浙江省铜山源水库水体偏碱污染成因研究

钱旭 蔡梅 王元元 白君瑞

摘要：

针对中国东南丘陵地区水库出现不同程度的水质偏碱，部分水库在局部时段内水体pH值指标频繁超出地表水质量标准的问题，以浙江衢州大（2）型水库铜山源水库为例，实施水质监测和水生态调查。通过水文、气象、水质、水生态指标之间的相关性分析，揭示了自然环境本底水质、关键气象水文过程、外源污染以及藻类生长对水库水质偏碱污染的影响机制。结果表明：铜山源水库水体偏碱污染具有长期性的特征，且在每年的4～8月偏碱现象最为严重。水库周边自然环境下的本底水质偏碱，铜山源水库入库河流水体pH值高达8.02～8.47，局部时段高于地表水标准值。库区水体pH值指标与水温、DO、营养性物质（TP、TN）、叶绿素a等指标在一定程度上随着时间变化呈现出同步升降的正相关性。pH值变化受多种因素的综合影响，主要表现为直接或间接地促进藻类光合作用增强，导致光合作用效应大于水体水生动植物的呼吸作用，从而导致水体偏碱污染。

关 键 词：

水库污染； pH值； 藻类； 溶解氧； 叶绿素a； 铜山源水库

中图法分类号： X131.2

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.08.010

0 引 言

近年来，水库逐渐成为城镇生产、生活用水的重要来源之一，尤其是中国东南沿海省市，水库型水源地日益成为经济社会可持续发展的重要保障［1］。然而，中国地表湖库近年来多发生水体偏碱污染现象，北方地区天津市的于桥水库［2-3］、山东省的大沽夹河流域［4］，东部地区上海市的东风西沙水库［5］，东南地区福建省的东牙溪水库［6］，南部地区的广西大王滩水库［7］、云南渔洞水库［8］等，均出现过不同程度的水体pH值偏高现象。水库作为一种天然或人工的湖泊，水质特点与天然地表湖泊相似。有统计表明：中国湖泊的pH值具有地带性的分布特点［9］，蒙新、青藏地区绝大多数呈现碱性或强碱性；云贵和黄淮海地区呈弱碱性；而东北及长江中下游地区地表湖泊pH值较低，一般在6.5～8.3之间，呈现中性或微碱性。在21世纪前10 a，浙江省部分水库，如千岛湖（新安江）水库、老虎潭水库、长潭水库等，水体长期呈现中性偏碱性（pH值为6.70～9.17）［10］。2016年，浙江省水库水质安全指标评价以Ⅰ～Ⅲ类为主，藻类大量生长的4～9月，部分水库存在pH值超出地表水环境质量标准的现象［11］。位于浙江省衢州市境内的铜山源水库作为衢江流域的大（2）型水库，承载了浙西地区的数千万公顷农田的灌溉和周边地区水力供电及渔业和观赏旅游功能，发挥着极其重要的作用［12］。铜山源水库国控断面监测数据显示，2016～2020年铜山源水库水体pH值在春末及夏季（4～8月）较地表水环境质量标准规定的pH值标准高值偏高（pH值为9）。

湖库水体pH值受多种因素综合影响，是水体中二氧化碳含量、有机酸和水体污染的表征指标［13］，同时也是反映水体化学的一个重要指标，常被作为水体生态环境影响因素来考虑［14］。因此，此类酸碱平衡失调现象是水库水生生态系统失衡的具体表现形式之一。目前，针对地表水体pH值超标的研究较少，国内一些研究认为，湖库水体的pH值主要与水体中积累的营养盐和藻类的繁殖有关［8］，当水体中藻类数量上升到一定数量级时，其生物规模、生命活动的旺盛程度等必然对水体酸碱性变化起到主导作用［15-16］。黄岁樑等［17-18］研究指出在水体交换强的夏季和秋季，养殖和非养殖水体中pH值与溶解氧、叶绿素a浓度存在一定程度的正相关关系，王志红等［15］指出昼夜pH值差值与藻类的生长态势和生命活性之间存在一定相关性。

目前，国内外学者多聚焦于对浮游植物本身生长习性及其与营养物质等因素之间的关系研究，而浮游植物与水体pH值之间的关系尚未引起普遍关注，也未有权威的共识。针对中国东南沿海地区水库水体偏碱污染现象研究也尚未全面开展，湖库水体偏碱问题成因不明，现阶段已严重阻碍国控、省控断面水质稳定达标，亟需开展水体偏碱问题成因探究。此外，目前已有的研究多是基于室内研究和原位试验，但作为实际地表水体的水库是一个较为复杂的综合水生态系统，水体酸碱性可能受到包括水文气象因素、外源来水以及沉积物中的内源污染等在内的多种因素影响，更需要结合实际水质和水生态监测调查成果开展综合性研究。因此，本研究针对东南沿海地区水库普遍性偏碱问题，以浙江铜山源水库为研究对象，采用现场水质监测和水生态调查，科学评价水库水体的酸碱状况，探究水库水体偏碱污染成因，为水库的水生态安全保障提供支撑。

