了连续监测的s号缸的数据来分析。2实验结果与讨论2．1DO在试验周期内的变化．2．1．1DO在试验周期内的24h数据分析水体中DO含量受多因素影响，例如水温、溶解离子、微生物等；而在富营养水体中，DO则主要受生物过程的控制。因此，当藻类数量上升到一定数量级时，其数量的多少、生命活动的旺盛程度必然对水体的DO变化起主导作用。如今“水华”问题已相当严重，为了能够较准确的预报“水华”发生的时间，需要选一些能够明显表征水体富营养化的指标。DO在藻类现存量达到一定程度时，可以表征藻类数量的多少i61。如图1所示。考察藻类的生长曲线可以知道，在19：0o至第二天凌晨4：30之间藻类的现存量基本保持不变，而DO的含量则呈一个线性下降的趋势。通过式(1)可以计算出藻类的耗氧速率为0．01760mg／(p．g．h)。这一段时间的水温条件为26．s一28．6~C。耗氧速率的多少能间接反映这个阶段藻类的生长速率，从而知道藻类处于哪个时期，为藻类的防治工作提供科学依据。v=△DO／(C,~·(1)式(1)中：1一藻类的耗氧速率，mg／(~g．h)；△D()-一D0的变化量，mg／L；C——叶绿素值，g／L；卜时间，h。维普资讯http://www.cqvip.com藻类生长过程中DO、pit与叶绿素相关性分析游亮，等●图124hP~DO与叶绿素的变化曲线图1中显示出DO在16：00时达到最大值，说明在这个时间点藻类的耗氧速率刚好与藻类的产氧速率平衡。所以，可以通过耗氧速率(假定耗氧速率在考察的时间范围内不变)计算出这个条件下(TN：0．62mg／L、TP：0．37