于 洋,彭福利,孫 聰,董 昊,王業(yè)耀,何立環(huán)
1.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,國(guó)家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 1000122.安徽省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,安徽 合肥 230071
典型湖泊水華特征及相關(guān)影響因素分析
于 洋1,彭福利1,孫 聰1,董 昊2,王業(yè)耀1,何立環(huán)1
1.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,國(guó)家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 1000122.安徽省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,安徽 合肥 230071
通過(guò)2011—2015年對(duì)太湖、巢湖和滇池水華高發(fā)季節(jié)的連續(xù)監(jiān)測(cè),以藻類(lèi)密度和水華面積為判據(jù)評(píng)價(jià)了3個(gè)湖體的水華情況及變化趨勢(shì),探討了水華發(fā)生的主要影響因素。結(jié)果表明:太湖水華程度以“輕度水華”為主,巢湖水華程度以“輕微水華“為主,滇池水華程度以“中度水華”為主;太湖、巢湖和滇池水華規(guī)模均以“零星性水華”為主;太湖和巢湖藻類(lèi)密度與水溫、pH、溶解氧、總氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)均呈顯著正相關(guān),與透明度呈顯著負(fù)相關(guān),與氨氮無(wú)顯著相關(guān)性;滇池藻類(lèi)密度與水溫、總磷和高錳酸鹽指數(shù)均呈顯著正相關(guān),與透明度和氨氮呈顯著負(fù)相關(guān),與pH、溶解氧和總氮無(wú)顯著相關(guān)性。
淡水湖泊;藻類(lèi)密度;水華評(píng)價(jià);環(huán)境因子;相關(guān)分析
受全球變暖和人類(lèi)活動(dòng)影響,世界各國(guó)淡水湖泊、水庫(kù),甚至河流水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程加快,并由此不斷引發(fā)水華現(xiàn)象。20世紀(jì)70年代以來(lái),包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家(如美國(guó)、日本、韓國(guó)、澳大利亞以及歐洲一些國(guó)家)都有大量關(guān)于藻類(lèi)水華的報(bào)道[1-2],水華引起湖泊水質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)嚴(yán)重惡化,水體發(fā)黑發(fā)臭,大量魚(yú)類(lèi)死亡,使得水華問(wèn)題逐漸成為社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。
水華發(fā)生機(jī)理相關(guān)假說(shuō)表明,影響水華發(fā)生的環(huán)境因子主要為營(yíng)養(yǎng)鹽、氮磷比、微量元素、水文、氣象等條件[3-6],且一定的水文、氣象條件有助于藻類(lèi)聚集[7-9]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者針對(duì)水華評(píng)價(jià)及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探索[10-16],中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站依據(jù)藻類(lèi)在水體中存在狀態(tài)將水華劃分為顯性水華和隱性水華(顯性水華指藻類(lèi)漂浮在水面上,呈現(xiàn)為片狀或絲帶狀的藻席;隱性水華則是指藻類(lèi)沉在水面之下,一般表現(xiàn)為水中顆粒較多或水體呈藻漿狀),并據(jù)此特點(diǎn)制定了藻類(lèi)水華特征評(píng)價(jià)方法和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),用于評(píng)價(jià)湖庫(kù)水華程度和水華規(guī)模。
太湖、巢湖、滇池(簡(jiǎn)稱(chēng)“三湖”)是中國(guó)著名的三大湖泊,流域均屬于人口集中、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、社會(huì)活動(dòng)較為活躍的區(qū)域[17]。自20世紀(jì)80年代起,“三湖”水體污染加劇,被列為國(guó)家重點(diǎn)治理的三大湖泊[18],如何防控水體污染引起的藍(lán)藻水華暴發(fā)現(xiàn)象成為湖泊治理的主要任務(wù)。
隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)以及衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)等多種技術(shù)手段為湖庫(kù)水華預(yù)警和防控提供了有力支撐[19-21]。本文采用人工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方式在藍(lán)藻水華高發(fā)期[22]對(duì)“三湖”開(kāi)展監(jiān)測(cè),并根據(jù)藻類(lèi)密度和水華面積定量評(píng)價(jià)其水華程度和水華規(guī)模,同時(shí)對(duì)影響水華暴發(fā)的相關(guān)因素進(jìn)行探討和分析,以期為中國(guó)湖泊治理提供基礎(chǔ)信息和幫助。
1.1 采樣時(shí)間和地點(diǎn)
采樣時(shí)間:2011—2015年,每年4—9月。
采樣地點(diǎn):20個(gè)太湖湖體監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,12個(gè)巢湖湖體監(jiān)測(cè)點(diǎn)位(東、西半湖各6個(gè)),10個(gè)滇池湖體監(jiān)測(cè)點(diǎn)位(外海8個(gè),草海2個(gè))?,F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)頻次為1次/周;衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)頻次為太湖和巢湖1次/d,滇池2~3次/周。
1.2 樣品的采集和分析鑒定
“三湖”湖體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:水溫、透明度、pH、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總氮、總磷、葉綠素a(Chla)、藻類(lèi)密度;衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)水華面積。
水溫、pH、溶解氧指標(biāo)使用 YSI-6600型多功能水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定;透明度采用塞氏盤(pán)法測(cè)定;使用5 L深水采水器于水面下0.5 m處采集水樣作為營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的測(cè)定樣品,測(cè)定方法參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。采用0.45 μm的纖維濾膜對(duì)藻類(lèi)進(jìn)行抽濾,參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)納氏試劑分光光度法、堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法和鉬酸銨分光光度法分別對(duì)氨氮、總氮和總磷進(jìn)行測(cè)定;Chla含量的測(cè)定采用反復(fù)凍融-浸提改進(jìn)的丙酮萃取方法。
浮游植物定量樣品采集和鑒定: 采集1 L水樣用于定性檢測(cè)浮游植物豐度和生物量。水樣加入4%的甲醛溶液和1%的魯哥氏液,在實(shí)驗(yàn)室用柱形瓶靜置沉淀3d后,用綁有20 μm篩絹的虹吸管將上清液去除,保留20~30 mL水樣與沉積物一起轉(zhuǎn)移至50 mL聚乙烯瓶保存,用于定量計(jì)數(shù)。取0.1 mL濃縮樣品,在顯微鏡400倍鏡下進(jìn)行鑒定和計(jì)數(shù)。
太湖和巢湖水華面積采用MODIS影像解譯數(shù)據(jù),分辨率為250 m;滇池水華面積采用HJ-CCD影像解譯數(shù)據(jù),分辨率為30 m。選取的單幅或多幅拼接后的遙感影像至少包括監(jiān)測(cè)水體90%以上的面積方為有效。針對(duì)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正、輻射校正和大氣校正,利用監(jiān)測(cè)水體大氣層的NDVI數(shù)據(jù)判別水華和正常水體,NDVI高于0的像元為藍(lán)藻水華。
1.3 評(píng)價(jià)方法
執(zhí)行中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站制定的藻類(lèi)水華特征評(píng)價(jià)方法和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),采用藻類(lèi)密度和水華面積對(duì)湖庫(kù)水華程度和水華規(guī)模進(jìn)行判定。
