巢湖东半湖富营养化现状的研究

巢湖东半湖富营养化现状的研究
汪顺丽;张宏才;魏荷芬;胡子全;柴化建;赵海泉
【摘要】为了了解巢湖东半湖水体富营养化现状，在巢湖东半湖选取3个站点作
为采样点，对水体中浮游植物指标和水质指标进行了监测。

结果表明，在巢湖东半湖水域浮游植物种类共119种，隶属于8个门，其中硅藻门最多；浮游植物平均
密度约为47．36×105个／L，蓝藻门数量占绝对优势，达到水体中浮游植物密度的84．62％。

水质监测结果表明，该水域的化学需氧量并不高，说明水体受有机物污染较轻，叶绿素a含量较高，总磷与总氮含量随季节变化明显，水体透明度
在2014年变化不大，平均值为0．151 m。

对该水域水体富营养化水平进行评价，评价结果表明，巢湖东半湖水域已达到中营养化水平以上。

%In order to study the status of eutrophication in Chaohu lake , 3 sites were selected as sampling sites in the eastern half of Chaohu lake , and the phytoplankton and water quality indexes were monitored .The results showed that there were 119 species of phy-toplankton belonging to 8 phyla in which bacillariophyta was the most .The average density of phytoplankton was about 47 .36 ×105 cells/L, and the number of Cyanophyta was dominant in phytoplankton which reached 84.62%in density.Water quality monitoring
re-sults showed that the chemical oxygen demand in the water was not high , indicating that the water organic pollution was light .But there was a high Chl-a content , and a obvious changing in total phosphorus and total nitrogen content in seasons .Water transparency in 2014 changed little
with the average value of 0.151m.In this study, the eutrophication level of the water was evaluated and the results showed that the quality of water in
the eastern half of Chaohu lake has reached the level of middle eutrophication .
【期刊名称】《生物学杂志》
【年(卷),期】2016(033)002
【总页数】5页(P13-17)
【关键词】巢湖;浮游植物;叶绿素a;富营养化
【作者】汪顺丽;张宏才;魏荷芬;胡子全;柴化建;赵海泉
【作者单位】安徽农业大学生命科学学院，合肥230036;安徽农业大学生命科学学院，合肥230036;安徽农业大学生命科学学院，合肥230036;安徽全民环保科技有限公司，合肥230036;安徽全民环保科技有限公司，合肥230036;安徽农业大学生命科学学院，合肥230036
【正文语种】中文
【中图分类】X524
Abstract In order to study the status of eutrophication in Chaohu lake, 3 sites were selected as sampling sites in the eastern half of Chaohu lake, and the phytoplankton and water quality indexes were monitored. The results showed that there were 119 species of phytoplankton belonging to 8 phyla in which bacillariophyta was the most. The average density of phytoplankton was about 47.36×105 cells/L, and the number of Cyanophyta was dominant in phytoplankton which reached 84.62% in density. Water quality monitoring results showed that the chemical oxygen
demand in the water was not high, indicating that the water organic pollution was light. But there was a high Chl-a content, and a obvious changing in total phosphorus and total nitrogen content in seasons. Water transparency in 2014 changed little with the average value of 0.151m. In this study, the eutrophication level of the water was evaluated and the results showed that the quality of water in the eastern half of Chaohu lake has reached the level of middle eutrophication.
Keywords Chaohu Lake; phytoplankton; chlorophyll a; eutrophication
巢湖位于安徽省的中部，是安徽省第一大湖泊，也是中国五大淡水湖之一 [1, 2]，以忠庙—姥山—齐头嘴为界，可以把巢湖划分为东半湖和西半湖[3]。

20世纪70
年代以来，随着巢湖周边居民人口的增加、农业以及工业的迅速发展，生活污水和工业废水的肆意排放，再加上巢湖附近村民对农药和化肥的大量使用，使得巢湖水体出现了明显的富营养化[4-6]。

近年来，随着巢湖治理相关政策的实施，巢湖水
体富营养化水平有所降低。

为了了解巢湖水体现阶段的营养状态和演化规律，本研究主要从浮游植物密度、种类和水体初级生产力(Chla)以及一些水质指标对巢湖东半湖进行了为期1年的监测，并根据监测结果对巢湖东半湖营养状态进行评价，为巢湖的富营养化治理提供一定的理论依据。

1.1 样品采集
本研究从巢湖东半湖设3个取样点，如图1所示，分别在忠庙、巢湖闸和龟山，
频率为每月1号采样一次，为期1年，每个监测点采3组水样，水样为上、中、
下3层的混合水样，每组水样1 000 mL，用于测定水体中浮游植物的种类和数量以及水质。

为了防止藻体变形，向用于测定浮游植物种类和数量的水样中加入1.5%鲁哥氏液；为了防止水样中色素的降解，更准确地测定水样中叶绿素a的含量，
本研究向采取的水样中加1 mL 1%的MgCO3悬浮液[2]。

