漳泽水库水体叶绿素a含量空间分布研究

吕振东

（山西省水利水电科学研究院）

研究认为，一般水体中叶绿素a的含量达到10 μg/L，说明水体已被污染，呈现富营养化；其指标越高，富营养化程度越严重。判定水体是否富营养化，除了叶绿素a含量指标外，一般采用的其他指标还有：氮含量超过0.03 mg/L，磷含量大于0.02 mg/L，化学需氧量（BOD）大于10 mg/L，pH值7-9，水中细菌总数超过10万个/ml等。

漳泽水库是我省的大型水库之一，承担着向长治市上党盆地工农业生产提供供水的艰巨任务。其水体是否富营养化，直接影响着水质与供水安全。为此，在2019年6-9月间，我们对库区水体进行了叶绿素a及氮、磷、pH等相关指标测定，以研究其富营养化程度，为采取有效措施提供科学依据。

1 研究方法

1.1 采样点布设

在漳泽水库水体中均匀布设10个采样点，分别为出水口（S1）、电厂排水口（S2）、湖心岛（S3）、绛河入水口（S6）、石子河入库口（S10），其余点均匀布置在库区水体（图1）。

1.2 采样方法与环境因子测定

采用现场坐取样船，使用采样器取水面下50 cm处的水样，放置在容量10 L塑料壶，并滴入浓酸；现场水体的理化指标， 使用水质监测仪（HANNAHI98194型），测定水温、pH、电导率、盐度、溶解氧等；水体的透明度，采取现场用塞式盘测定。参照《水和废水监测分析方法》，取得的水样带回实验室，用于测定水体中的营养盐，包括高锰酸盐指数、总磷、正磷酸盐、氨氮、硝酸盐氮、总氮、亚硝酸盐氮。使用便携式叶绿素测定仪，测定水中叶绿素a的浓度。

图1 漳泽水库采样点分布图

1.3 采样次数与数据处理

6-9 月间，每月取样一次。取样后现场或室内测定水样，取其平均值。然后，采用SPSS软件进行数据处理，对叶绿素a浓度和环境因子的相关性进行系统分析。

2 结果与分析

2.1 测定成果

详见表1。

表1 漳泽水库2019 年6-9 月水样理化指标测定结果

2.2 结果分析

2.2.1 水体叶绿素a含量空间分布

漳泽水库在丰水期，叶绿素a含量的空间分布特征是从水库南部向北部呈逐步降低趋势。水库水体中的叶绿素a浓度平均值为65.88 μg/L；最大值出现在南部库区的S9处，叶绿素a浓度为147.83 μg/L；最小值出现在中部库区靠近电厂排水口的S3处，叶绿素a浓度为45.90 μg/L。

2.2.2 水体透明度空间分布

漳泽水库在丰水期，水体透明度平均值为0.497 m。最大值为0.85 m，出现在湖中岛S2处；最小值为0.18 m，出现在石子河入库口S10处。透明度在库区的分布整体呈现“北高南低”趋势，水库坝前水域S1、S2、S3、S5样点较高，可达0.8 m；S9样点的透明度较低，仅为0.2 m，其原因可能是因为该水域水位较浅仅为1 m左右，库底淤泥的影响比较严重所致（此处位于石子河的入库口处，在丰水期容易带来泥沙，因此污染比较严重）。

2.2.3 水体营养盐含量空间分布

6-9 月为汛期，来水量大。测定漳泽水库水体：平均总氮的质量浓度为2.17 mg/L，且显现从南到北逐渐降低趋势；总磷的质量浓度普遍表现较低，平均浓度仅为0.095 mg/L，库区最南部的总磷质量浓度最大为0.310 mg/ L；亚硝态氮的平均质量浓度为0.115 mg/L，在湖心岛区S2测点和养鱼箱处表现最高，坝前分布的S1、S2测点浓度低于0.03 mg/L；硝态氮的质量浓度介于0.108-6.280 mg/L之间，平均浓度为0.920 mg/L，北部坝前相对较低；氨态氮的质量浓度平均为0.629 mg/L，在水体中的空间分布具有一定的层次性，从北向南，由低依次变高，库区南部含量最高；正磷酸盐质量浓度平均值为0.040 mg/L，库区南部相对较高。

2.2.4 水体叶绿素a含量与环境因子的关系

采用SPSS软件，对叶绿素a浓度数据和相关环境因子的相关性进行了分析。结果表明，和叶绿素a浓度呈正相关关系的是透明度（r=0.273，p=0.002）；和叶绿素a浓度呈显著负相关关系的有总氮浓度（r=-0.259，p=0.005）、亚硝态氮浓度（r=-0.238，p=0.004）、硝态氮浓度（r=-0.355，p＜0.001）；叶绿素a浓度与总磷、正磷酸盐、氨态氮的含量相关性不显著。

3 结论与讨论

3.1 结论

从对漳泽水库水体的有关理化指标测定结果来看，目前已经形成污染，呈现富营养化状态。在6-9月丰水期，水体中的叶绿素a浓度分布呈现由南向北逐渐减少趋势，和叶绿素a浓度显著正相关的是透明度，和叶绿素a浓度显著负相关的有总氮浓度、亚硝态氮浓度、硝态氮浓度，叶绿素a浓度与总磷、正磷酸盐、氨态氮的含量相关性不显著。由于丰水期水库来水量大，呈现高水位，从而稀释了氮磷营养盐的含量，对浮游植物的生长影响较大。

3.2 讨论

对于富营养化的水体，主要表现为氮和磷的含量较高，从而有利于藻类及其他浮游植物的生长，容易造成水体污染。特别是氮和磷在水体中的不同表现形态及含量，对浮游植物的生长影响比较大。当氮缺乏时，浮游植物细胞储量碳水化合物的能力降低，缺氮细胞的叶绿素活性降低，从而降低了其光合作用的速率和能力。当磷缺乏时，浮游植物细胞的RNA、DNA和蛋白质含量降低，内呼吸逐渐增强，同时导致光合作用能力下降。

对漳泽水库水体进行富营养化评价结果表明，目前已处于富营养状态，但丰水期水体中的叶绿素a含量较低，仅为65.88 μg/L，程度不是特别严重。造成这种情况的原因，可能是测定时期为丰水期，水库来水量大，蓄水呈高水位，从而稀释了氮、磷营养盐的含量，使浮游植物的生长受到影响所致。由此来看，有必要下一步进行更加深入细致的研究。