水華程度主要分為5個(gè)級(jí)別:無(wú)明顯水華,0≤藻類(lèi)密度<2.0×106個(gè)/L;輕微水華,2.0×106≤藻類(lèi)密度<1.0×107個(gè)/L;輕度水華,1.0×107≤藻類(lèi)密度<5.0×107個(gè)/L;中度水華,5.0×107≤藻類(lèi)密度<1.0×108個(gè)/L;重度水華,藻類(lèi)密度為大于或等于1.0×108個(gè)/L。
水華規(guī)模主要分為5個(gè)級(jí)別:未見(jiàn)明顯水華,水華面積占總水域面積比例為0%;零星性水華,0<水華面積比例<10%;局部性水華,10%≤水華面積比例<30%;區(qū)域性水華,30%≤水華面積比例<60%;全面性水華,水華面積比例大于或等于60%。
2.1 太湖水華監(jiān)測(cè)結(jié)果
2011—2015年4—9月,太湖湖體藻類(lèi)密度平均值分別為1.036×107、0.987×107、1.021×107、0.754×107、1.090×107個(gè)/L,年際間呈波動(dòng)式變化。根據(jù)每次藻類(lèi)密度監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),太湖湖體水華程度為“輕微水華”至“輕度水華”,其中“輕微水華”出現(xiàn)頻次比例為40.0%~75.0%,最大頻次比例出現(xiàn)在2014年;“輕度水華”出現(xiàn)頻次比例為25.0%~60.0%,最大頻次比例出現(xiàn)在2011年和2013年(圖1)。從時(shí)間尺度看,2013年和2015年藻類(lèi)密度在4—5月無(wú)明顯變化,6月起呈現(xiàn)明顯增加的趨勢(shì)。2011、2012、2014年藻類(lèi)密度在4—6月上旬趨于穩(wěn)定,7月開(kāi)始呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)。2011—2015年“輕度水華”主要出現(xiàn)在8—9月(圖2)。
圖1 2011—2015年4—9月太湖水華程度Fig.1 Degree of water bloom in the Taihu Lake from Apr to Sep during 2011 to 2015
圖2 2011—2015年4—9月太湖藻類(lèi)密度Fig.2 Algae density in the Taihu Lake from Apr to Sep during 2011 to 2015
根據(jù)水華面積進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果顯示,2011—2015年4—9月,太湖水華規(guī)模為“未見(jiàn)明顯水華”至“局部性水華”,其中“未見(jiàn)明顯水華”出現(xiàn)比例為9.2%~26.9%,“零星性水華”為66.7%~87.0%,“局部性水華”為1.1%~11.8%;從時(shí)間尺度看,“未見(jiàn)明顯水華”最大頻次比例出現(xiàn)在2011年,“零星性水華”最大頻次比例出現(xiàn)在2013年,“局部性水華”最大頻次比例出現(xiàn)在2015年(圖3)。水華面積最大值主要出現(xiàn)在7—9月,在此期間監(jiān)測(cè)到的最大水華面積為690 km2,出現(xiàn)在2015年7月13日,占太湖水域面積的29.5%。
圖3 2011—2015年4—9月太湖水華規(guī)模Fig.3 Scale of water bloom in the Taihu Lake from Apr to Sep during 2011 to 2015
2.2 巢湖水華監(jiān)測(cè)結(jié)果
2011—2015年4—9月,巢湖湖體藻類(lèi)密度平均值分別為0.400×107、0.451×107、0.325×107、0.434×107、0.690×107個(gè)/L,2011—2014年相對(duì)平穩(wěn),2015年明顯升高。根據(jù)每次藻類(lèi)密度監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),巢湖湖體水華程度為“無(wú)明顯水華”至“輕度水華”,其中“無(wú)明顯水華”出現(xiàn)頻次比例為5.7%~25.9%,最大頻次比例出現(xiàn)在2015年;“輕微水華”出現(xiàn)頻次比例為51.9%~92.5%,最大頻次比例出現(xiàn)在2011年;“輕度水華”出現(xiàn)頻次比例為1.9%~22.2%,最大頻次比例出現(xiàn)在2015年(圖4)。“輕度水華”主要出現(xiàn)在7—9月(圖5)。
圖4 2011—2015年4—9月巢湖水華程度Fig.4 Degree of water bloom in the Chaohu Lake from Apr to Sep during 2011 to 2015
