天津海河藍(lán)藻相關(guān)因素分析初探

【摘 要】本文通過(guò)對(duì)海河2013年藍(lán)藻生長(zhǎng)暴發(fā)過(guò)程、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、感觀表象、相關(guān)因素、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等方面的初步分析，將總氮、總磷、氮磷比、水溫和氣溫等藍(lán)藻生長(zhǎng)、暴發(fā)的影響因素與藻密度進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻暴發(fā)與水溫、最高氣溫、氮磷比、總氮等影響均存在一定相關(guān)關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】海河；藍(lán)藻；影響因子；相關(guān)分析

0 引言

近年來(lái)，天津海河藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)，雖然采取了補(bǔ)水、換水、人工曝氣、打撈等多項(xiàng)措施，但仍未得到根本解決。那究竟藍(lán)藻的暴發(fā)與那些因素相關(guān)，又如何較為直觀的判斷藍(lán)藻暴發(fā)的程度呢？本文通過(guò)對(duì)2013年海河藍(lán)藻暴發(fā)過(guò)程、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、感觀判斷、相關(guān)因素等方面進(jìn)行分析，初步探討海河藍(lán)藻暴發(fā)的相關(guān)因素及感觀判斷方法。

1 海河藍(lán)藻2013年暴發(fā)的過(guò)程概述

海河市區(qū)段自子北匯流至海津大橋全長(zhǎng)13公里，按照地理位置和藍(lán)藻暴發(fā)的區(qū)域性特點(diǎn)，可將海河分為三個(gè)區(qū)段，分別是上游段三岔口至赤峰橋、中游段赤峰橋至光華橋、下游段光華橋以下。

2013年海河藍(lán)藻自6月至9月主要經(jīng)歷了四次暴發(fā)過(guò)程：第一次，自6月末至7月初，海河藍(lán)藻暴發(fā)最嚴(yán)重的區(qū)域在海河的上段區(qū)域；第二次，發(fā)生在7月15日左右，重點(diǎn)在海河市區(qū)的中段和下段區(qū)域，；7月26日上段藻密度較低，而中下段到達(dá)全年的最大值，即第三次暴發(fā)，至8月初降至較低水平；第四次，8月12日至19日藍(lán)藻數(shù)量又逐漸增多，但已不能達(dá)到前幾次暴發(fā)時(shí)的藻密度峰值。

2 各類誘因?qū)：铀{(lán)藻生長(zhǎng)影響的初步分析

2.1 藍(lán)藻生長(zhǎng)相關(guān)因素的篩選

藻類水華的暴發(fā)涉及物理、化學(xué)、生物因素，相關(guān)學(xué)者普遍認(rèn)為，促進(jìn)水華發(fā)生的因子主要有充足的營(yíng)養(yǎng)鹽、緩慢的水流流態(tài)和適宜的氣象條件。只有這三個(gè)方面條件都比較適宜的情況下，才會(huì)出現(xiàn)某種優(yōu)勢(shì)藻類瘋長(zhǎng)的水華現(xiàn)象。

而海河由于上游基本無(wú)來(lái)水，除汛期下游二道閘提閘外，水體幾乎不流動(dòng)，滿足藍(lán)藻暴發(fā)的條件，且由于提閘次數(shù)較少，其變化對(duì)藍(lán)藻生長(zhǎng)變化的影響可以忽略。故本次主要選取營(yíng)養(yǎng)鹽（TN、TP）和氣象（水溫、氣溫）因子進(jìn)行分析。

2.2 營(yíng)養(yǎng)鹽（TN、TP）影響分析

由于氮和磷是藻類生長(zhǎng)和水華暴發(fā)中不可缺少的營(yíng)養(yǎng)，根據(jù)相關(guān)研究表明藻類的“經(jīng)驗(yàn)分子式”為Cl06H263O110N16P，臨界的氮磷比按元素計(jì)應(yīng)為16：1，按重量計(jì)應(yīng)為7.2：1。這就是說(shuō)，從理論上講，如果氮磷比小于該值，氮將限制藻類的增長(zhǎng)，如果氮磷比大于該值，則磷可認(rèn)為是藻類增長(zhǎng)的限制因素。

