楊剛 李國 胡瑾

（淮河流域水資源保護局 蚌埠 233001）

洪澤湖、駱馬湖富營養(yǎng)化評價及“水華”發(fā)生風險等級評估

楊剛 李國 胡瑾

（淮河流域水資源保護局 蚌埠 233001）

根據(jù)洪澤湖、駱馬湖水域的藻類監(jiān)測和富營養(yǎng)化評價，掌握湖泊富營養(yǎng)化狀況，探討湖泊“水華”發(fā)生的風險等級及評估方法。

富營養(yǎng)化 風險等級 評估

1 前言

我國部分湖泊生態(tài)功能退化問題突出。20世紀90年代以來，隨著淮河上游工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展及人口增長，生產(chǎn)及生活污水排放量日益增加，加之圍墾、養(yǎng)殖、泥沙淤積等原因，湖區(qū)環(huán)境容量不斷減小，污染日益加重，湖泊富營養(yǎng)化加劇，近年來在局部水域多次出現(xiàn)“水華”現(xiàn)象。

2007 年太湖“水華”事件給全國敲響警鐘，同時也對水資源保護和管理提出了新的更高的要求。為適應水資源管理的需要，自2008年開始，淮河流域水環(huán)境監(jiān)測中心開展水生態(tài)監(jiān)測，根據(jù)水利部水文局的要求，選擇洪澤湖為藻類監(jiān)測試點，2009年監(jiān)測范圍擴展到駱馬湖。

2 目的意義

富營養(yǎng)化問題在水資源和環(huán)境領(lǐng)域受到關(guān)注，常規(guī)的監(jiān)測手段難以確切反映水體富營養(yǎng)化程度和水體健康狀況。藻類監(jiān)測這一生物監(jiān)測手段從水生浮游植物的種群和結(jié)構(gòu)特征來更深層反映水體的健康狀態(tài)和營養(yǎng)化程度，為水資源保護與管理提供依據(jù)。

洪澤湖和駱馬湖因其地理位置特殊，是南水北調(diào)東線工程的中轉(zhuǎn)平臺和重要的調(diào)蓄湖泊，擁有國家級濕地自然保護區(qū)，在防洪抗旱、調(diào)節(jié)氣候、保護生物多樣性以及農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、畜牧業(yè)和旅游業(yè)等方面起著極其重要的作用。掌握兩湖藻類特征和富營養(yǎng)化程度，對南水北調(diào)東線的水質(zhì)管理與水污染防治提供技術(shù)支持具有極其重要的意義。

3 技術(shù)路線與監(jiān)測方式

根據(jù)湖泊藻類種群結(jié)構(gòu)、藻類細胞密度及分布變化情況，從生態(tài)學角度對其水環(huán)境營養(yǎng)化水平及其發(fā)展趨勢進行分析和評價，對“水華”發(fā)生的臨界條件和預警模式進行探討，為水資源的評價、管理和水資源的利用以及水污染的控制和治理提供基礎(chǔ)依據(jù)，為南水北調(diào)東線的水質(zhì)管理與水污染防治提供技術(shù)支持。

4 監(jiān)測參數(shù)

監(jiān)測參數(shù)包括：水溫、溶解氧、透明度、高錳酸鹽指數(shù)、總氮、總磷、可溶性磷、葉綠素a、藻類種群結(jié)構(gòu)、藻細胞密度等。

5 監(jiān)測結(jié)果與分析評價

5.1 洪澤湖藻類監(jiān)測結(jié)果分析評價

5.1 .1 種類組成和分布

共采集到浮游植物50屬，隸屬于藍藻、綠藻、硅藻、裸藻、隱藻、甲藻、金藻等7個門。其中藍藻6屬，占總數(shù)的12%；綠藻22屬，占總數(shù)的44%；硅藻14屬，占總數(shù)的28%；隱藻1屬，占總數(shù)的2%；裸藻4屬，占總數(shù)的8%；甲藻門2個屬，占總數(shù)的4%；金藻1屬，占總數(shù)的2%。常見種類有藍藻門的顫藻、微囊藻、席藻、平裂藻，硅藻門的針桿藻、小環(huán)藻，綠藻門的盤星藻、柵藻、衣藻等。

5.1 .2 數(shù)量組成和分布

經(jīng)實驗室鏡檢計數(shù)，各測點浮游植物數(shù)量均值范圍為9×104～1.9×106個/升，其中數(shù)量最多的測點是成子湖，浮游植物數(shù)量為1.9×106個/升，浮游植物數(shù)量最少的測點是老子山，為9×104個/升。各測點藻類數(shù)量以藍綠藻居多，隨著溫度的逐漸下降，硅藻所占比重上升。

5.1 .3 營養(yǎng)化水平

根據(jù)《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程（SL395-2007）》中“湖泊營養(yǎng)狀態(tài)評價”評分法對洪澤湖、駱馬湖水域各測點進行評價，結(jié)果如表1。洪澤湖水域整體呈中營養(yǎng)水平，程度根據(jù)測點不同而不同，除了個別測點為輕度富營養(yǎng)外，其他區(qū)域均為中營養(yǎng)。