1.2 生物监测
1.2.1 浮游植物定性分析
据相关文献报道 [7， 8]，淡水中浮游植物的种类主要有7个门类。

本研究采用直
接观察法对水样中浮游植物种类进行鉴定，将水样稀释后放到高倍镜下观察，参照书籍《淡水生物学》[9]、《中国淡水藻志》[10]、《中国淡水生物图谱》[11]和《淡水浮游生物图谱》[12]对浮游植物种类进行鉴定。

1.2.2 浮游植物定量分析
本研究采用镜检计数法对水样中浮游植物数量进行计数，把3个站点的水样分别
转移到分液漏斗中静置24 h，将水样浓缩至30 mL，然后将浓缩后的水样置于高
倍镜下用0.1 mL计数框计数，采用如下公式计算出水样中浮游植物数量。

式中N表示每升水样中浮游植物的数量(个/L)；A为计数框面积(mm2)；Ac代表
计数面积(mm2)；Vw代表1 L水样经浓缩后的体积(mL)；V代表计数框体积(mL)；n代表计数所得浮游植物细胞数。

1.2.3 叶绿素a的测定
用微孔滤膜对水样进行抽滤，将抽滤后的滤膜干燥、剪碎后研磨，所得匀浆转移到离心管中，用90%的丙酮冲洗研钵，将冲洗液也转移到离心管中，把研磨液置于
黑暗中静置，提取时间控制在24 h内。

将匀浆在转速为3 000 r/min的离心机内离心10 min，取上清液为提取液，将提取液倒入比色皿中，用分光光度计分别测定波长为663、645和630 nm时样品的吸光度，空白组为90%的丙酮溶液。

叶绿素a的含量用下式计算：
式中V1为提取液定容后的体积(mL)；D为在相应波长下的吸光度；V代表水样体积(L)；δ为比色皿光程(cm)。

1.3 水质指标监测
本研究主要选取水样的透明度(SD)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)作为水质监测指标，各指标测定方法均为国家环保局制定的标准方法。

透明度(SD)用
铅字法[13]测定；采用快速消解分光光度法[14]测定水样的化学需氧量(COD)；水样中总氮(TN)的测定用过硫酸钾氧化紫外分光光度法[15]；总磷(TP)的测定用钼锑抗分光光度法[16]。

1.4 水体营养程度评价
本研究对巢湖东半湖水体富营养化水平评价采用相关加权综合营养状态指数法[17，18]，计算公式如下：
式中，TLI(∑)为综合营养状态指数；TLI(j)表示第j种参数的营养状态指数；Wj表
示第j种参数的营养状态指数的相关权重，各个参数的营养状态指数计算公式为：TLI(chla)=10(2.5+1.086lnchla)
TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)
TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)
TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD)
TLI(COD)=10(0.109+2.661lnCOD)
本研究用0～100的连续数字对巢湖东半湖水域水质的营养状态进行分级[19]，综合营养状态指数小于30时，水质为贫营养；综合营养状态指数介于30到50之
间时，水质为中营养；综合营养状态指数大于50时水质为富营养化。

水质的富营养化类型又可分为3级：分别为轻度富营养(50<TLI(∑)≤60)、中度富营养
(60<TLI(∑)≤70)和重度富营养化(TLI(∑)>70)。

2.1 浮游植物菌落组成
经过1年的观测，2014年在巢湖东半湖3个站点共监测观察到浮游植物119种，隶属于8个门，其中含量最高的是硅藻门，占34.45%，其次为绿藻门和裸藻门，各门所占比例如图2所示。

2.2 浮游植物细胞密度分析
用0.1 mL计数框对巢湖东半湖3个采样点水样中各类浮游植物进行数量统计，表1为2014年各月份巢湖东半湖浮游植物细胞密度，表2为2014年各月份巢湖各门藻类平均密度。

从表1可以看出，巢湖东半湖水域浮游植物密度夏季较高，冬季略低，变化具有
明显的季节性，浮游植物最高值出现在7月、8月两个月份。

由监测结果可以看出，巢湖东半湖水域浮游植物密度在3个采样点差别并不大，总体看来龟山略低，巢
湖闸与忠庙偏高。

从表2可以看出，巢湖东半湖水域浮游植物种类可分为8个门，平均密度为
47.36×105个/L。

蓝藻门密度最大，达到40.08×105个/L，占84.62%，在巢湖东半湖水域占有绝对的优势。

水体中绿藻门密度与硅藻门密度差别不大，分别为6.99%和7.53 %，但是，绿藻门密度在夏季较高，而硅藻门主要出现在春秋两个
季节；其余藻类含量较少。

2.3 叶绿素a含量的变化
由以上分析可以看出巢湖属于蓝藻型湖泊，由于蓝藻不含除叶绿素a之外的其他
叶绿素，所以叶绿素a是反映巢湖初级生产力十分敏感的指标。

本研究对巢湖东
半湖3个采样点分12个月份进行监测，用origin7.5绘图并以标准差为误差线，
结果如图3所示。

由图3可以看出，在2014年，3个站点叶绿素a随时间的变化具有一致性，在1月份较低，并逐月上升，但在5月份有所下降。

叶绿素a含量高峰值出现在7月
份和8月份，其中以巢湖闸为最高，此后趋势开始下降。

这表明藻类的生长繁殖
受到温度和光照的显著影响，在温度最高、光照最强的夏季，藻类数量激增，从整体看，巢湖闸的叶绿素a含量高于其他2个站点。

2.4 水质指标检测
对巢湖东半湖3个站点的水质指标进行为期1年的检测，检测指标包括总磷含量(TP)、化学需氧量(COD)、透明度(SD)以及总氮含量(TN)，检测结果如图4所示。

