廈門市飲用水原水中藻類變化特征研究

遲萬清

（國家海洋局第一海洋研究所，山東 青島266061）

何小燕，唐 凱，周生輝，何文龍

（廈門理工學院水資源環境研究所，福建廈門361024）

水體富營養化導致飲用水水源地藻類過度生長，藻類在代謝過程中不斷分泌和產生出各種具有異味的次生代謝產物，嚴重影響飲用水水質，由藻源次生代謝產物引起的水體異味問題日益引起人民的關注［1－4］。

研究表明，大部分致嗅化合物是活藻釋放的［5］，如土臭素 （Geos min，GSM）、2－甲基異莰醇 （2－MIB）等，同時也會生成一些無臭的致臭物質的前體物質［6］。藻類死亡后胞內臭味化合物釋放進入水中；死亡的藻細胞可作為放線菌等細菌的食物，放線菌可產生臭味化合物。幾乎所有的浮游藻類都會產生異味物質，異味以魚腥味、土霉味最為普遍。此外，藻類對水質、濾池、管網等造成不利的影響，給水廠生產帶來了許多危害，且對給水處理和水質產生重要影響［7］。

廈門市高殿自來水廠是廈門地區供水規模最大的一家自來水廠 （供水能力為60萬m3／d）。廈門市高殿自來水廠主要采用的是折板反應池、平流沉淀池、V型濾池等制水工藝，消毒劑為二氧化氯。2008年入秋后因雨水少、水量偏枯，河流自凈能力弱化，加上2009年1月中旬氣溫異常上升，誘發一些庫區甲藻和綠藻瘋長，局部水華爆發。水華突發導致飲用水異嗅次生產物直接威脅漳州、廈門水源的安全，對飲用水安全提出了嚴峻的挑戰。因此，對廈門市飲用水原水中藻類種屬與藻類數量的變化規律進行了研究，以期為水廠有效了解藻類及去除異嗅味提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

主要儀器有25號浮游生物網 （網孔大小0.112 mm）、有機玻璃采樣瓶4L、塑料水樣瓶 （1.5L、500 ml）、萊卡顯微鏡 （DM2500）、藻類計數框 （武漢水生所）等。

魯哥氏液：將20g碘化鉀溶于200 ml冰醋酸 （10%）中，溶解后再加入碘10g，溶解后貯存于密閉的棕色試劑瓶中，避光保存。

1.2 水樣采集及處理

水樣自2012年4月至2013年3月為年周期，每月采集1次水樣。

水樣取樣點均設于江東原水和北溪原水在水廠管道出水容易進行藻類撈取的地方。采用浮游生物網在水面表層呈8字形緩慢撈取，將網內濃縮液置于100 ml塑料瓶中，帶回實驗室鏡檢。鑒定參考 《中國淡水藻類》［8］和 《福建省大中型水庫常見淡水藻類》［9］。

水樣處理：用采水瓶取原水1L，加入10 ml魯哥試劑固定，帶回實驗室后將采集的水樣輕輕搖勻后，靜置48h濃縮。用虹吸管小心吸走上清液，必須避免攪動和吸出浮在表面及沉淀的藻類，用少量吸出的上清液或純水洗沉淀杯2～3次，一并轉入標本瓶并定容至50 ml。

1.3 藻類計數

采用藻類計數框計數。單細胞按細胞計數，群體先計算代表不同體積時的細胞數，再根據群體體積大小分別計算個體數，最后換算成細胞數。絲狀體先計算出平均一個個體的細胞數，再以個體數換算成細胞數。

將50 ml沉淀液充分搖勻，快速地吸出0.1 ml放入藻類計數框中，在400～600倍的倍數下計數100個視野。計數2遍，如2次計數結果相差15%以上，需進行第3遍計數，取其中相近2遍的平均值。

1L水樣中藻類的總量按下式確定：

式中：N為1升原水中浮游藻類數量，個／L；A為計數框面積，mm2；A1為計數面積，mm2；Vs為1L水樣中沉淀濃縮后的體積，50 ml；Va為計數框體積，0.1 ml；n為計數的藻類數量。

