太原汾河景区浮游藻类与水质研究

王 晓 春

(太原市环境监测中心站，山西 太原 030002)

太原汾河景区浮游藻类与水质研究

王 晓 春

(太原市环境监测中心站，山西 太原 030002)

对太原汾河景区的浮游植物现状进行了调查，通过对观测期间水体水温、透明度、总磷、叶绿素a等指标的检测、分析，研究探讨了汾河景区浮游植物的数量、种类及富营养化状况，指出部分受污染的点位对整个水体的影响是不可忽略的。

景区，浮游植物，营养物质，富营养化

城区内的人工湖泊、河流因接纳太多的诸如氮磷之类的营养物质，都会不同程度的导致水体富营养化。在富营养化水体中，会大量生长浮游植物，导致水体透明度下降、浊度增加、水质恶化，严重影响水环境功能。浮游植物的种类组成、数量分布、群落结构是判断水体富营养化程度的关键指标[1]。

太原汾河公园(汾河景区)是在汾河太原城区段内经过水利治理和绿化美化后而形成的滨水公园，2000年9月首期工程完工并对外开放，为太原市市民的一个主要休闲旅游场所，其水体定义为景观娱乐用水。2011年8月，太原汾河景区爆发大规模“水花”，被污染的水域长达数千米，藻类在汾河岸边聚集形成数米宽的“水花带”。这是汾河景区自2000年开放以来，首次遭遇大面积“水花”，汾河景区藻类的繁殖和出现成为困扰太原市民的一个棘手问题。本文主要通过对观测期间水体水温、透明度、高锰酸盐指数、总磷、总氮、叶绿素a、浮游植物等指标的检测、分析，来探讨汾河景区浮游植物的群落结构组成及其富营养化状况。

1 材料与方法

1.1 汾河景区概况

太原汾河景区，北起柴村桥南至祥云桥，包括柴村桥至胜利桥的人工湿地和胜利桥至祥云桥的蓄水工程两部分。从胜利桥到祥云桥，建有人工复式河槽，从中分隔成东西两区，东区为清水渠，用橡皮坝分成6个蓄水湖；西区为浑水渠，接纳排泄上游洪水及水库灌溉水。在清水渠东侧和浑水渠西侧各设置一条长约15 km的箱形排污暗涵，用来接纳沿线城市排污管道和边山支沟来水，送到下游污水处理厂净化处理，现直接排入祥云桥下游汾河河道。

1.2 样品采集

1.2.1 样品采集点位和采集时间

沿汾河景区由北向南共设四个点位，分别为：柴村桥(入水处)、迎泽桥(2号池)、跻汾桥南(5号池，蓄水池与浑水渠交汇后)、浑水渠。样品采集时间为2013年6月～10月。

1.2.2 样品采集频次

采样频次为每月4次，每周1次。本次研究主要基于各项目的月均值进行评价。

2 结果与分析

2.1 水质特征

该景区6月～10月间水温范围在20.3 ℃～26.0 ℃ 之间，总氮、总磷值在整个研究期内均超过V类水标准，其最高值均出现在9月份。通常认为，总磷浓度为0.02 mg/L、总氮浓度为0.2 mg/L是湖泊发生富营养化的临界浓度点，根据测试结果表明，该水体的总磷、总氮浓度已远远超过了这个限值，处于富营养化状态。

2.2 浮游藻类组成

通过连续五个月对该景区浮游藻类的观测、分析，发现：6月份藻类总细胞密度开始上升，8月份达到顶峰，9月份开始下降，10月份藻类总细胞密度比6月份少，蓝藻细胞密度、绿藻细胞密度的变化规律与藻类总细胞密度一致，硅藻等细胞密度变化不明显，由此可见，8月，9月的水体更适合藻类的繁殖与生长，通过检测数据分析，水温随时间的变化呈先升高后降低的趋势，可见气候是造成水体中浮游藻类呈季节性变化的主要原因。通过观测共发现浮游藻类有57属，6个门，其中属于蓝藻门(Cyanophyta)的有18属，占该水体浮游藻类总属数的31.5%；属于绿藻门(Chlorophyta)的有11属，占总属数的19.3%；观测期间蓝藻属数始终占据第一位，绿藻属数占第二，按照浮游植物组成特点，该水体属于蓝藻—绿藻型河流。

2.3 浮游藻类群落优势种

景区浮游植物常见种中的优势种多为蓝藻门,占多数的有6种:小席藻(Phormidium tenue)、鱼害微囊藻(Fish disease of microcystis)、假鱼腥藻(Pseudanabaena)、微小平裂藻(Xiaoping split micro algae)、两栖颤藻(Amphibious oscillatoria)、美丽颤藻(Oscillatoria)；其次是绿藻门,占多数的有4种:小球藻(Chlorella)、美丽网球藻(Beautiful net sp.)、四尾栅藻(Four algae)、卷曲纤维藻(Crimp fiber algae);硅藻门占多数的有3种：尖针杆藻(Needle bar algae)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、颗粒直链藻(Particles melosira)；隐藻门有1种：啮噬隐藻(Gnaw cryptomonas sp.)；金藻门有1种：分歧锥囊藻(Bifurcation cone zao capsule)。