圖5 2011—2015年4—9月巢湖藻類(lèi)密度Fig.5 Algea density in the Chaohu Lake from Apr to Sep during 2011 to 2015
根據(jù)水華面積進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果顯示,2011—2015年4—9月,巢湖水華規(guī)模為“未見(jiàn)明顯水華”至“區(qū)域性水華”,主要以“零星性水華”為主?!拔匆?jiàn)明顯水華”出現(xiàn)頻次比例為15.5%~49.1%,“零星性水華”為43.9%~77.5%,“局部性水華”為4.1%~13.0%;“區(qū)域性水華”為0%~6.4%?!拔匆?jiàn)明顯水華”最大頻次出現(xiàn)在2011年,“零星性水華”最大頻次比例出現(xiàn)在2014年,“局部性水華”最大頻次出現(xiàn)在2012年,“區(qū)域性水華”最大頻次比例出現(xiàn)在2015年(圖6)。水華面積最大值主要出現(xiàn)在7—9月,在此期間監(jiān)測(cè)到的最大水華面積為322 km2, 出現(xiàn)在2015年8月14日,占巢湖水域面積的42.2%。
圖6 2011—2015年4—9月巢湖水華規(guī)模Fig.6 Scale of water bloom in the Chaohu Lake from Apr to Sep during 2011 to 2015
2.3 滇池水華監(jiān)測(cè)結(jié)果
2011—2015年4—9月,滇池湖體藻類(lèi)密度平均值分別為8.963×107、6.579×107、5.335×107、5.174×107、5.277×107個(gè)/L,呈明顯的逐年下降趨勢(shì)。根據(jù)每次藻類(lèi)密度監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果顯示,滇池湖體水華程度為“輕度水華”至“重度水華”,其中“輕度水華”出現(xiàn)頻次比例為26.9%~40.7%,最大頻次比例出現(xiàn)在2015年;“中度水華”出現(xiàn)頻次比例為16.7%~63.0%,最大頻次比例出現(xiàn)在2014年;“重度水華”出現(xiàn)頻次比例為0%~54.2%,最大頻次比例出現(xiàn)在2011年(圖7)?!爸囟人A”主要出現(xiàn)在6—9月(圖8)。
圖7 2011—2015年4—9月滇池水華程度情況Fig.7 Degree of water bloom in Dianchi Lake from Apr to Sep during 2011 to 2015
圖8 2011—2015年4—9月滇池藻類(lèi)密度情況Fig.8 Algae density in the Dianchi Lake from Apr to Sep during 2011 to 2015
根據(jù)水華面積進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果顯示, 2011—2015年4—9月,滇池水華規(guī)模為“未見(jiàn)明顯水華”至“局部性水華”,其中“未見(jiàn)明顯水華”出現(xiàn)頻次比例為0%~61.1%,“零星性水華”為35.3%~97.7%,“局部性水華”為0%~8.9%。“未見(jiàn)明顯水華”最大頻次比例出現(xiàn)在2015年;“零星性水華”最大頻次比例出現(xiàn)在2012年;“局部性水華”最大頻次比例出現(xiàn)在2011年(圖9)。水華面積最大值主要出現(xiàn)在7—9月。在此期間監(jiān)測(cè)到的最大水華面積為53 km2,出現(xiàn)在2011年7月9日,占滇池水域面積的18.5%。
圖9 2011—2015年4—9月滇池水華規(guī)模Fig.9 Scale of water bloom in the Dianchi Lake from Apr to Sep during 2011 to 2015
在科學(xué)意義上,水華就是藻類(lèi)的快速增長(zhǎng)繁殖。因此,要探討水華發(fā)生的相關(guān)影響因素,就是要尋找與藻類(lèi)生長(zhǎng)繁殖有關(guān)的環(huán)境因子。研究以2012年4—9月太湖、巢湖和滇池現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析了藻類(lèi)密度與環(huán)境因子之間的相關(guān)性(表1)。
表1 藻類(lèi)密度與環(huán)境因子之間相關(guān)系數(shù)及檢驗(yàn)結(jié)果
注:“*”表示P<0.05,顯著相關(guān);“**”表示P<0.01,極顯著相關(guān)。
3.1 藻類(lèi)密度與總磷、總氮的相關(guān)性
