天津海河藍藻相關因素分析初探

【摘 要】本文通過對海河2013年藍藻生長暴發過程、監測數據、感觀表象、相關因素、監測數據等方面的初步分析，將總氮、總磷、氮磷比、水溫和氣溫等藍藻生長、暴發的影響因素與藻密度進行對比，發現藍藻暴發與水溫、最高氣溫、氮磷比、總氮等影響均存在一定相關關系。

【關鍵詞】海河；藍藻；影響因子；相關分析

0 引言

近年來，天津海河藍藻持續暴發，雖然采取了補水、換水、人工曝氣、打撈等多項措施，但仍未得到根本解決。那究竟藍藻的暴發與那些因素相關，又如何較為直觀的判斷藍藻暴發的程度呢？本文通過對2013年海河藍藻暴發過程、監測數據、感觀判斷、相關因素等方面進行分析，初步探討海河藍藻暴發的相關因素及感觀判斷方法。

1 海河藍藻2013年暴發的過程概述

海河市區段自子北匯流至海津大橋全長13公里，按照地理位置和藍藻暴發的區域性特點，可將海河分為三個區段，分別是上游段三岔口至赤峰橋、中游段赤峰橋至光華橋、下游段光華橋以下。

2013年海河藍藻自6月至9月主要經歷了四次暴發過程：第一次，自6月末至7月初，海河藍藻暴發最嚴重的區域在海河的上段區域；第二次，發生在7月15日左右，重點在海河市區的中段和下段區域，；7月26日上段藻密度較低，而中下段到達全年的最大值，即第三次暴發，至8月初降至較低水平；第四次，8月12日至19日藍藻數量又逐漸增多，但已不能達到前幾次暴發時的藻密度峰值。

2 各類誘因對海河藍藻生長影響的初步分析

2.1 藍藻生長相關因素的篩選

藻類水華的暴發涉及物理、化學、生物因素，相關學者普遍認為，促進水華發生的因子主要有充足的營養鹽、緩慢的水流流態和適宜的氣象條件。只有這三個方面條件都比較適宜的情況下，才會出現某種優勢藻類瘋長的水華現象。

而海河由于上游基本無來水，除汛期下游二道閘提閘外，水體幾乎不流動，滿足藍藻暴發的條件，且由于提閘次數較少，其變化對藍藻生長變化的影響可以忽略。故本次主要選取營養鹽（TN、TP）和氣象（水溫、氣溫）因子進行分析。

2.2 營養鹽（TN、TP）影響分析

由于氮和磷是藻類生長和水華暴發中不可缺少的營養，根據相關研究表明藻類的“經驗分子式”為Cl06H263O110N16P，臨界的氮磷比按元素計應為16：1，按重量計應為7.2：1。這就是說，從理論上講，如果氮磷比小于該值，氮將限制藻類的增長，如果氮磷比大于該值，則磷可認為是藻類增長的限制因素。

而根據2013年夏季對海河上藻密度與水中總氮（TN）、總磷（TP）的監測值的關系：藻密度與總磷（TP）之間的關系并不明顯，藻密度最大值出現在0.5至0.6mg/L之間，而次大值出現在0.2至0.3mg/L之間；藻密度與總氮（TN）之間有如下關系，藻密度較大時，TN一般在3至5mg/L之間，藻密度的最大值出現在3至4mg/L之間；藻密度與氮磷比之間有如下關系，藻密度較大時，氮磷比主要分布在7.5至10之間，占總監測數據的60%。而當氮磷比小于7或大于20時，藍藻都不會處于暴發狀態（藻密度小于1億個/L），總體實際檢測值較理論值7.2偏大，且在一定范圍內變化；故在營養鹽因子中，氮磷比與藻密度的關系最為密切，可在今后的工作中重點研究，作為預報、判別和抑制藍藻暴發的重要依據，如圖1。

2.3 氣象因子（水溫、氣溫）影響分析

根據相關研究，在氣象因子中水溫和氣溫也是藍藻生長、暴發的重要條件，一般認為25～30℃是水華藻類的最適宜生長溫度。我們將2013年藍藻暴發時的水溫、日最高氣溫、日最低氣溫與海河藻密度進行比較。

由圖2可知，藍藻暴發時的水溫都集中在26至32℃之間，與相關研究認為的25～30℃是水華藻類的最適宜生長溫度基本相吻合，故水溫與藍藻暴發之間的關系比較直接且穩定。

2.4 葉綠素與藻類數量的關系

由于藻密度檢測難度很大，而葉綠素相對簡單，如果能找到二者之間的關系可大大提高藍藻暴發判斷的效率。根據國內外相關研究表明，當葉綠素a濃度高于40μg/L時，各水樣葉綠素a濃度與藍藻密度的變化趨勢趨于一致，具有高相關性。

具體到海河，根據2013年6月至8月間的藍藻及葉綠素的檢測記錄，二者之間的關系如圖3：

由圖3可知，檢測數據僅有1組大于40μg/L，絕大多數數據均小于40μg/L故線性關系不明顯，線性相關系數約0.73。這與上述相關研究的結論基本相符，故由于海河藍藻暴發時，葉綠素濃度大部分時候小于40μg/L，所以在海河藍藻監測中暫不能用用葉綠素指標代替藻密度指標，但葉綠素指標可以作為藻密度指標的重要參考。

3 結語

通過對海河2013年藍藻暴發相關監測數據的初步分析，將總氮、總磷、氮磷比、水溫和氣溫等藍藻生長、暴發的影響因素與藻密度進行對比。發現藍藻暴發與水溫、最高氣溫、氮磷比、總氮等影響均存在一定相關關系，為海河藍藻的預報、判斷和治理提供了一定的依據。

【參考文獻】

[1]李英，蔣固政.水華成因分析與防治措施研究進展[J].環境科學與工程：英文版，2009，12：15-20.

[2]王小藝，唐麗娜，劉載文，等.城市湖庫藍藻水華形成機理[J].化工學報，2012，5：1492-1497.

[責任編輯：湯靜]