汾河水库藻类监测与评价

边利心

（太原市水文水资源勘测分局，山西 太原 030002）

1 藻类简介

藻类包括数种以光合作用产生能量的生物，具有进行光合作用的色素，能利用光能把无机物（如氮、磷等）合成有机物，供自身需求。藻类的分布非常广泛，适应环境的能力非常强。各种水体的化学性质是决定藻类生长繁衍及其种群组成的重要因素之一。如裸藻、蓝藻在富含营养成分的水体中容易大量生长，且常常形成水华；金藻和硅藻常常在山区中营养成分贫乏的湖泊中大量生长；隐藻和绿藻则在小型池塘中大量出现。

2 水华及其危害

所谓水华是淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象，是水体富营养化的一种特征。由于生活及工农业生产中含有大量氮、磷的废污水进入水体，使得易在富含营养成分的水体中大量繁殖藻类，如硅藻、绿藻、蓝藻等，进而成为水体中的优势种群，最终使水体呈现出绿色或蓝色的一种现象。也有部分水华是由浮游动物——腰鞭毛虫大量繁殖引起的。

3 汾河流域水生态监测监控系统建设

汾河水生态监测监控系统建设是2010年中央试点（示范）类水生态系统保护与修复项目。山西省水环境监测中心自2011年8月起对汾河水库、汾河二库、文峪河水库及浍河水库进行了叶绿素和藻类的生物监测。监测时间截至12月，监测频率为每月1测。此项工作是汾河水生态监测监控系统建设中二期工程的内容之一。这是山西省历史上首次对汾河流域上的大中型水库开展此项工作，对摸清全省藻类分布状况，优势种藻类具有开创性意义，有助于准确直观评估各水库富营养化的程度。

4 汾河水库水质分析

4.1 监测项目

根据汾河水库的流域特征、形态、地理位置及以往开展水质监测的经验，在水库坝前设置了1处采样点进行水质项目和藻类的采样分析。每月监测一次，监测项目包括水温、pH值、溶解氧、电导率、总硬度、硫酸盐、氯化物、高锰酸盐指数等29项。

4.2 分析和评价标准

水质监测按《地表水环境质量标准》和《水环境监测规范》的要求进行。电导率、总硬度、浊度等3项指标按《生活饮用水卫生标准及分析方法》进行。采用单因子评价法，确定地表水水质类别。评价标准采用《地面水环境质量标准》。根据汾河水库的特点及污染情况，选择pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、COD，BOD、氨氮、挥发酚、氰化物、总汞、总砷、铜、铅、锌、镉、氟化物、总磷和总氮17项参数进行评价。

4.3 水质类别分析

对汾河水库2011年藻类监测月份（8—12月）的监测数据进行水质评价，评价项目分为不包括总磷、总氮的15项参数和包括总磷、总氮的17项参数两种。在总磷、总氮不参评的情况下，汾河水库仅9月是Ⅲ类水，其余月份均为Ⅱ类水。在总磷、总氮参评的情况下，汾河水库水质全部超标，且超标项目均含有总氮，说明汾河水库水质恶化和富营养化的主要污染因素是总氮，主要污染物是含氮废污水。

5 水库富营养化分析

汾河水库采用了总磷、总氮、高锰酸盐指数和透明度4项作为评价参数，较为全面地反映了各水库在藻类监测期间的营养化水平。在藻类监测期间，汾河水库的富营养化评分值在40~50之间，营养化水平为中等。

从各单项参数的营养化评价来看，汾河水库总磷的评分相对较低，评分值在中营养水平。可见汾河水库中的磷含量不高，应该是浮游植物生长的限制性元素，也是保证水库不发生水华的限制性元素。总氮的评分最高，各月份的评分值均达到中度富营养化水平。说明汾河水库含氮量较高，主要受含氮废物的污染。因此控制总氮来源是改善水库富营养化程度的决定因素。透明度的评分值均低于40，且数值稳定，在中营养水平。高锰酸盐指数的评分值在各参评项目中处于中等水平。

