青草沙水庫(kù)水質(zhì)變化及藻類演替規(guī)律初步研究.pdf

1、青草沙水庫(kù)作為上海戰(zhàn)略水源地，維持其水質(zhì)優(yōu)良具有保障上海飲用水安全和上海市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略意義。從工程地理位置及特性而言，青草沙水庫(kù)是迄今國(guó)際上最大的潮汐河口江心避咸蓄淡水庫(kù)，具有湖泊水庫(kù)的水質(zhì)特征。長(zhǎng)江下游來水氮磷濃度較高及水位較淺、停留時(shí)間較長(zhǎng)等庫(kù)型特征使青草沙水庫(kù)面臨水體富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)。
　　 本研究以青草沙水源地水質(zhì)安全保障和富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)防預(yù)控為目標(biāo)，以青草沙水源水庫(kù)為研究對(duì)象，在建立定性定量觀測(cè)青草沙水庫(kù)藻類結(jié)構(gòu)和種群

2、特征的顯微鏡方法體系、針對(duì)藍(lán)藻的DGGE、克隆、PCR等分子生態(tài)學(xué)方法，以及用于分析藻毒素的自動(dòng)固相萃取-高效液相色譜質(zhì)譜（SPE-LC/MS）和二級(jí)超高效液相色譜質(zhì)譜（UPLC-MS/MS）、分析痕量嗅味物質(zhì)的固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜法（SPME-GC/MS）等藻類有害代謝物檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，將現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)室分析有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)開展了青草沙水庫(kù)施工期內(nèi)水質(zhì)變化，藻類演替及其有害代謝物產(chǎn)生規(guī)律的研究，主要形成如下研究成果。
　　

3、 建立了青草沙水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)方案。實(shí)踐證明，該方案切實(shí)可行且能較好地反映出水庫(kù)施工期內(nèi)庫(kù)區(qū)水質(zhì)變化和藻類演替規(guī)律。
　　 青草沙庫(kù)區(qū)具有水體自凈能力，且水庫(kù)在監(jiān)測(cè)期內(nèi)不存在明顯溫度分層現(xiàn)象，上下層水體混合較均勻。庫(kù)區(qū)水體溶解氧穩(wěn)定達(dá)到Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)，氨氮達(dá)到Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)，高錳酸鹽指數(shù)等基本達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，硝酸鹽和氯化物均達(dá)標(biāo)；庫(kù)區(qū)總氮和總磷超標(biāo)最為嚴(yán)重，在監(jiān)測(cè)初期分別為Ⅴ類和Ⅳ類水，之后隨經(jīng)過水體自凈總氮和總磷濃度均有一定程度降低，但總磷

4、濃度水平仍屬于Ⅲ～Ⅳ類水，說明庫(kù)區(qū)水體的氮磷條件已達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)水平，具備了藻類大量生長(zhǎng)所需的必要條件。
　　 青草沙庫(kù)區(qū)春季2～4月以硅藻、隱藻、綠藻為主，優(yōu)勢(shì)種為隱藻；隨著水溫升高，到5月以硅藻、綠藻為主，隱藻生物量減少較明顯，優(yōu)勢(shì)種為針桿藻、卵囊藻；6～11月則以硅藻和藍(lán)藻為主，優(yōu)勢(shì)種隨時(shí)間遷移有一定變化，6月優(yōu)勢(shì)種為魚腥藻，其后轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒?jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的微囊藻，7月優(yōu)勢(shì)種為針桿藻、微囊藻、柵藻，8月生物量有所增加，優(yōu)勢(shì)種轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒛?/p>

5、藻、小環(huán)藻，9～11月則為微囊藻、顆粒溝鏈藻；冬季12月～次年2月水溫較低，以硅藻、隱藻為主，優(yōu)勢(shì)種為隱藻。
　　 分子生物法是藻類顯微鏡檢方法的有效補(bǔ)充，能夠發(fā)現(xiàn)青草沙水庫(kù)中形態(tài)更小，容易被顯微鏡分析忽略的藻類，如研究中觀察到青草沙水庫(kù)中原綠球藻屬和聚球藻屬等微型藍(lán)藻大量存在。
　　 監(jiān)測(cè)期間青草沙水庫(kù)中微囊藻毒素MC-LR濃度值大大低于我國(guó)1μg/L的限值，也低于部分發(fā)達(dá)國(guó)家的0.5μg/L的限值，從而可以認(rèn)為目前青

6、草沙水庫(kù)中的微囊藻毒素不會(huì)對(duì)人們的健康產(chǎn)生明顯的影響。監(jiān)測(cè)期內(nèi)青草沙水庫(kù)水體無明顯異嗅味。藻類嗅味代謝物中2-MIB最高曾達(dá)到300ng/L，可能會(huì)成為庫(kù)區(qū)水體嗅味的主要貢獻(xiàn)來源。
　　 監(jiān)測(cè)期內(nèi)大部分時(shí)間庫(kù)區(qū)水體水質(zhì)狀況為貧營(yíng)養(yǎng)或中營(yíng)養(yǎng)水平，夏季高溫期水體局部出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，整體污染水平為清潔或輕污染。結(jié)合藻類總生物量和細(xì)胞總密度較高以及藻類代謝物產(chǎn)生濃度較高的月份，建議重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的月份為6～10月份。
　　 青草沙水庫(kù)

7、富營(yíng)養(yǎng)化控制預(yù)防策略應(yīng)結(jié)合早期人工清藻、泵閘聯(lián)合調(diào)度水力控制、生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建等多種方法，達(dá)到削減庫(kù)區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽濃度，控制藻類生成，維持并改善水質(zhì)的目的。
　　 綜上，本研究初步搭建了青草沙水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化研究模式，較為系統(tǒng)地涵蓋了水質(zhì)監(jiān)測(cè)方案、藻類及其有害代謝產(chǎn)物分析和研究方法等，通過近一年半的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)獲得大量原始水質(zhì)數(shù)據(jù)，分析形成青草沙水庫(kù)水質(zhì)變化和藻類演替規(guī)律研究的技術(shù)思路，為青草沙水庫(kù)運(yùn)行期間的富營(yíng)養(yǎng)化控制和水華暴發(fā)預(yù)防提供了技