太湖上山水源地嗅味物质的研究与分析

生态与农村环境学报２０１５，３１（５）：７３６－７４２ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＲｕｒａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ太湖上山水源地嗅味物质的研究与分析徐琛宇１，李翠梅１①，袁祥２，查巧珍２，陆春新３（１第５期徐琛宇等：太湖上山水源地嗅味物质的研究与分析·７３７·供水危机，极大影响社会生活与生产。该事件之后我国对饮用水安全展开了广泛而深入的研究，其中太湖饮用水中嗅味物质问题一直是研究的核心和焦点。太湖湖泊生态系统研究站的监测结果和历史纪录表明，自２０００年以来太湖的富营养化状况有加重趋势［３］。有学者从太湖富营养化发生、发展及蓝藻水华爆发原因的角度开展分析，结果表明太湖内源营养盐负荷高，加之流域内社会经济高速发展，太湖富营养化进程加剧，导致蓝藻频繁爆发［４－６］。邵晨等［７］对东太湖水源地嗅味物质的研究表明，东太湖水源地水体富营养化严重，因夏季高温水体波动较少，致使蓝藻大量生长、代谢，产生嗅味问题。目前普遍认为，太湖流域嗅味物质超标是由于水体富营养化，夏季持续高温少雨，蓝藻爆发，大量藻类代谢分泌嗅味物质所致。太湖上山水源地是苏州高新区第二水厂的水源地，位于高新区镇湖街道上山村，设计取水规模６０万ｍ３·ｄ－１，取水口位于贡湖湾湾口南端，西部紧邻开阔的太湖湖心区。自２０１０年以来，在上山水源地周围未发生外源污染，春季气温不高并伴有持续降雨的情况下，时常发生饮用水嗅味物质超标现象。经检测发现，水中土臭素类指标最高值为１５７·７３８·生态与农村环境学报第３１卷静止，水体溶解氧浓度稍低，其他区域溶解氧浓度则基本达到ＧＢ３８３８—２００２《地表水环境质量标准》中的Ｉ类水标准（溶解氧饱和率≥９０％）。水源地常规指标总体达到Ⅰ至Ⅱ类水质标准。表１研究区水体理化特征Ｔａｂｌｅ１Ｐｈｙｓｉｃｏ⁃ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｂｏｄｙｉｎｔｈｅｓｔｕｄｉｅｄａｒｅａ采样点透明度／ｃｍ溶解氧饱和率／％水温／℃电导率／（ｍＳ·ｃｍ－１）浊度／ＮＴＵＷ１９８７０第５期徐琛宇等：太湖上山水源地嗅味物质的研究与分析·７３９·研究区域内整体营养盐含量表现为湖心区高于近岸区。上山村南侧近岸区营养盐含量较低，北侧近岸区Ｗ１０样点营养盐含量较高，这可能是受近岸区环境影响所致。研究区ρ（ＴＮ）为０·７４０·生态与农村环境学报第３１卷由表４可知，保护区内样点（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）沉积物含水率ｗ、营养盐含量和有机碳质量分数均较高，最高分别达７３第５期徐琛宇等：太湖上山水源地嗅味物质的研究与分析·７４１·ＧＢ３８３８—２００２中Ⅰ至Ⅱ类水质标准，未发现异常情况。从水体藻类来看，水体叶绿素和藻细胞含量整体较低，悬浮颗粒物也较少，藻类指标均低于水体发生蓝藻水华的临界值，尚不足以直接导致藻类嗅味物质产生。目前对水体嗅味物质的研究普遍认为，太湖流域出现嗅味物质的主要原因是藻类过度生长，大量的代谢产物引发水体嗅味问题［１５－１７］，笔者研究却表明太湖春季嗅味异常并不是藻类生长所致。从水体营养盐来看，水体氮磷含量也未超标。自２００７年无锡饮用水嗅味事件以来，关于太湖富营养化的研究越来愈多，普遍认为目前全湖处于富营养化到重富营养化状态［１８］。而笔者研究表明，目前太湖水体富营养化状况得到有效缓解。一方面是由于外源性营养物的排入得到控制；另一方面可能是由于水生植物净化太湖富营养化水体，并控制了沉积物营养盐的内源释放［１９］。水体氮、磷分布曲线呈现极大的相似性，表明氮、磷作为营养盐的主要成分存在内在联系，氮盐含量高时水体磷盐含量也较高，可能与污染物种类及来源有密切关系。笔者研究表明，水体在营养状况良好的情况下，也可能发生短期嗅味物质超标；富营养化引起的藻类爆发不是太湖流域嗅味问题的唯一原因。从沉积物来看，水源地保护区内外沉积物营养盐及重金属含量相对稳定，不是造成水体嗅味物质异常的原因。同时部分点位底泥中含有ＡＶＳ，可能存在释放含硫异味物质的风险。有研究表明，即使在外源污染得到控制的情况下，沉积物再悬浮引起的内源释放还会在相当长的一段时间影响太湖水质［２０］。因此在控制太湖外源污染的同时，仍需关注沉积物的内源释放。从致嗅物质种类来看，水体和底泥中β－紫罗兰酮和２－甲基异莰醇含量均明显高于土臭素，水源地主要嗅味物质是β－紫罗兰酮和２－甲基异莰醇，且其在底泥中的含量远高于水体。由于这３种嗅味物质均是由藻类代谢产生，而研究期间藻类并未发生大面积水华现象，不会产生嗅味物质，因此水体中的嗅味只可能是底泥中嗅味物质富集释放而产生。为进一步探究春季水体嗅味异常的原因，对近年来春季嗅味异常时期（２０１２年３月）气候状况进行调查分析，结果如图４。由图４可以看出，２０１２年３月１２—２７日发生连续降雨，且平均降雨量为６·７４２·生态与农村环境学报第３１卷方法［Ｊ］．环境工程学报，２０