巢湖蓝藻预警监测启动条件的探讨

唐晓先耿天召赵旭辉高 芮

（1 巢湖管理局环境保护监测站，安徽 合肥 238000）

（2 安徽省环境监测中心站，安徽 合肥 230000）

巢湖蓝藻预警监测启动条件的探讨

唐晓先1耿天召2赵旭辉2高 芮1

（1 巢湖管理局环境保护监测站，安徽 合肥 238000）

（2 安徽省环境监测中心站，安徽 合肥 230000）

随着巢湖流域社会经济的快速发展，2015年巢湖蓝藻水华的爆发程度比往年明显增大，引起了当地政府和社会的广泛关注。为确保巢湖流域饮用水安全，提高政府应对蓝藻水华的能力，加强巢湖蓝藻水华预警监测工作刻不容缓。笔者根据多年来蓝藻水华的发生规模和对近3年蓝藻水华应急监测的数据分析，将巢湖蓝藻预警监测分成3个级别。

蓝藻；预警；巢湖；监测

地表水的富营养化是当今浅水湖泊面临的一个重大环境问题，在很多富营养化水体中都出现了蓝藻水华现象，我国作为发展中国家，蓝藻水华发生频率有不断增加的趋势。蓝藻水华是蓝藻在水体中成为绝对优势类群的现象，而蓝藻形成水华是水体物理、化学和生物等要素共同作用的结果，其中营养盐浓度、光照和水温是维持蓝藻生长的必要条件，湖泊水动力和蓝藻消费者等是决定水体中蓝藻现存生物量的充分条件[1]。为了减少蓝藻灾害导致的各种不利影响，政府部门需要对蓝藻灾害进行预警监测和风险评估。

1 巢湖蓝藻预警监测工作

巢湖蓝藻水华预警监测工作的社会关注度高，良好的组织体系和统一的领导部署是预警监测工作能否顺利实施的有效前提[2]。根据《巢湖流域水污染防治条例》的有关要求，安徽省巢湖管理局环境保护监测站对巢湖蓝藻统一监测。监测指标为水温、透明度、pH、溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数、总氮、总磷、叶绿素a、藻类密度（鉴别优势种）、微囊藻毒素-LR。

2 研究方法和数据来源

利用近3年巢湖管理局环境保护监测站对巢湖蓝藻水华应急监测的数据、水华发生情况和环保部卫星遥感影像图，综合分析蓝藻水华发生程度及其与相关水质参数的关系，研究制定巢湖蓝藻水华三级预警响应级别的启动条件。

3 预警启动条件的研究

3.1 水华规模发生频率

遥感技术提供了快速大范围监测蓝藻的可能，蓝藻水华爆发，水体中叶绿素含量显著升高，导致水体光谱特征发生变化，通常蓝藻覆盖区域光谱特征与无藻湖面有较为明显差异[3]。通过卫星遥感监测，可以直观地观察到蓝藻水华发生的区域，解译后还能够得到蓝藻水华发生的面积。水华发生面积是蓝藻水华规模的重要判断依据，根据中国环境监测总站（以下简称总站）对水华规模进行分级，分级标准见表1。对近3年巢湖蓝藻水华发生的规模进行统计分析，结果见表2。

表1 水华规模分级标准（暂行）

表2 2013—2015年巢湖水华发生规模统计

统计结果表明，巢湖蓝藻水华发生规模大部分集中在S≤80 km2的面积范围内，超过80 km2的几个分段区间，发生频次分布较为均匀。考虑到巢湖湖体面积约为780 km2，将80 km2（约占10%）和150 km2（约占20%）分别设置为Ⅱ级和Ⅰ级预警的启动值。

3.2 藻密度分布

藻密度是表征蓝藻生物量多少的指标，通过监测水体藻密度大小，可以直接了解水体中藻类的数量。总站通过区分藻密度值，对水华程度进行分级，分级标准见表3。对近3年巢湖湖体藻密度进行统计分析，结果见表4。

表3 水华程度分级标准（暂行）

本次统计分别对东西半湖藻密度进行分析，结果显示，西半湖藻密度在N≤5000万个/L的各个区间分布较均匀，东半湖藻密度主要集中在N≤500万个/L范围内，N＞1000万个/L除 2015年发生4次，其他年份均未发生。由于巢湖湖体呈东西狭长形状，且东西半湖水质差异明显，整个水体常年呈自西向东流向，流速受人工干扰明显，主要受巢湖闸开闭闸影响。当西半湖水质恶化，且巢湖闸开闸时，东半湖水质将受到明显影响。结合总站的水华程度分级标准，将东半湖N＞500万个/L、西半湖N＞1000万个/L设置为Ⅱ级预警的启动条件，将东半湖N＞1000万个/L且全湖N＞1000万个/L设置为Ⅰ级预警的启动条件。

表4 2013～2015年巢湖藻密度统计

3.3 水质参数

蓝藻监测的各项指标中，水温、透明度、pH、溶解氧、叶绿素a、藻类密度为现场采用YSI多参数水质监测仪测定，氨氮、高锰酸盐指数、总氮、总磷、微囊藻毒素-LR为现场采集水样带回实验室分析。蓝藻应急监测是一项时效性很强的工作，因此现场监测数据在实际工作中更有意义，通过这些数据的分析，能够第一时间了解到当前水质状态，决策部门可以做出更快的反应。由于巢湖属于浅水湖泊，浊度受风浪影响较大，而透明度和仪器监测的叶绿素直接受浊度干扰比较严重，因此，笔者选择水温、pH、溶解氧等3个指标，对其进行分区间统计，结果见表5—7。

