盛龙寿朱骊姚华
江苏省水文水资源勘测局无锡分局
摘要:太湖蓝藻爆发严重危害无锡地区供水安全、旅游经济和城市形象。
本文在大量水文气象 监测数据的基础上,对太湖梅梁湖风向风力、水位、水温、PH 值、溶解氧DO 、高锰酸盐 指数COD Mn 、总磷TP 、总氮TN 、氨氮NH 3-N 等与藻密度建立相关,通过相关系数计算, 筛选出了对梅梁湖蓝藻影响较大的PH 值、总氮TN 、总磷TP 、太湖水位、高锰酸盐指数 COD Mn 和水温等6项因子,并进一步作了单因子分析,为科学治水、控制蓝藻大规模爆 发提供了基本依据。
1. 研究背景。
梅梁湖是太湖的一个湖湾,位于江苏省无锡市西南郊 4Km 处,南北长 16Km ,东西宽7-10 Km 。
沿湖风光秀丽,水厂密集,是无锡著名的风景名胜区和取水水 源地集
中区。
由于梅梁湖独特的地理位置,使其成为蓝藻容易爆发的水域,危害极大。
对梅梁湖蓝藻影响因素和生长规律的研究,对于科学治水,控制蓝藻大规模爆发,保护 旅游经济和供水安全具有重要作用。
2. 代表站、影响因子和资料系列的选择
1)代表站选择。
为了分析研究梅梁湖蓝藻的影响因素,选取位于该湖西北部的直湖 港东、西部的马山水厂、南部的拖山和东北部的小湾里水厂为蓝藻监测代表站,以各代 表站的藻密度及相关因子值的算术平均数代表梅梁湖藻密度及相关因子值。
具体位置见 图1。
小湾里水
:.大
东
2) 影响因子初选。
一定的气象水文因素是蓝藻生长和发育的条件,初步选择风向风 力、水位、水温、PH 值、溶解氧DO 、高锰酸盐指数COD/、总磷TP 、总氮TN 、氨氮
NH 3-N 等9项指标为蓝藻影响因子。
Mn
3) 资料系列选择。
2009年4月10日至10月20日,江苏省水文局组织了太湖蓝藻
「一 ------------------- 一有几天缺测外,其余天数资料齐全,可作为分析蓝藻影 梅梁湖蓝藻影响因素分析
III
巡查工作,各代表站除台风期间
响因素的资料系列。
梅梁湖蓝藻影响因子监测资料详见附表。
3
-影响程度分析
拖山
1 ‘'"I
根据各代表站2009年4月10日至10月20日共173天的风向风力、水位、水温、PH值、溶解氧DO、高锰酸盐指数COD Mn、总磷TP、总氮TN、氨氮NH3-N、藻密度等10项监测数据(台风期间缺测天数除外),计算其平均值,得到梅梁湖的相应指标值。
再采用EXCEL分析统计工具,对以上10项数据进行相关系数计算,计算成果见下表。
计算结果表明,对梅梁湖蓝藻影响较大的因子依次为PH值、总氮TN、总磷TP、
水位、高锰酸盐指数COD Mn和水温;风向风力对梅梁湖总体蓝藻数量影响不大,但可影响局部湖湾的藻密度;溶解氧DO、氨氮NH3-N对蓝藻影响不大。
4. 单项影响因子分析
对蓝藻影响较大的PH值、总氮TN、总磷TP、水位、高锰酸盐指数COD Mn和水温进一步作单因子分析评价,主要方法是绘制PH值、总氮TN、总磷TP、水位、高锰酸盐指数COD Mn、水温与藻密度的关系图,根据实测点据和趋势线作出相关评价。
1) PH值。
弱碱性水体有利于蓝藻生长和发育,当PH值在8.0〜9.5之间较适宜于蓝藻的生长和发育(见图2)。
图2梅梁湖PH值~藻密度关系图
2)总氮TN。
当TN浓度位于1.0〜2.0mg/L时,梅梁湖藻密度趋高,表明这个区间
适宜蓝藻的生长和发育;当TN 浓度大于2.0mg/L 时,梅梁湖藻密度趋平,表明这个区间 不利于蓝藻生长和发育。