國(guó)際上公認(rèn)的湖泊發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的總磷和總氮質(zhì)量濃度分別為0.02、0.2 mg/L[23]。太湖總磷濃度平均值為0.052 mg/L,總氮為1.85 mg/L;巢湖總磷為0.131 mg/L,總氮為1.82 mg/L;滇池外??偭诪?.167 mg/L,總氮為2.04 mg/L??梢?jiàn),太湖、巢湖和滇池總磷和總氮濃度已經(jīng)達(dá)到了富營(yíng)養(yǎng)化水平。相關(guān)性分析結(jié)果表明,太湖和巢湖的藻類(lèi)密度與總氮、總磷濃度呈顯著正相關(guān);滇池藻類(lèi)密度與總磷呈顯著正相關(guān),與總氮呈負(fù)相關(guān)。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是受到水體中氮磷比的影響。相關(guān)研究指出,當(dāng)水體中總氮和總磷濃度比為10~15時(shí),藻類(lèi)生長(zhǎng)與氮磷濃度呈線性相關(guān)關(guān)系,其中湖水中最適宜藻類(lèi)生長(zhǎng)的總氮和總磷濃度比為12~13,小于該值時(shí)藻類(lèi)增殖可能受到影響[23],而太湖、巢湖和滇池的總氮和總磷濃度比分別約為36、14和12,可能影響了藻類(lèi)增殖。
3.2 藻類(lèi)密度與水溫、pH的相關(guān)性
太湖、巢湖和滇池的藻類(lèi)密度與水溫均呈顯著正相關(guān),表明水溫對(duì)藻類(lèi)的生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用。關(guān)于藍(lán)藻暴發(fā)時(shí)水體的最適宜溫度范圍當(dāng)前還有很大爭(zhēng)議,但比較一致的認(rèn)識(shí)是24~30 ℃,大于30 ℃的高溫對(duì)藍(lán)藻增長(zhǎng)有明顯的抑制作用[17]。
太湖、巢湖和滇池pH范圍為7.0~9.5,大于9的情況出現(xiàn)在個(gè)別點(diǎn)位。相關(guān)性分析結(jié)果表明,藻類(lèi)密度與pH呈正相關(guān),這主要是由于藻類(lèi)光合作用過(guò)程中吸收二氧化碳,改變水體酸堿平衡導(dǎo)致pH上升。因此,當(dāng)監(jiān)測(cè)到pH迅速上升時(shí),應(yīng)該著重關(guān)注該現(xiàn)象是否是因藻類(lèi)快速生長(zhǎng)繁殖引起。
3.3 藻類(lèi)密度與高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)性
高錳酸鹽指數(shù)是反映水體受到有機(jī)污染物和還原性無(wú)機(jī)物污染程度的綜合指標(biāo),也是水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)的基本參數(shù)之一。相關(guān)性分析結(jié)果表明,太湖、巢湖和滇池藻類(lèi)密度與高錳酸鹽指數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為0.217、0.561、0.138。
3.4 藻類(lèi)密度與透明度的相關(guān)性
透明度是用來(lái)評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的一個(gè)基本參數(shù),因此可作為間接反映湖庫(kù)水華情況的一個(gè)環(huán)境因子。相關(guān)性分析結(jié)果表明,太湖、巢湖和滇池藻類(lèi)密度與透明度存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為-0.154、-0.254、-0.372。
3.5 藻類(lèi)密度與溶解氧的相關(guān)性
溶解氧作為體現(xiàn)湖庫(kù)水體營(yíng)養(yǎng)水平的重要參數(shù),不僅是浮游植物生長(zhǎng)的重要條件,也是浮游植物代謝過(guò)程所必需的[24]。相關(guān)性分析結(jié)果表明,太湖和巢湖藻類(lèi)密度與溶解氧存在顯著正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為0.171和0.378。通常情況下,藻類(lèi)光合作用使得水體中的溶解氧濃度增加,所以藻類(lèi)密度與溶解氧變化具有較高的一致性。水華暴發(fā)期間,往往表現(xiàn)為水體中溶解氧濃度異常偏高,而后又可能因藻類(lèi)大量死亡分解消耗溶解氧而使水體出現(xiàn)溶解氧迅速下降的現(xiàn)象。所以,當(dāng)水體中溶解氧異常變化時(shí),應(yīng)該提高警惕,加密監(jiān)測(cè),以防因水華發(fā)生影響水環(huán)境安全。
3.6 藻類(lèi)密度與氣象條件的相關(guān)性
在營(yíng)養(yǎng)條件具備的情況下,氣象條件往往是藍(lán)藻漂浮和聚集產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。研究普遍認(rèn)為,藍(lán)藻暴發(fā)的最適水溫為24~30 ℃。另外,降雨量和雨日數(shù)偏少,日照時(shí)數(shù)偏多,均有利于藍(lán)藻生長(zhǎng)和在水面上聚集。