由图4可知，巢湖东半湖水域总磷与总氮含量随季节变化明显，总磷在整年内变化幅度在0.016～0.045 mg/L之间，平均值为0.059 mg/L，最大值出现在7月份，这可能与夏季的外源总磷负荷量增加有关，同时与巢湖水体中藻类和生物体的增殖积累有关。

总氮的变化幅度在0.164～1.432 mg/L之间，平均值为0.803 mg/L，水体总氮的最高值出现在8月份，最低值出现在10月份。

由上图可知巢湖东半湖水域COD的值并不高，达到我国环保部地表水环境Ⅱ级标准[20]，表明水体受有机污染不严重，其变化幅度在1.26～4.33 mg/L之间，平均值为2.795 mg/L。

巢湖东半湖水域透明度在2014年变化范围并不大，在0.100～0.280 m 之间，平均值为0.151 m。

2.5 水体营养程度评价
采用相关加权综合营养状态指数法对巢湖东半湖水域进行评价，评价结果如表3所示。

由表3可以看出，巢湖东半湖全年营养类型均达到中营养化水平以上，大部分月份达到富营养化水平，其中2014年7月水体已达到中度富营养化。

巢湖东半湖水域浮游植物含量最高的是蓝藻门，这与田春[2]的研究相一致，与其检测结果相比，2014年巢湖东半湖水域蓝藻含量明显降低，水质富营养化水平得到缓解，原因可能有如下三点，一是在巢湖周围修建环湖大坝，减少人为活动对巢湖的影响；二是清除部分湖底污泥，减轻水体富营养化程度；三是2011年巢湖划到合肥市管辖，政府加强了巢湖周边市政工程建设，城市及生活污水得到更有效的处理，减少了污水向巢湖的排放量。

叶绿素a的含量是衡量蓝藻型湖泊水体中浮游植物生物量的重要指标之一，本研究监测巢湖东半湖水域叶绿素a含量，结果表明叶绿素a含量和浮游植物密度的
相关性很高，基本上叶绿素a的含量随浮游植物密度的增大而增大，且变化具有
明显的季节性，总体上看，夏季较高，这可能是由于在春季随着温度的升高，水体中藻类开始大量繁殖，而处于浮游植物生物链上方的浮游动物和鱼类繁殖滞后于浮游植物，所以此时藻类处于良好的生长环境中，此后，浮游植物的捕食者大量繁殖，从而影响叶绿素a的含量。

有资料表明[8]，磷是藻类生长的限制性因子，巢湖东半湖水域总磷含量居高不下
的原因可能与巢湖的地理位置有关，巢湖流域范围内矿产资源比较丰富，特别是广泛分布着含磷矿，从这些磷矿区发源的水系大部分都汇入巢湖，加上降水造成的地表径流，都使巢湖水体中TP含量很高，从而对巢湖水体富营养化起着明显的促进作用。

综合评价湖泊的富营养化程度，除了建立合理的指标体系外，确定各因子之间的权重分配非常关键，因为各因子对湖泊富营养化的贡献并不一致，而在富营养化程度的评价过程中需要计算出评价指标的相对重要性，即确定每个因子的权值，从而保证评价的客观性与准确性。

因此，在湖泊富营养化评价方法上建议采用相关加权综合营养状态指数法，才能较为全面准确地反映湖泊营养状况。

1)经过为期1年的检测，巢湖东半湖浮游植物可分为8个门，共119种，变化规
律为：春、秋两季浮游植物密度变化不大，但种类繁多；而夏季浮游植物密度很高，但种类却很少；在冬季浮游植物无论种类还是密度都是全年最低。

2)监测结果表明巢湖东半湖水域叶绿素a的含量随季节变化明显，并与水体中浮游植物密度相关性很大，总体上看，随着温度的升高，叶绿素a含量迅速增加，浮
游植物密度也随之增大。

3)水质指标监测结果表明，巢湖东半湖水域化学需氧量并不高，说明水体受有机物污染并不严重，这与近年来国家对巢湖的综合治理有很大关系。

但其他水质指标仍然很差，透明度、TN 和TP 变化范围分别在0.100～0.280 m、0.164～1.432
mg/L、0.016～0.045 mg/L之间。

4)根据生物监测数据及富营养化评价结果，巢湖东半湖已达到中营养以上，大部分月份已呈富营养化。

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