7月12日,TN 浓度2.89mg/L ,藻密度2309万个细胞/ L ,TN 〜 藻密度关系点突出,原因可能为当日梅梁湖局部区域月亮湾有小范围“湖泛”现象所致。
(见图3)。
图3梅梁湖总氮TN~藻密度关系图
3)总磷TP 。
据现有实测资料分析,当TP 大于0.08 mg/L 时,有利于蓝藻生长和发 总体趋势是TP 浓度越大,藻密度越大,越有利于蓝藻生长和发育(见图 4)。
2500
%
细
个万{度密藻
细个万{度密
藻
0 2500
2000
1500 1000
500
0 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
2.50
3.00 3.50
4.00 4.50
5.00
TN (mg/L )
2000
1500
1000 500
0.00
0.05 0.10
0.15
0.20
0.25
图4梅梁湖总氮TP~藻密度关系图
4)水位。
当太湖平均水位范围在3.20〜4.20m (吴淞基面)时,适宜于梅梁湖蓝藻生 长和发育,图中的趋势线主要受水温的影响并不能表明水位越高越有利于蓝藻生长和发 育。
(见图5)。
图5太湖平均水位~梅梁湖藻密度关系图
5)高猛酸盐指数COD Mn 。
当COD Mn 大于4.0 mg/L 时,有利于蓝藻生长和发育(示 见图6)。
2500
2000
图6梅梁湖高锰酸盐指数COD Mn ~藻密度关系图
细个万{度密藻
500
0 2.50
2.70 2.90
3.10 3.30 3.50 3.70 3.90
4.10 4.30 4.50
太湖水位(m )
2500
000 000
500
3.0 3.5
4.0 4.5
5.0
5.5
6.0 CODMn(mg/L)
6.5
7.0
00 0 0
6)水温。
当水温大于19^、小于32^的情况下,水温越高越有利于蓝藻生长和发育; 水温低于
19。
,不利于蓝藻生长和发育;水温高于 32。
,无实测数据,无法判断和分析 水温对蓝藻影响的程度,有待今后进一步作试验研究(见图 7 )。
图7梅梁湖水温~藻密度关系图
5. 结论
通过对大量实测资料的统计分析,可以得到如下结论:
1) 对梅梁湖蓝藻影响较大的因子依次为 PH 值、总氮TN 、总磷TP 、水位、高锰酸 盐指数COD Mn 和水温。
2) 弱碱性水体有利于蓝藻生长和发育,当 PH 值在8.0〜9.5之间较适宜于蓝藻的生 长和发育。
3) 当TN 浓度位于1.0〜2.0mg/L 时,适宜蓝藻的生长和发育;当TN 浓度大于2.0mg/L 时,不利于蓝藻生长和发育。
4) 当TP 大于0.08mg/L 时,有利于蓝藻生长和发育。
总体趋势是 TP 浓度越大,藻 密度越大,越有利于蓝藻生长和发育。
5) 当太湖平均水位范围在3.20〜4.20m (吴淞基面)时,适宜于梅梁湖蓝藻生长和发 育。
6) 当COD Mn 大于4.0 mg/L 时,有利于蓝藻生长和发育。
7) 当水温大于19 °C 、小于32 °。
的情况下,水温越高越有利于蓝藻生长和发育;水 温低于19 C ,不利于蓝藻生长和发育。
8) 应严格控制各类污水排放,特别要严格控制弱碱性废水、含磷废水的排放。
以上分析和结论如有不当之处,敬请批评指正。
2 5 0 0
2 0 0 0
15 0 0
10 0 0
5 0 0
0 1 5.0 1 7.0 1 9.0 2 1.0 2 3.0
2 5.0 2 7.0 2 9.0
3 1.0 3 3.0
水温(。
附表梅梁湖蓝藻影响因素表。