1)藻類(lèi)密度監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,2011—2015年太湖湖體水華程度以“輕度水華”為主,巢湖水華程度以“輕微水華”為主,滇池水華程度以“中度水華”為主。太湖水華程度無(wú)明顯變化,巢湖水華程度略有加重,滇池水華程度有所減輕。
2)水華面積監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,2011—2015年太湖、巢湖和滇池水華規(guī)模均以“零星性水華”為主;太湖最大水華規(guī)模為“局部性水華”,巢湖為“區(qū)域性水華”,滇池為“局部性水華”。
3)從時(shí)間尺度看,太湖、巢湖和滇池藻類(lèi)密度最大值均出現(xiàn)在7月以后,且7—9月藻類(lèi)密度顯著高于4—6月;最大水華面積也主要出現(xiàn)在7—9月。
4)藻類(lèi)密度與環(huán)境因子相關(guān)性分析結(jié)果顯示,藻類(lèi)密度與水溫、pH、總氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)基本呈現(xiàn)顯著的正相關(guān);與透明度呈顯著負(fù)相關(guān)。
[1] 宋立榮,張婷,鄭凌凌. 水華藍(lán)藻何以肆虐[J]. 生命世界,2007(8):36-41.
SONG L R,ZHANG T,ZHENG L L.Why cyanobacteria blooms[J]. Life World,2007(8):36-41.
[2] 秦伯強(qiáng),王小冬,湯祥明,等. 太湖富營(yíng)養(yǎng)化與藍(lán)藻水華引起的飲用水危機(jī)——原因與對(duì)策[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展,2007,22(9):896-906.
QIN B Q, WANG X D, TANG X M, et al. Drinking water crisis caused by eutrophicationand cyanobacterial bloom in lake Taihu:cause and measurement[J]. Earth Science Progress,2007,22(9):896-906.
[3] 黃佳聰,吳曉東,高俊峰,等. 藍(lán)藻水華預(yù)報(bào)模型及基于遺傳算法的參數(shù)優(yōu)化[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),2010,30(4):1 003-1 010.
HUANG J C, WU X D,GAO J F,et al. Cyanobacteria bloom prediction model and parameters optimization based on genetic algorithm[J]. Acta Ecologica Sinica,2010,30(4):1 003-1 010.
[4] 孔繁翔,高光.大型淺水富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中藍(lán)藻水華形成機(jī)理的思考[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2005,25(3): 589-595.
KONG F X, GAO G. Hypothesis on cyanobacteria bloom-forming mechanism in large shal low eutrophic lakes[J]. Acta Ecologica Sinica,2005,25(3):589-595.
[5] 吳光應(yīng),劉曉靄. 大寧河水體營(yíng)養(yǎng)鹽狀況與水華爆發(fā)之間關(guān)系分析[J]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2009,25(4):98-101.
WU G Y,LIU X A. Analysis on the relationship between nutrients and water blooms in the Daning river[J]. Environmental Monitoring in China,2009,25(4):98-101.
[6] 王兆群,張寧紅,張?jiān)?洪澤湖藻類(lèi)與環(huán)境因子逐步回歸統(tǒng)計(jì)和藍(lán)藻水華初步預(yù)測(cè)[J]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2012,28(4):17-20.
