吳紅燕

(山西省水文水資源勘測(cè)局 山西 太原030001)

近年來，隨著城市和工業(yè)廢水的增加，我國湖泊、水庫與河流的污染和生態(tài)問題日益突出，部分水域頻繁暴發(fā)藻類水華，已嚴(yán)重影響到人民群眾的生產(chǎn)和生活，受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。

水華是發(fā)生在淡水中，由藻類引起的一種自然現(xiàn)象。由于水體過渡營養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類大量繁殖，使水的顏色呈現(xiàn)出綠色或藍(lán)色。“水華”是由藻類引起的，如藍(lán)藻(嚴(yán)格意義上應(yīng)稱為藍(lán)細(xì)菌)、綠藻、硅藻等。淡水中富營養(yǎng)化后，“水華”頻繁出現(xiàn)，且面積逐年擴(kuò)散，持續(xù)時(shí)間逐年延長。淡水中“水華”造成的最大危害是:有難聞的臭昧，飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍(lán)藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物能損害肝臟，直接威脅人類的健康和生存。

1 試點(diǎn)選擇

2008年，水利部水文局就開始在北京、武漢等地選擇有藻類生長條件且社會(huì)關(guān)注度高的區(qū)域開展試點(diǎn)監(jiān)測(cè)，在此試點(diǎn)基礎(chǔ)上，結(jié)合全國湖泊水庫自身特點(diǎn)，2009年有針對(duì)性地選擇有藻類生長條件的湖庫擴(kuò)大試點(diǎn)區(qū)域，確定統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)方案，逐步建立和完善藻類監(jiān)測(cè)工作體系。我省的漳澤水庫自2009年納入了試點(diǎn)監(jiān)測(cè)的范圍。

漳澤水庫位于山西省長治市北郊濁漳河南源干流上，屬海河流域漳衛(wèi)南運(yùn)河水系，是一座以工業(yè)、城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉、防洪為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游等綜合利用的大(Ⅱ)型水利樞紐。水庫總庫容4.27億m3。自投入運(yùn)行以來，向漳澤發(fā)電廠、長治鋼鐵廠等十余個(gè)工礦企業(yè)年供水總量近5000萬m3。漳澤水庫供水的漳澤發(fā)電廠是山西的主火力發(fā)電廠，年發(fā)電能力占山西電網(wǎng)的15.4%，其主要水源及循環(huán)水的自然冷卻池均是漳譯水庫。正是由于這個(gè)原因，漳澤水庫的水溫較一般水庫偏高，利于藻類的生長，所以被選擇作為試點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

2 監(jiān)測(cè)方法

水華的發(fā)生受水溫、水流、光照、富營養(yǎng)等因素影響。當(dāng)富營養(yǎng)化水體在日照充分、水溫較高、水流不動(dòng)的情況下，很適合藻類生長繁殖迅速，容易發(fā)生水華現(xiàn)象，所以說在夏季，富營養(yǎng)化程度較高的湖泊、水庫容易發(fā)生水華。

根據(jù)《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》(SL219－98)、《水生生物監(jiān)測(cè)手冊(cè)》(國家環(huán)保局編委會(huì))等有關(guān)技術(shù)規(guī)范，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水華現(xiàn)象的發(fā)生，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括水質(zhì)指標(biāo)、營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)及藻類分布。依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838－2002)、《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》(SL395－2007)，漳澤水庫的藻類試點(diǎn)監(jiān)測(cè)指標(biāo)確定為9項(xiàng):水溫、pH、透明度、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、藻細(xì)胞密度及藻類常優(yōu)勢(shì)種群。采樣時(shí)段為每年的5－11月，1次/月，藻類高發(fā)期加密監(jiān)測(cè)。

藻類有分類鑒定和定量監(jiān)測(cè)兩種方式，分類是在顯微鏡下觀察藻類的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)，根據(jù)其形態(tài)結(jié)構(gòu)、基本特征等進(jìn)行鑒定，確定優(yōu)勢(shì)種群;定量是通過目鏡視野法來計(jì)數(shù)，利用顯微鏡的目鏡視野來選取計(jì)數(shù)的面積;然后利用計(jì)數(shù)框上的小方格或者顯微鏡的機(jī)械移動(dòng)臺(tái)上標(biāo)尺刻度，使得選取的視野在計(jì)數(shù)框上均勻的分布;最后根據(jù)樣品中浮游藻類數(shù)量的多少確定計(jì)數(shù)的視野數(shù)目，以此來確定藻細(xì)胞密度。

