引黄水库冬季藻类异常繁殖调查分析

·300·2016年5月第37期综述工程技术引黄水库冬季藻类异常繁殖调查分析张阳1郭晓菲21.山东省德州市供水总公司，山东德州2530002.山东省德州市环境卫生管理处，山东德州253000摘要：冬季冰封期藻类大量繁殖，突发藻类污染，水质恶化，影响供水安全。结合日常监测的实践经验，藻类的复苏、生长和繁殖与营养盐、温度、溶解氧、光照、泥沙悬浮物含量、水库的气象、水文、水动力学等因素有关。关键词：饮黄水库；藻类繁殖；环境因子中图分类号：X524文献标识码：A文章编号：1671-5586（2016）37-0300-01引言饮用水与人们的生活密切相关。近年来，随着进入水体的氮、磷等营养物质越来越多，水体富营养化状况日益严重。湖泊、水库、河流因富营养化引起的藻类水华问题，已对用水安全造成了严重影响。引黄平原水库常常发生以蓝藻、绿藻、硅藻为优势种群的水体污染，并且有明显的季节性特点。水库原水水温呈现春季上升，夏季最高，秋季下降的趋势，根据藻类的一般特性，藻类暴发也主要集中于春季和夏季，北方冬季的自然条件是不利于藻类生长繁殖的。但是根据多年的观测，夏季藻类繁殖稳定，水体未见异常，水质稳定；而冬季冰封期藻类大量繁殖，突发藻类污染，水质恶化。1结果与讨论1.1冰封期藻类含量变化浮游植物的大量繁殖是富营养化水体的重要标志，叶绿素a是浮游植物现存量的一个重要生物学参数。在结冰过程中，ρ叶绿素a缓慢增长，水中营养物质丰富，水体中浮游植物都以一定的速率增长，由于水温的限制增长速度较慢，1月中旬达到稳定。1月下旬冰水界面处水体中，叶绿素a大量繁殖，含量迅速上升，达到最大值。3月初冰完全溶化后，ρ叶绿素a呈上升趋势，但含量仍较低。1.2环境因子分析结合日常监测的实践经验，下面从营养盐、温度、溶解氧、光照、泥沙悬浮物含量、水库水文、水动力学等几个面对引黄平原水库藻类冬季异常繁殖与环境因子关系进行分析。（1）营养盐因素。一般认为水体中的氮磷是藻类污染发生的限制因子，有研究表明藻类受到氮磷比共同作用的影响。由于氮磷浓度长期处于较低水平，相关系数表现为：总磷>溶解性磷酸盐>氨氮>硝酸盐氮>总氮>亚硝酸盐氮，磷成为藻类生长的限制因素。在结冰过程中，NH4+、NO3-、NO2-等不进入冰晶，而进入上层水体中[1]。浮游植物对NH4+的利用能力一般是NH4+优于NO3-和NO2-，水体NH4+质量浓度偏低。由于水体中浮游植物对NO3-不断消耗，NO3-浓度逐渐下降。在水体中NO2-不被浮游植物利用，随着温度变暖，NO2-浓度变化缓慢。而结冰过程中TP、HPO42-进入冰层，磷盐进入水体时被浮游植物利用，冰水界面的水体在该处变化最明显。2月上旬以后，当储备的磷被利用时，浮游植物生长只伴随少量的磷吸收，水体中磷的含量有所回升。（2）溶解氧因素。水中溶解氧（DO）与水生生物的生存和生长关系密切，其含量直接影响藻类生长与繁殖。溶解氧含量越高越利于浮游植物生长。溶解氧含量的季节性变化明显，呈夏季低冬季高的趋势。从结冰初期至1月上旬DO质量浓度存在一个峰值，1月末水体中DO质量浓度有一个最低点，这是因为藻类大量繁殖，消耗水中溶解氧，导致溶解氧含量有所降低。2月下旬以后，随着温度的升高，溶解氧的含量逐渐降低。（3）水温因素。温度直接影响着藻类的光合作用和呼吸作用的强弱。已有研究表明温度变化对藻类生长具有周期性影响，主要影响藻类生理活性，尤其是藻类生理活动所需的酶。当温度低于4℃时，藻类的光合作用完全被抑制；温度处于4～11℃时，光合作用基本被抑制；温度高于11℃后，光合作用的效率与温度呈线性关系。同时随着温度的改变，藻类群落组成也逐步发生变化。冰封期水库水温在0～12℃之间。在每年冰封开始时，经过一次较大的降温后，温度并不会持续降低，而会出现短暂的升温。从1月上旬至1月末，天气晴朗，光照充足，水面冰层变薄，水温迅速回升，从4℃升至12℃，有利于藻类生长繁殖。（4）光照因素。光是影响单细胞藻类生长的最重要的条件之一，成为藻类生长的限制因子。藻类细胞数量与光照水平的高低趋势一致，光照水平的提高可以延长藻类的指数生长期。藻类的生长需要适当的光暗交替，包括光照强度和光暗周期两方面，以利于藻类光合产物的形成和体内的物质代谢川。北方地区光照充足，每年冬季，日照时间为10～1lh，恰好满足藻类快速生长的光照时间。（5）风力、流速等水文因素。藻类群落因环境因素的骤变而发生较大变化。风力能通过驱动水流而对水库藻类群落产生影响。在不同风速影响下，风力所引起的水体垂直湍流扩散和水平方向的平流扩散分别对藻类产生有利和不利影响。流速通过改变水库表层水体的混合程度，影响藻类在表层水体的滞留时间。缓流的水体不利于营养物质的扩散，加剧了营养物质特别是氮、磷的积累，也为藻类生存提供了适宜的水力条件。北方冬季冰封期风力