WANG Z Q,ZHANG N H,ZHANG Y. Prediction of blue-green algae bloom using stepwise multiple regression between algae & related environmental factors in Hongze lake[J]. Environmental Monitoring in China,2012,28(4):17-20.
[7] 王成林,張寧紅,張?jiān)?等.基于氣象條件的太湖湖泛預(yù)警研究[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警,2010,2(5):1-4.
WANG C L, ZHANG N H, ZHANG Y,et al. The research on warning of black water clusterin Taihu Lake based on meteorological factors[J]. Environmental Monitoring and Forewarning,2010,2(5):1-4.
[8] 徐恒省,翁建中,李繼影,等. 太湖藍(lán)藻水華預(yù)警監(jiān)測(cè)與風(fēng)速風(fēng)向的關(guān)系研究[J]. 環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警, 2009,1(2):5-7.
XU H S, WENG J Z, LI J Y, et al. Study on correlation between data for cyanobacteria bloom early warning monitoring and for wind speed and direction in Taihu Lake[J]. Environmental Monitoring and Forewarning,2009,1(2):5-7.
[9] 鄭慶鋒,孫國(guó)武,李軍,等. 影響太湖藍(lán)藻爆發(fā)的氣象條件分析[J]. 高原氣象, 2008,27(增刊1):218-223.
ZHENG Q F, SUN G W, LI J, et al. Analysis on meteorological conditions which influence the blue algae outbreak in Taihu lake[J]. Plateau meteorological,2008,27(supplement 1):218-223.
[10] ANZECC & ARMCANZ. Australian and New Zealand guidelines for fresh and marine water quality[EB/OL]. (2000-10-01)[2014-10-5]. http://www.doc88.com/p-6781172684772.html.
[11] 劉聚濤,高俊鋒,趙家虎,等.太湖藍(lán)藻水華災(zāi)害程度評(píng)價(jià)方法[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2010,30(6): 829-832.
LIU J T,GAO J F,ZHAO J H, et al. Method of cyanobacteria bloom hazard degree evaluation in Taihu lake[J]. China Environmental Science,2010,30(6):829-832.
[12] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局,國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn): GB 3838—2002 [S/OL].[2003-04-28].http://www.nthb.cn/standard/standa rd02/20030428174340.html.
[13] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì). 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第四版)[M]. 北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.
The state environmental protection administration,water and wastewater monitoring method editorial board.Water and wastewater monitoring analysis method (4th edition)[M].Beijing: China Environmental Science press, 2002.
[14] INGRID C, BARTRAM J. Toxic Cyanobacteria in Water: A Guide to their Public Health Consequences, Monitoring and Management[M].London:E&FN Spon,1999.
[15] CRACKNELL A P, NEWCOMBE S K, BLACK A F, et al. The ABDMAP (Algal bloom detection, monitoring and prediction) concerted action[J]. International Journal of Remote Sensing,2001,22: 205-247.
[16] CHANG K W, SHEN Y, CHEN P C.Predicting algal bloom in the Techi reservoir using landsat TM data[J]. International Journal of Remote Sensing,2004,25:3 411-3 422.
[17] 葉上揚(yáng),喻國(guó)良,龐紅犁. 太湖藍(lán)藻成因分析與清淤方法探討[J].水資源保護(hù),2012,28(2):30-41.
YE S Y, YU G L, PANG H L. Analysis of formation of blue-green algae and dredging methods in Taihu Lake[J]. Water Resources Protection,2012,28(2):30-41.
[18] 李原,張梅,王若南. 滇池的水華藍(lán)藻的時(shí)空變化[J]. 云南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005,27(3): 272-276.
LI Y, ZHANG M, WANG R N. The temporal and spation variation of the cyanobacteria which caused the water bloom in the Dianchi Lake, Kunming, China[J]. Journal of Yunnan University(Natural science edition),2005,27(3):272-276.