5.2 駱馬湖藻類監(jiān)測結(jié)果與分析

5.2 .1 種類組成和分布

各測點共采集到浮游植物31屬，隸屬于藍藻、綠藻、硅藻、裸藻、隱藻、甲藻、金藻等7個門。其中藍藻5屬，占總數(shù)的16%；綠藻10屬，占總數(shù)的33%；硅藻10屬，占總數(shù)的33%；隱藻1屬，占總數(shù)的3%；裸藻2屬，占總數(shù)的6%；甲藻2個屬，占總數(shù)的6%；金藻1屬，占總數(shù)的3%。浮游植物常見種類有藍藻門的顫藻、席藻、平裂藻，硅藻門的針桿藻、小環(huán)藻、直鏈藻，綠藻門的盤星藻、柵藻、衣藻等。

5.2 .2 數(shù)量組成和分布

經(jīng)實驗室鏡檢計數(shù)，各測點浮游植物數(shù)量均值范圍為9×104～3.6×106個/升，其中數(shù)量最多的測點是自來水廠，浮游植物數(shù)量為3.6×106個/升，浮游植物數(shù)量最少的測點是湖心，為9×104個/升。各測點藻類數(shù)量以藍綠藻居多，隨著溫度的逐漸下降，硅藻所占比重上升。

表1 洪澤湖藻類監(jiān)測各測點富營養(yǎng)化水平評價表

表2 駱馬湖藻類監(jiān)測各測點富營養(yǎng)化水平評價表

5.2 .3 營養(yǎng)化水平

根據(jù)《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程（SL395-2007）》中“湖泊營養(yǎng)狀態(tài)評價”評分法對駱馬湖水域各測點進行評價，結(jié)果如表2。駱馬湖水域整體營養(yǎng)水平為中營養(yǎng)。

6 分析討論

6.1 “水華”的生態(tài)機理

水體富營養(yǎng)化是指由于水體的營養(yǎng)鹽（主要是氮、磷）含量過高，超過了水體的自凈能力，引起浮游生物數(shù)量過度增加和種群結(jié)構(gòu)改變，從而導致水質(zhì)惡化和水生態(tài)功能的退化。自然狀態(tài)下，湖泊水體的營養(yǎng)化演變進程極其緩慢。由于人類活動的影響，水體中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)濃度快速增高，營養(yǎng)化進程被提速。富營養(yǎng)化的水體在氣溫、光照、水溫、水流等水文、氣象和環(huán)境條件適宜藻類生長情況下，藻類快速瘋長和聚集，形成“水華”。大量的藻類死亡后分解，溶解氧降低，釋放有毒物質(zhì)，水體發(fā)臭，對水生態(tài)系統(tǒng)造成危害?！八A”是水體嚴重富營養(yǎng)化的結(jié)果和表征，也是湖泊水生態(tài)系統(tǒng)衰退的表現(xiàn)。

6.2 湖泊“水華”風險等級評估

藻細胞密度是衡量水華發(fā)生與否、發(fā)生程度的最直接指標，但不同水域藻細胞個體體積、富集方式均存在較大差異，用藻細胞密度直接判斷水華至今未形成統(tǒng)一標準。結(jié)合目前研究所得藻細胞密度對水華風險判別的經(jīng)驗值，將“水華”風險評估等級及參考值列舉如下：

6.2 .1 初級預警模式

水域水質(zhì)Ⅳ類或Ⅳ類以上；藻類細胞密度100萬～500萬，優(yōu)勢種群為“水華”常見種；水體營養(yǎng)水平為中富營養(yǎng)，總磷含量≥0.05mg/L；總氮含量≥1.00mg/L；氣溫25℃以上，水溫18～28℃，低風速（<3.0m/s），持續(xù)強光照（>2000LX），無降雨以及緩流速，“水華”可能發(fā)生。此時預警等級為初級。

6.2 .2 中級預警模式

水域水質(zhì)為Ⅳ類或Ⅳ類以上；藻類細胞密度500萬～1000萬，優(yōu)勢種群為“水華”常見種；水體營養(yǎng)水平為中富營養(yǎng)以上，總磷含量≥0.05mg/L；總氮含量≥1.00mg/L；氣溫25℃以上，水溫 18～28℃，低風速（<3.0m/s），持續(xù)強光照（>2000 LX），無降雨以及緩流速，“水華”發(fā)生可能性較高，此時預警等級為中級。

6.2 .3 強預警模式

水域水質(zhì)Ⅳ類或Ⅳ類以上；藻類細胞密度1000萬以上，優(yōu)勢種群為“水華”常見種；水體營養(yǎng)水平為中富營養(yǎng)以上，總磷含量≥0.05mg/L；總氮含量≥1.00mg/L；氣溫25℃以上，水溫 18～28℃，低風速（<3.0m/s），持續(xù)強光照（>2000 LX）,無降雨以及緩流速，“水華”發(fā)生可能性極高，此時預警等級為強