而根據(jù)2013年夏季對(duì)海河上藻密度與水中總氮（TN）、總磷（TP）的監(jiān)測(cè)值的關(guān)系：藻密度與總磷（TP）之間的關(guān)系并不明顯，藻密度最大值出現(xiàn)在0.5至0.6mg/L之間，而次大值出現(xiàn)在0.2至0.3mg/L之間；藻密度與總氮（TN）之間有如下關(guān)系，藻密度較大時(shí)，TN一般在3至5mg/L之間，藻密度的最大值出現(xiàn)在3至4mg/L之間；藻密度與氮磷比之間有如下關(guān)系，藻密度較大時(shí)，氮磷比主要分布在7.5至10之間，占總監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的60%。而當(dāng)?shù)妆刃∮?或大于20時(shí)，藍(lán)藻都不會(huì)處于暴發(fā)狀態(tài)（藻密度小于1億個(gè)/L），總體實(shí)際檢測(cè)值較理論值7.2偏大，且在一定范圍內(nèi)變化；故在營(yíng)養(yǎng)鹽因子中，氮磷比與藻密度的關(guān)系最為密切，可在今后的工作中重點(diǎn)研究，作為預(yù)報(bào)、判別和抑制藍(lán)藻暴發(fā)的重要依據(jù)，如圖1。

2.3 氣象因子（水溫、氣溫）影響分析

根據(jù)相關(guān)研究，在氣象因子中水溫和氣溫也是藍(lán)藻生長(zhǎng)、暴發(fā)的重要條件，一般認(rèn)為25～30℃是水華藻類的最適宜生長(zhǎng)溫度。我們將2013年藍(lán)藻暴發(fā)時(shí)的水溫、日最高氣溫、日最低氣溫與海河藻密度進(jìn)行比較。

由圖2可知，藍(lán)藻暴發(fā)時(shí)的水溫都集中在26至32℃之間，與相關(guān)研究認(rèn)為的25～30℃是水華藻類的最適宜生長(zhǎng)溫度基本相吻合，故水溫與藍(lán)藻暴發(fā)之間的關(guān)系比較直接且穩(wěn)定。

2.4 葉綠素與藻類數(shù)量的關(guān)系

由于藻密度檢測(cè)難度很大，而葉綠素相對(duì)簡(jiǎn)單，如果能找到二者之間的關(guān)系可大大提高藍(lán)藻暴發(fā)判斷的效率。根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究表明，當(dāng)葉綠素a濃度高于40μg/L時(shí)，各水樣葉綠素a濃度與藍(lán)藻密度的變化趨勢(shì)趨于一致，具有高相關(guān)性。

具體到海河，根據(jù)2013年6月至8月間的藍(lán)藻及葉綠素的檢測(cè)記錄，二者之間的關(guān)系如圖3：

由圖3可知，檢測(cè)數(shù)據(jù)僅有1組大于40μg/L，絕大多數(shù)數(shù)據(jù)均小于40μg/L故線性關(guān)系不明顯，線性相關(guān)系數(shù)約0.73。這與上述相關(guān)研究的結(jié)論基本相符，故由于海河藍(lán)藻暴發(fā)時(shí)，葉綠素濃度大部分時(shí)候小于40μg/L，所以在海河藍(lán)藻監(jiān)測(cè)中暫不能用用葉綠素指標(biāo)代替藻密度指標(biāo)，但葉綠素指標(biāo)可以作為藻密度指標(biāo)的重要參考。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)海河2013年藍(lán)藻暴發(fā)相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的初步分析，將總氮、總磷、氮磷比、水溫和氣溫等藍(lán)藻生長(zhǎng)、暴發(fā)的影響因素與藻密度進(jìn)行對(duì)比。發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻暴發(fā)與水溫、最高氣溫、氮磷比、總氮等影響均存在一定相關(guān)關(guān)系，為海河藍(lán)藻的預(yù)報(bào)、判斷和治理提供了一定的依據(jù)。

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[責(zé)任編輯：湯靜]