3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)

按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838－2002)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)項(xiàng)目為水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、透明度、總磷、總氮等7項(xiàng)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) mg/L

3.2 營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)

按照《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》(SL395－2007)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)和透明度等4項(xiàng)，湖庫營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法見表2，營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI的計(jì)算公式如下:

式中:EI為營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);En為評(píng)價(jià)項(xiàng)目賦分值;N為評(píng)價(jià)項(xiàng)目個(gè)數(shù)。

表2 湖、庫營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及分級(jí)方法

4 水質(zhì)類別、富營養(yǎng)化監(jiān)測(cè)結(jié)果

根據(jù)2009年－2011年的監(jiān)測(cè)結(jié)果，漳澤水庫在總磷總氮參加評(píng)價(jià)時(shí)，水質(zhì)類別 為Ⅳ－Ⅴ類;剔除總磷、總氮的影響，漳澤水庫水質(zhì)為Ⅲ－Ⅳ類，影響指標(biāo)主要是高錳酸鹽指數(shù)。

根據(jù)《湖、庫營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及分級(jí)方法》，漳澤水庫5～11月營養(yǎng)分值在58－64之間，營養(yǎng)狀況為輕度富營養(yǎng)－中度富營養(yǎng)，且以中度富營養(yǎng)居多。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明漳澤水庫水質(zhì)已經(jīng)發(fā)生富營養(yǎng)化，正在由輕度富營養(yǎng)向中度富營養(yǎng)過度。

藻類監(jiān)測(cè)資料表明，庫區(qū)藻類以綠藻和藍(lán)藻為主，在水溫低于25℃時(shí)，漳澤水庫的藻類優(yōu)勢(shì)種群以絲藻和隱藻為主，在水溫高于25℃時(shí)，藻類優(yōu)勢(shì)種群以隱球藻、平裂藻和絲藻為主。

5 水華風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

藻細(xì)胞密度是衡量水華發(fā)生與否、發(fā)生程度的一個(gè)最直接指標(biāo)，但不同水域藻細(xì)胞個(gè)體體積、富集方式均存在較大差異，用藻細(xì)胞密度直接來判定水華至今還未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在2008年長江水利委員會(huì)所做的試點(diǎn)工作中，根據(jù)南方水域的藻類特點(diǎn)，結(jié)合采樣現(xiàn)場(chǎng)觀察情況，提出了相應(yīng)的水華風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估參照值，見表3。

表3 藻細(xì)胞密度與水華風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估參照標(biāo)準(zhǔn)*

漳澤水庫5～11月監(jiān)測(cè)的藻細(xì)胞密度值在4000～20000萬個(gè)/L之間，一般5～7月呈上升趨勢(shì)，8月份監(jiān)測(cè)值最高，9～11月處于逐漸下降趨勢(shì)。根據(jù)表3的標(biāo)準(zhǔn)，漳澤水庫7個(gè)月檢測(cè)結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于表3給出的臨界值，處于高含量水平，達(dá)水華臨界狀態(tài)。可現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采樣時(shí)觀察到的現(xiàn)象，與此結(jié)論不太吻合。

根據(jù)2010年天津市于橋水庫和爾王莊水庫監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，將藻細(xì)胞密度8000萬個(gè)/L作為水華風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的臨界值，根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)判斷，漳澤水庫8月份在水庫壩上和庫尾魚箱附近這兩處存在著水華風(fēng)險(xiǎn)，其余時(shí)間段藻細(xì)胞密度低于8000萬個(gè)/L，處于低含量水平，不存在水華發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。筆者認(rèn)為，這一結(jié)論與實(shí)際情況比較相符。

由此可見，不同水域藻細(xì)胞個(gè)體體積、富集方式均存在較大差異，應(yīng)根據(jù)多次實(shí)踐摸索經(jīng)驗(yàn)，確定藻細(xì)胞密度與水華發(fā)生的關(guān)系。漳澤水庫的藻類監(jiān)測(cè)剛剛起步，也處在摸索階段，根據(jù)兩年的監(jiān)測(cè)資料，只是能確定藻類的優(yōu)勢(shì)種群和分布時(shí)段，藻細(xì)胞密度與水華風(fēng)險(xiǎn)的臨界值還需要繼續(xù)研究探討。