藻原性内负荷对水体TP贡献估算方法

欧阳凯华

湖北省宜昌市三峡大学水利与环境学院

藻原性内负荷对水体TP贡献估算方法

欧阳凯华

湖北省宜昌市三峡大学水利与环境学院

基于藻源性内负荷的概念，尝试探索计算藻源性内负荷的方法。在人工、最适、无菌环境下配制从贫到富三个营养级别的藻类培养液，加入蓝五种优势藻类进行共培养，观察不同级别的水体中藻类的生长情况，同时对TP进行测定。

藻源性内负荷；水体负荷；估算方法

1 引言

一些优势藻类因为湖泊富营养进程的加速而过度增殖，破坏了水生生态系统食物网正常的营养动态平衡，这被称之为“藻源性内负荷”。

2 藻源性内负荷概念的提出

当前对于藻原性内负荷估算方面鲜有报道，缺乏定量估算，这在某种程度上增加了正确认识水华形成机理的难度，从而难以提出切实有效的控制办法，国家水专项“十一五”课题中，对藻原性内负荷量的估算设立成为一个需要重点研究的科学问题。本文通过获取藻细胞TP自身负荷估算结论及藻细胞TP释放负荷估算结论，尝试建立藻源性TP内负荷的估算方法。

3 藻原性内负荷估算方法

AGP(AlgalGorwthPotneaitl，藻类生长潜力)试验是指某一水体中浮游植物所能达到的最高生物量，并且通过统计试验前后营养盐浓度的变化，可预测以后水体富营养化的程度，是一种有效地进行预测、控制藻类增殖、测定藻类增长潜力的。按照藻液的原始浓度，计算需接入的藻液量，接种后要求每种藻的浓度为5×102moL/ mL，培养液设置贫、中、富三个营养级别。每个营养级别设置三个平行样。所有实验均采用500mL的三角烧瓶，每瓶添加不同营养级别培养液200mL。五种藻类全部接入后，放入湖泊基地人工环境室进行培养，光暗周期设为12h：12h，光照强度设为2500Lux，温度为23℃，实验周期设置为20天。

实验仪器有：光学显微镜（OLYMPUSBH-2）、超净台（ZHJH-1112）、移液枪、移液管、酒精灯、培养皿、灭菌锅（TOMYSS-325）、超声波仪、分光光度计、0.45微米混纤膜、慢速定量滤纸。

试剂：鲁哥试剂、氢氧化钠、过硫酸钾、抗坏血酸、钼酸铵、硫酸、高锰酸钾、草酸钠、酒石酸钾钠、酒石酸第氧钾、氨基磺酸、纳氏试剂等。

AGP实验配水培养藻的营养级别设计按照表所示指标进行。

3.1 藻细胞TP负荷

我们对5种不同营养水平藻细胞TP负荷的检测数据表明，多数藻种在中营养组中细胞TP负荷最大，营养级由贫至富依次是一个上升再下降的过程，富营养级负荷最低。

3.2 藻TP释放负荷

实验中测得过膜前后水质TP指标的变化，得到5种藻种在不同营养级藻释放负荷情况。藻体对水体在不同营养级中影响不同，所有藻种在贫营养组中，TP均呈现释放，向水中释放的磷负荷使水体TP升高，中营养组和富营养组均出现吸收现象，最大可达3.1pg/L（束丝藻）。随着营养程度增高，吸收能力下降，中营养组吸收负荷值最大，尤为突出的是束丝藻，变化非常明显。

在不同营养级培养液中，所有藻种TP释放量总体呈下降趋势，在贫营养状态下，各藻种与初始培养基TP比值接近于1，且生物量没有太大变化，说明在TP含量较低时，藻体以合成和代谢自身含有P组分的生命活动为主，可以维持生命，达不到增值要求，营养负荷达到动态平衡。在中营养组中，比值明显小于1，而生物量迅速增加，说明此时处于藻种吸收水体磷成分状态，富营养比值达到最低，藻体几乎完全靠培养基中P进行分裂增殖，平衡被打破。

3.3 细胞与其释放TP负荷与的关系

藻细胞负荷总量与释放总量比值平均值均为1.3左右，释放量是随着营养级的增高而增高，显示为富＞中＞贫。

4 藻原性内负荷估算验证

为了得到AGP实验的准确性及可行性，实验中单独取出微囊藻对其进行室内培养，分为持续添加培养基和不添加两种培养环境，每个环境三个平行样，再加一个只有培养基的空白样。

光照培养箱中培养，光暗周期为12h：12h，光照强度为1800LUX，设定温度为25°C。配剂为M11培养基。仪器与材料同前。

M11培养基：硝酸纳200mg/L，磷酸氢二钾20mg/L，硫酸镁140mg/L，氯化钙80mLg/，碳酸钠40mg/L，柠锰酸铁12mg/L，钠盐2mg/L，蒸馏水(2000mL)。调节PH值为8适宜。

微囊藻对TP表现为吸收，这与AGP实验结论完全吻合，即随着营养水平升高微囊藻对TP的释放降低，在培养基富营养水平时表现为吸收。结果表明，按照不同营养级配水测定藻类释放TP负荷的实验是切实可行的。

5 结论

（1）在藻类的生长期，富营养组中藻的TP释放量为负，说明藻类会大量吸收水体中的磷，水体营养物质丰富，促进藻类增值生长，同时水体中的溶解性总磷数量变化不大，说明藻类的生长促进水体磷形态的转变，当达到峰值后，藻类开始衰亡，藻细胞TP负荷呈现释放状态，导致水体总磷增加，加剧水体富营养化，水华便如此形成。TP负荷在藻类衰亡期水体向水体释放，生长期向水体吸收与自然状况相符，能作为藻源性内负荷的衡量指标。

（2）本次试验所探索藻源性内负荷的估算体系符合水体实际情况，可以作为自然水体的一个负荷表示，但是测定方法在自然界是否适用，还需进一步验证。

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