表5 2013—2015年巢湖不同水温情况下藻类密度、pH和溶解氧统计表

表6 2013—2015年巢湖不同pH情况下藻类密度、水温和溶解氧统计表

表7 2013—2015年巢湖不同溶解氧情况下藻类密度、pH和水温统计表

表 5中 T＞27℃时，2015年的藻密度超过1000万个/L，此时的溶解氧和pH均处于较高水平。将溶解氧和pH进行分段统计发现，当pH＞8.8以及DO＞10 mg/L的时候，湖区藻密度显著上升，其中2015年的藻密度超过1000万个/L。综合几个现场监测指标，同时考虑偶发性情况，设置3个以上（含3个）点位出现pH大于8.8、DO大于10.0且藻类密度均值大于等于1000万个/升为Ⅰ级预警的启动条件。

4 结论

根据近年来巢湖蓝藻应急监测期间水质监测结果、卫星遥感监测结果和蓝藻暴发情况的综合分析，将巢湖蓝藻应急监测分为三个等级，由轻到重顺序依次为Ⅲ级（蓝色）监测预警、Ⅱ级（黄色）监测预警、Ⅰ级（红色）监测预警，各个级别的启动条件如下：

4.1 Ⅲ级（蓝色）监测预警：常规应急监测

每年4月1日—10月31日，无条件启动。

4.2 Ⅱ级（黄色）监测预警：应急加密监测

a.东半湖藻类密度平均值大于等于500万个/L。

b.西半湖藻类密度平均值大于等于1000万个/L。

c.卫星遥感监测到的水华面积达到80 km2以上（含80 km2）。

4.3 Ⅰ级（红色）监测预警：应急保障加密监测

a.湖区藻类密度平均值大于等于1000万个/L且东半湖藻类密度平均值大于等于1000万个/L。

b.卫星遥感监测到的水华面积达到150 km2以上（含150 km2）。

c.水质监测结果显示有3个以上（含3个）点位出现pH大于8.8、DO大于10.0且藻类密度大于等于1000万个/L。

5 讨论

目前我国蓝藻水华预警监测尚处于起步阶段，至今我国乃至一些发达国家，都未有关于水华预测预报的专利[4]，该工作在技术开发与实际应用方面还需要做很多工作。本次对巢湖蓝藻预警监测分级条件的研究过程中，笔者认为，还有很多其他因素需要考虑，包括气象因素中的风速、风向、光照、降水等，水文因素中的河流流量，水利因素中的巢湖闸开闭闸时间等。因此，蓝藻水华预警是一项系统工程，需要综合考虑各方面因素，统一协调各部门职能。而目前的相关工作还处于探索阶段，各级管理部门和政府对蓝藻监测工作的认识还不够深入。随着区域社会经济的快速发展，环境问题越来越多，蓝藻水华已经成为社会广泛关注的环境问题，因此，做好蓝藻水华预警监测工作刻不容缓。

参考文献：

[1]彭亮，胡韧，雷腊梅，等.水库蓝藻水华监测与管理[M].北京：中国环境科学出版社，2011.

[2]李继影，徐恒省，翁建中，等.浅水型湖泊蓝藻水华预警监测工作的思考[J].环境科学与管理，2009，（4）：121-125.

[3]段洪涛，张寿选，张渊智.太湖蓝藻水华遥感监测方法[J].湖泊科学，2008，（2）:145-152.

[4]孔繁翔，马荣华，高俊峰，等.太湖蓝藻水华的预防、预测和预警的理论与实践[J].湖泊科学，2009，（3）:314-328.

A STUDY ON THE STARTING CONDITIONS OF CYANOBACTERIAL EARLY WARNING MONITORING IN CHAOHU LAKE

TANG Xiao-xian1GENG Tian-zhao2ZHAO Xu-hui2GAO Rui1
（1 Environmental Protection Monitoring Station,Chaohu Administration Bureau,Hefei Anhui 238000）
（2 Anhui Environmental Monitoring Center,Hefei Anhui 230000）

With the rapid development of social economy in Chaohu watershed,the outbreak of cyanobacteria bloom in Chaohu Lake is obviously larger than it in the previous years,which arouses widespread concern in the local government and society.In order to ensure the security of drinking water in Chaohu watershed and enhance the government’s ability to deal with cyanobacteria bloom,it is urgent to strengthen the early warning and monitoring of cyanobacteria bloom in Chaohu Lake.The thesis author divides the earning warning and monitoring of cyanobacteria bloom into three levels according to the occurrence scale of cyanobacteria bloom in the past years and data analysis of emergency monitoring of cyanobacteria bloom in recent three years.

Cyanobacteria；Early warning；Chaohu；Monitoring

X84

A

1672－2868（2016）06－0055－05

责任编辑、校对：陈小举

2016－09－18

唐晓先（1978-），男，安徽巢湖人。巢湖管理局环境保护监测站，高级工程师。研究方向：环境监测与质量管理工作。