2.4 浮游藻类数量

观测期间，景区水体各点位藻类数量为：柴村桥(入水处)为31.3×106个/L，最高时达53.7×106个/L；迎泽桥(2号池)为75.3×106个/L，最高时达111.7×106个/L；跻汾桥南(5号池，蓄水池与浑水渠交汇后)为69.7×106个/L，最高时达116.8×106个/L；浑水渠为76.0×106个/L，最高时达135.8×106个/L。各点位藻类细胞总数全年、各月份排序一般都为：浑水渠>跻汾桥南(5号池，蓄水池与浑水渠交汇后)>迎泽桥(2号池)>柴村桥(入水处)，这是由于柴村桥处于入水口，经常有新鲜水源流入，水流波动，不利于浮游植物生长繁殖；迎泽桥处为蓄水池，水流舒缓，几近于静止，适于浮游植物生长繁殖；浑水渠用来接纳上游洪水及水库灌溉输水，水中含有丰富的氮磷营养物，适合各种藻类的生长。整个景区全年藻类细胞总数为63.1×106个/L，按照国内有关湖泊富营养化标准，该河流已达到富营养化水平[2]。

2.5 水体污染程度指示种类

水体周围的环境影响着浮游藻类群落的结构及数量，Kolkwitz将各种水体分为5种类型：清水带、微污水带、α-中污带、β-中污带和多污带。并把一些适于以上水体生长的生物称为“指示生物”[3]。该水体中仅有美丽颤藻(Oscillatoria)为α-中污带、β-中污带指示种，小球藻(Chlorella)为α-中污带和多污带指示种，这两种藻类主要出现在跻汾桥南(5号池，蓄水池与浑水渠交汇后)、浑水渠处，其他观测点位均未发现该藻类，说明该景区整体水质污染不很严重。

2.6 湖泊营养型评价[4]

本文采用综合营养状态指数法(TLI)进行评价分析,测试项目涉及叶绿素a、透明度、总磷、总氮、高锰酸盐指数5项。

综合营养状态指数公式为:

其中，TLI(∑)为综合营养状态指数；TLI(j)为第j种参数的营养状态指数；Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重。

营养状态的分级说明了湖泊富营养化状态情况，采用0～100的数字对湖泊营养状态进行分级：TLI(∑)<30：贫营养(Oligotropher)；30≤TLI(∑)≤50：中营养(Mesotropher)；TLI(∑)>50：富营养(Eutropher)；5070：重度富营养(Hyper eutropher)。

根据各个营养状态指数及其相关权重的计算公式，得出该景区富营养化指数为54.7，属于轻度富营养化水平。

2.7 生物多样性指数——污染程度评价

本文采用多样性指数(Margalef)[5]：

d=(S-1)·(log2N)-1。

其中，S为藻类的属数;N为总个数。

判断标准：d>4时清洁，3～4轻污染，2～3中污染，1～2重污染，0～1严重污染。根据各指数，得出该水体生物多样性指数为2.200，水质属于中污染状态，与综合营养状态评价有差别，但该水体出现了α-中污带、β-中污带的污染程度指示种类。

3 结语

从研究结果看，汾河景区浮游植物以蓝藻、绿藻为主，属于蓝藻—绿藻富营养化型水体。主要有蓝藻门、绿藻门、硅藻门，共6门57属，整个景区全年藻类细胞总数为63.1×106个/L。

部分点位出现了美丽颤藻(Oscillatoria)：α-中污带、β-中污带指示种，小球藻(Chlorella)：α-中污带和多污带指示种，说明部分点位受到了污染，但整体水质还尚可。

综合营养状态指数评价得出该景区水体处于轻度富营养化水平，但从生物多样性指数评价得出该水体处于中污染水平，说明部分受污染的点位对整个水体的影响还是不可忽略的。由此可见汾河景区的综合治理和保护已势在必行。

[1] 许金华，潘伟斌，张海燕.城市小型浅水人工湖泊浮游藻类与水质特征研究[J].生态科学，2007,26(1)：36-40.

[2] 顾丁锡.湖泊富营养化评价方法[J].环境污染与防治，1983(3)：14-17.

[3] Birch S，McCaskie J．Shallow urban lakes：a challenge for lake management[J].Hydrobiologia，1999(395)：365-377.

[4] 王明翠，刘雪芹，张建辉.湖泊富营养化评价方法及分级标准[J].中国环境监测，2002(5)：47-49.

[5] 况琪军，夏宜诤，吴振斌.综合生物塘中的藻类研究Ⅱ[J].水生生物学报，1994,18(2)：105.

Research on floating algae and water quality at Taiyuan Fenhe Resort

WANG Xiao-chun

(Taiyuan Environmental Inspection Center Station, Taiyuan 030002, China)

The paper investigates the floating algae plants at Taiyuan Fenhe River Resort, explores the numbers, types and eutrophication at the resort by testing and analyzing the water temperature, transparency, total phosphorus and chlorophyll a, and points out the influence of the partially polluted sites on the whole water is undeniable.

resort, floating plant, nutrient substance, eutrophication

1009-6825(2014)31-0206-03

2014-08-27

王晓春(1978- )，女，硕士，工程师

X321

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