[19] 徐恒省,王亞超,孫艷,等. 湖泊藍(lán)藻水華監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)探討[J]. 環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù), 2012,24(5):69-71.
XU H S,WANG Y C,SUN Y,et al. Monitoring and evaluation of cyanobacteria bloom in the Lake[J]. The environmental Monitoring Management and Technology,2012,24(5):69-71.
[20] 吳傳慶,王橋,楊志峰,等. 太湖水華的遙感分析[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),2007,23(3):52-56.
WU C Q, WANG Q, YANG Z F,et al. Remote sensing analysis of algae bloom in Taihu Lake[J].Environmental Monitoring in China, 2007,23(3):52-56.
[21] 徐恒省,洪維民,王亞超,等. 太湖藍(lán)藻水華預(yù)警監(jiān)測(cè)技術(shù)體系的探討[J]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2008,24(2):62-65.
XU H S,HONG W M, WANG Y C,et al. Discuss on early warning monitor system to cyanobacteria bloom-forming in Taihu Lake[J]. Environmental Monitoring in China,2008,24(2):62-65.
[22] 楊麗標(biāo),韓小勇,孫璞,等.巢湖藻類(lèi)組成與環(huán)境因子典范對(duì)應(yīng)分析[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2011,30(5):952-958.
YANG L B, HAN X Y, SUN P, et al.Canonical correspondence analysis of algae community and its environmental factors in the lake Chaohu,China[J]. Journal of Agro-Environment Science,2011,30(5):952-958.
[23] 彭近新, 陳慧君. 水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化與防治[M].北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1988.
PENG J X, CHEN H J. Prevention and Control of Water Eutrophication[M]. Beijing: China Environmental Science Press,1988.
[24] 張寧紅,黎剛,郁建橋,等.太湖藍(lán)藻水華暴發(fā)主要特征初析[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),2009,25(1):71-74.
ZHANG N H,LI G, YU J Q,et al. Character of blue green algal blooms outbreak in Taihu Lake[J]. Environmental Monitoring in China,2009,25(1):71-74.
Analysis on the Characteristics and Impact Factors of Water Bloom in the Lake
YU Yang1,PENG Fuli1,SUN Cong1,DONG Hao2,WANG Yeyao1,HE Lihuan1
1.State Environmental Protection Key Laboratory of Quality Control in Environmental Monitoring, China National Environmental Monitoring Centre,Beijing 100012,China2.Environmental Monitoring Centre of Anhui Province,Hefei 230071,China
Through continuous monitoring work on the Taihu Lake, Chaohu Lake and Dianchi Lake during bloom season in 2011—2015, the water bloom status and trend of the three lakes were described by algae density and water bloom area, and then the main factors on blooms occurred were explored. The results showed that: Water bloom degree of the Taihu Lake was priority to mild blooms, the Chaohu Lake was priority to slight blooms, the Dianchi Lake was priority to moderate blooms. The bloom scales of three lakes were priority to sporadic blooms. There was a significant positive correlation between algae density and water temperature, pH, dissolved oxygen, total nitrogen, total phosphorus and potassium permanganate index in Taihu Lake and Chaohu Lake, but significant negative correlation with transparency, and not significant correlation with ammonia. There was a significant positive correlation between algae density and water temperature, total phosphorus, and potassium permanganate index in the Dianchi Lake, but a significantly negative correlated with transparency and ammonia nitrogen, there was no significant correlation between algae density and pH, dissolved oxygen and total nitrogen.
freshwater lake;algae density;water bloom evaluation;environmental factor;correlation analysis
2016-03-18;
2016-08-24
環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目“水華遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范”(2011-30);中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站轉(zhuǎn)型發(fā)展科研支撐項(xiàng)目(CNEMC-ZXKY2009-033)
于 洋(1983-),女,吉林松原人,碩士,高級(jí)工程師。
何立環(huán)
X826
A
1002-6002(2017)02- 0088- 07
10.19316/j.issn.1002-6002.2017.02.14