浅谈水华的成因及应急监测

唐玉东（襄阳市水文水资源勘测局，湖北襄阳441003）

浅谈水华的成因及应急监测

唐玉东（襄阳市水文水资源勘测局，湖北襄阳441003）

介绍了藻类的分类及生长环境，着重分析了水华形成的自然环境因素及人文因素，阐述了水华对水生态平衡及人类健康的主要危害，提出了应急监测的重要意义及基本方法步骤，最后指出了水华应急监测存在的不足及展望。

水华；成因；应急；监测

近年来，随着经济社会的发展尤其是工业化、城镇化的快速发展，受水利工程建设和水资源短缺等因素的不利影响，水环境污染现象也越来越严重，水生态问题更加凸显，对水生态平衡和人类健康造成极大危害，给经济社会的可持续发展带来了极为不利的负面影响。

近年来，各地水华频发，有关的新闻报道不断见诸于各类新闻媒体，更加频繁地进入公众视野，引起社会的广泛关注。以湖北省为例，湖北位于长江中游，河流、湖泊、水库众多，近年发生多起水华，其中范围及影响较大的有：2008年2月荆州市东荆河水华，2009年8月枝江石子岭水库水华，2011年3月荆州市沮漳河水华，2011年5月随州白云湖水库水华，2013年2月荆州市沮漳河水华，2014年元月松滋洈水水库水华，2016年4月武汉东月湖水华，2016年8月武汉楚河汉街的水华。

水华就是淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象，主要由于生活及工农业生产中含有大量氮、磷、钾的废污水进入水体后，蓝藻、绿藻、硅藻等藻类大量繁殖后使水体呈现蓝色或绿色，是水体富营养化的一种特征。水华一般发生在内陆湖泊、水库等水体，发生在海水中俗称“赤潮”。

在自然水体中水生生物众多，主要有浮游植物、维管束植物、浮游动物、底栖动物及鱼类。浮游植物即通常说的藻类，包括绿藻门、蓝藻门、金藻门、隐藻门、裸藻门、甲藻门、硅藻门等十几个门类，每个门类又分多个纲、目、科、属、种，数量极为庞大。藻类具有叶绿素，能进行光合作用，是水域初级生产者，属于水生态食物链的较低层，其无根茎叶分化，绝大多数形态结构简单、个体微小，繁殖方法简单，速度快，这也是是“水华”现象发展蔓延迅速的主要原因。

温度是影响藻类地理分布的主要因素，可分冷水性种、温水性种、暖水性种，光照是决定藻类垂直分布的决定性因素，水体的化学性质是决定藻类生长及其种类的重要因素。硅藻和金藻在山区贫营养的湖泊中常见，隐藻类和绿球藻类一般生长在小型池塘中，而蓝藻、裸藻适宜在富营养水体中大量快速生长繁殖。因此，在流速相对缓慢，水位较低，光照比较充足，水温适中，水体中氮、磷、钾等养分含量较高的水域，极易形成水华。

我国发生的水华绝大部分是蓝藻引起的。蓝藻的生长与水华的形成一般可分为四个阶段，即：休眠、复苏、生物量增加（生长）、上浮及聚集。每个阶段中蓝藻的生理特性及主导环境因素各不相同。冬季，日照时间短、气温低，蓝藻的生成处于休眠状态；复苏过程主要受湖泊沉积表面的温度和溶解氧控制，而光合作用和细胞分裂所需要的物质与能量则决定了水华蓝藻在春季和夏季的生长状况，一旦有合适的气象与水文条件，已经在水体中积累的大量水华蓝藻群体将上浮到水体表面积聚，形成可见的水华。因此，在水华形成前的其他过程中，不易引起人们的发现和关注。

水华的形成有其相应的自然环境，影响这种环境的因素除了降水、气温、日照外，人类社会的生产和活动成为重要的诱因，如工业生产产生的废水及生活污水直接排入水体，而未采取相应的处理措施，修建水利工程改变河流特征和水量分配，造成河流流速减缓，水体纳污能力不足而出现富营养化等。

由于水体富营养化，促使藻类大量生长，而在水面产生大量的湖靛，鱼类吃了不能消化，影响鱼的生长甚至大量死亡。同时由于藻类大量快速生长繁殖，造成水中的营养盐被耗尽，它们也很快的死亡。藻类大量死亡后，在腐败、被分解的过程中，也要消耗水中大量的溶解氧，并会上升至水面而形成一层绿色的黏质物，使水体严重恶臭，加重水体污染程度。

水华不仅影响景观，破坏正常的水生态系统，使水质进一步恶化，直接威胁饮用水源的安全，同时会给水产养殖带来大量损失。而且藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻水华的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，是潜在的致癌因素。所以说每次水华的发生，都会给人们来巨大的损失，造成不良的社会影响。

水华的爆发，已严重影响了水生态、人类健康和社会的可持续发展，对水华的研究和治理日益引起人们的高度重视，应急监测也是预防和治理的重要手段和首要环节。

蓝藻水华污染产生多种藻毒素，其中微囊藻毒素的危害性最大。所以，微囊藻毒素成为蓝藻水华应急监测的一项代表性指标。目前，微囊藻毒素的监测方法主要有酶联免预吸附试验、细胞毒性检测技术、生物测试法、蛋白磷酸酶抑制法、液相色谱/质谱检测、气象色谱/质谱检测，后两种检测方法专业要求高、过程复杂、成本高，但因其能对不同微囊藻毒素进行定量、定性分析且灵敏度较高而在应急监测中广泛采用。

蓝藻水华的应急监测的主要内容包括理化指标和生物指标两个方面。分四步进行：

（1）视觉监测，观察记录水体中藻类的种属、基本形态和生长情况，同时测量记录水体透明度、面积、水深等相关数据。

（2）采用便携式仪器对常规理化指标和相关生物指标进行监测，主要指标有：水温、pH、DO、TOC、COD、电导率、总磷、总氮、叶绿素a、藻类分类计数等.

（3）对蓝藻水华中的微囊藻毒素进行现场监测，当测定值接近或超过标准值时，应立即告知当地环保和水务部门，并取样回实验室重复分析，确认监测结果。

（4）做好评估和决策，成立专门的决策机构，进行详实的调查评估和综合分析，提出应急处置方案。目前对水体污染处理的方法主要有物理法、物理化学法、生物法，以生物法使用居多，同时应采取必要的行政措施和水资源调控手段相结合，有效降低破坏程度，提高应急处置效果。

同时，考虑到蓝藻水华的形成过程的隐蔽性及其危害性，进行预警监测也很有必要。

目前，我国在水华应急监测方面还存在归口管理不统一、监测规范标准不够健全、从业人员技术力量有待加强、应急监测设施设备落后、监测站网稀少、经费保障能力有限等不足之处，但我们坚信，随着党中央提出的五个文明建设的协调推进，各地治理水污染措施的强力实施，人们保护环境意识的显著增强，水华频发的现象已得到明显遏制，我们对“人水和谐·共享发展”的美好愿景充满期待。

[1]俞 洁，马 勇.浙江蓝藻水华应急及预警监测.环境污染与防治，2008，3.

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2095-2066（2016）36-0003-02

2016-12-12

唐玉东（1973-），女，工程师，从事水资源水环境监测工作。