6 藻类分析

6.1 采样分析

藻类监测依据《全国重点湖库藻类试点监测技术规程》要求，根据汾河水库的实际情况进行采样分析。2011年8—12月对藻类进行每月一次的采样分析，共监测5次，使用机玻璃采水器在设计水层进行样品采集，采水量为1 L。根据汾河水库藻类分布特点，此次藻类分析采用目镜视野法进行计数分析，并把计数所得结果按照相关公式换算成每升水中藻类的数量。

6.2 藻类密度及水华风险评估

监测期间，汾河水库的藻类密度在3380.5万个~298.7万个/L之间，并存在随水温下降逐步下降的趋势。8—10月，藻类密度均高于《全国重点湖库藻类试点监测技术规程》中规定的藻类爆发的临界状态。说明此水库藻类密度相对较大，营养盐较为丰富，但未见明显的富营养化，全年也未观测到有藻类聚集、水华爆发的现象。

6.3 水库优势种藻类及优势度

通过监测发现，汾河水库的藻类种群比较丰富，其中并没有一种藻类具有绝对优势，也没有一种藻类一直为优势种群，在不同的月份中藻类有不同的优势种群。汾河水库比较常见的优势种有隐球藻、胶网藻、微囊藻，其中隐球藻在4个月都是水库的优势种，而且是11月和12月水库中的第一优势种。胶网藻和微囊藻也是3个月的优势种，胶网藻是8月的第一优势种，微囊藻是9月和10月的第一优势种，特别在10月微囊藻的相对丰度达到78.45%，成为唯一的绝对优势种。小环藻、色球藻和衣藻在5个月中各有一次成为优势种，且都是当月最后一位的优势种藻类。

7 防治对策

7.1 控制污染源

加强汾河水库上游及周边环境的统一规划和管理，对汾河水库的环境容量进行科学评估，对水库的进库河流汾河干流、岚河、涧河入库处的水体进行水质监测，对进入水体的污染物进行严格监控；对水库上游及周边工矿企业进行摸底排查，严禁将生产废水直接排入入库河流。在水库周围大力推广植树造林活动，改善植被状况。同时有选择地栽种水边植被，以减少水边植物代谢产物的产生。

7.2 种植水生高等植物

水生植物不仅具有较高的观赏价值，而且可以在富含营养物质的水体中起到净化作用，能够吸收大量的水中营养物质。利用水生植物特有的吸收、代谢、富集等性质，在湖泊、库区种植合理数量的耐污染且净化作用较强的水生高等植物，通过其自身的生长活动将水中的污染物质分解或转化、富集到自身体内，从而恢复水体中的养分平衡，同时通过水生植物的光合作用释放出氧气，增加水体中溶解氧的含量来达到改善水质、减轻或消除水污染的目的。

7.3 控制水产养殖规模，调整水产养殖结构

水库水产养殖虽然可以带来一定的经济收益，但如果水产养殖规模过大，超出了水库的承载力，大量的鱼食饵料和排泄物进入水体，必然导致水库的富营养化和藻类的大量繁殖，一旦超过了水库的自净能力并大量堆积，必然会导致藻类的大量繁殖生长，产生水华现象。因此，需根据水库的实际情况制定合理的养殖规模，同时改良养殖品种，达到既改善水质又提高收入的目的。

7.4 提高公众觉悟与环境教育

汾河水库是山西省唯一的全国重点地表水饮用水源地，不仅兼有防洪、灌溉、发电、旅游等功能，而且还承担着为太原市提供工业及城市生活用水的重要任务。水库水质的优劣直接影响太原市人民群众饮用水的安全。因此，应加强水环境教育，大力宣传有关水资源保护的法律法规，使人们充分认识到水库富营养化给公共卫生和健康带来的危害，促使来库区的游客和库区周边群众能够自觉抵制污染，保护环境。