1.4 多樣性指數計算

Mar galef多樣性指數［10］計算公式為：

式中：d為多樣性指數；S為水樣中藻類種數；N為水樣中藻類個體數。

在用d值進行水質污染評價時，按以下標準評定：d＝0時，嚴重污染；d＝0～1，重度污染；d＝1～2，中度污染；d＝2～3時，輕度污染；d＞3時，清潔。

2 結果與分析

2.1 江東原水中藻類特征

江東原水2012～2013年不同時間點的藻類種屬和含量測定結果詳見表1。

表1 江東原水藻類含量

從表1可以看出，江東原水2012～2013年期間浮游植物綠藻為優勢藻，每個月采集的水樣均有檢出。江東原水2012～2013年度浮游植物組成以綠藻門的十字藻和柵藻占絕對優勢，2012年4月至2012年10月數量較多，且2012年2月衣藻密度達到最大值，為1.68×105個／L，而隱藻、金藻含量都很少，甲藻未檢出。

藍藻中的微囊藻和顫藻可以產生腐敗味、霉味、青草味，其產生嗅味代謝物的界限濃度分別為5.3×105個／ml和5.3×106個／ml，調查中微囊藻和顫藻均低于產生嗅味的界限濃度，但是顫藻和微囊藻可以產生藻毒素，如微囊藻毒素－LR、RR、YR、L W和LF等，易對飲用水水質安全造成威脅。

硅藻中的小環藻和針桿藻分別可以產生魚腥味和青草味，其產嗅界限濃度分別為2.2×105個／ml和3.0×105個／ml，調查中2013年1月份小環藻最高濃度為1.3×104個／L，低于產生嗅味的界限濃度。

2.2 北溪原水浮游植物特征

北溪原水2012～2013年不同時間點的藻類種屬和含量測定結果詳見表2。

表2 北溪原水水體藻類含量

從表2可以看出，北溪原水2012～2013年期間的藻類調查中以綠藻含量最多，綠藻門中小球藻和柵藻占絕對優勢，2012年4月至2012年10月數量較多，且2013年2月衣藻達到最大濃度，為3.7×104個／L，綠藻中衣藻可以產生芳香味和魚腥味，因此需要引起注意。藍藻中有顫藻檢出，但是僅在2012年11月和2013年3月檢出2次。隱藻、金藻含量都很少，有甲藻檢出。水體中偶然性出現了甲藻，該藻可能產生甲藻毒素，同樣威脅飲用水安全。

2.3 原水中藻類含量變化性分析

調查期間藻類數量變化很大，有些藻類只在某一段時間出現，調查期間藻類的總量分布如圖1所示。由圖1可知，在調查期間江東原水和北溪原水中檢出的藻類數量不是很多，在冬春季節藻類個數較多，2013年2月份江東原水藻數達3.76×105個／L，由于處于亞熱帶，說明從1、2和3月份原水藻類進入生長狀態，為藻類生長提供了良好的水溫條件。從圖中曲線的走向來看，水庫中藻類數量的變化較大。

各采樣點均未檢出等產MC的藻類。其中江東原水藻類種類較為豐富，藻類密度較大，最高達到3.76×105個／L；北溪原水整體上看藻類種類較少，且藻類密度較小。

江東原水和北溪原水種屬個數的Mar galef多樣性指數分別為2.88～3.48，3.18～4.90，這表明水質處于輕度污染和較為清潔。

從浮游藻類生物量方面對水源水進行評價，根據國家環保局 《水生生物監測手冊》規定，在水體富

圖1 藻類總量曲線變化

營養化調查評價中，通常以水中浮游藻類個體數量計，水體中藻類的密度小于3×105cells／L為貧營養，3×105～5×105cells／L為中營養，大于10×105cells／L為富營養［11］。根據上述調查結果可知，江東原水和北溪原水處于貧－中營養水平。

3 結論

對廈門市2012～2013年期間的江東原水和北溪原水進行了調查，在全部采樣點中，共發現廈門市主要水源水中藻類分別隸屬于7個門，原水中以綠藻為主，江東原水整體上且藻密度較大于北溪原水。根據指示藻類標準初步鑒定江東原水和北溪原水屬于貧－中營養化型水體。

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