1 材料与方法

1.1 研究对象概况

铜山源水库（118°15′～119°E，29°～29°15′N）位于浙江省衢州市衢江流域（图1），集水面积180 km2，总库容1.715亿m3，年平均入库水量2.103亿m3，换水周期约为148～220 d，是一座以农业灌溉为主，结合防洪、发电、洁水渔业、水资源保护等功能的大（2）型水库，水质保护目标为Ⅱ～Ⅲ类。水库所在区域属亚热带季风性气候区，受东南季风影响，有温暖湿润、四季分明、冬夏长春秋短、光照充足、降水丰沛而季節分配不均的地带性特征。库区雨量充沛，多年平均降雨量1 500～2 300 mm。降雨年内分配不均，主要集中在3～7月，其降水量占全年降水量的60%以上。

1.2 样品采集

1.2.1 监测布点

根据HJ/T 91-2002《地表水和污水监测技术规范》中对于湖泊、水库水质监测布点原则和方法的相关要求，结合水库水深情况，在水库进水区、出水区、深水区、浅水区、湖心区以及岸边区相关位置布设6处（St1～St6）水质和水生态监测点位。其中，St6监测点为全库水深最深处，水深达30～40 m，且处于水库的国控断面［19］附近。同时，在3条入库河道（从西到东分别为铜山溪、庙前溪、白鹤山入湖河道）入库口上游设置St7～St8两处水质监测点。监测布点位置见图2。

1.2.2 样品采集

2021年4～8月，对St1～St8八处监测点实施水质加密监测，对St1～St6六处库区点位开展水生态调查。其中，水质监测频次为1旬1次；水生态调查在3、5、7月各开展1次。

此外，为进一步明晰库区水质pH值和溶解氧指标的相关性，在4～8月每月各选取1 d开展全天（2 h间隔）的pH值和溶解氧样本采集。为了分析库区水体垂向pH值变化，选取深水区St6监测点，每月开展1次垂向分层采样。

1.3 样品处理与测定

（1） 水质指标测定。水体pH值、水温、溶解氧、电导率在现场采用YSI Pro plus（美国）仪器测定总氮、氨氮、总磷、高锰酸盐指数等其他水质指标取水样冷藏运输至实验室，分别采用碱性过硫酸钾紫外分光光度法、奈氏试剂分光光度法、钼酸铵分光光度法和高锰酸盐法测定［20］；叶绿素a在采样后2 h内，抽滤处理并用液氮（-180 ℃）保存后采用丙酮-分光光度法测定。

（2） 水生态指标测定。水生态调查内容主要包括浮游植物、浮游动物、底栖动物、鱼类、水生植物及底质等。浮游植物、浮游动物、底栖动物的调查指标主要是密度、生物量、种类组成、优势种；鱼类调查指标主要是鱼类种类组成、优势种；水生植物主要调查水生植物种类组成、覆盖度、优势种。

1.4 数据处理与分析

为开展水库水体pH值与其他水质指标之间的关联性分析，引入灰色关联度分析法（Grey Relation Analysis，GRA）。对于具备时间变化属性的因子，在样本数量不大的情况下，将数据进行归一化处理、最值矫正后，通过计算数据之间的关联度，度量两组随时间变化数据的变化走势是否相近，以此判断两个因子之间的关联性。灰色关联度的取值范围为［0，1］，值越大的说明灰色关联度越大［21］。

本研究采用WPS office中WPS表格进行数据的处理和灰色关联度统计分析；采用Origin 2017进行分析制图。

2 结果与讨论

2.1 水库水体偏碱污染特征

由2016～2020年铜山源水库水体国控断面每月pH值变化情况（图3）可见，铜山源水库水体偏碱现象在近5 a时间内中长期存在。主要呈现出秋冬季节水体pH值较低而春夏季节较高的特征，尤其每年的4～8月为水库水体偏碱污染较为严重的时期。有调查指出，浙江省内其他水库，如宁波市东钱湖、台州市里石门水库和长潭水库等，也普遍存在着水体pH值超标现象［11］。

本研究选取铜山源水库水体偏碱污染现象较为严重的4～8月，按旬开展水质加密监测，测得St1～St6各监测点水体pH值变化情况如图4所示。4～8月铜山源水库库区内St1～St6监测点的pH值均呈现偏碱性，数值在8.27～9.75之间。时间尺度上，St1～St6各监测点在4月pH值较低（8.27～8.94），此后水体pH值呈现持续升高的态势，5月上旬水库水体pH值已高于地表水质量标准值（9），随后进入持续性高位波动状态，特别是6月全月和8月中下旬水体pH值普遍较高，在9.5上下波动，偏碱污染较为严重。空间尺度上，St1～St6各监测点的水体pH值变化趋势基本一致，且同一时间各监测点pH值相差不大。总体而言，铜山源水库水体在4～8月普遍呈现偏碱性，其中5～8月（夏秋季节）超过地表水环境质量标准，产生偏碱污染，全库水质pH值的空间差异性较小。

2.2 自然环境本底水质特征

对铜山源水库的入库河道水质进行监测，以研究自然环境本底水质对水库偏碱污染的影响，结果如图5所示。白鹤山入库河道（St5监测点附近）水体4～8月的pH值变化范围在7～8之间，总体变化幅度较小。庙前溪和铜山溪水体的pH值变化幅度较大，其中，庙前溪水体pH值变化在7～9范围内，铜山溪水体pH值变化在7.0～9.5范围内；且铜山溪水体pH值在7～8月间总体维持在9以上的高位，已超过地表水水质标准。由此可知，铜山源水库附近自然河道中流动性本底水质已呈现较为明显的偏碱性，在7～8月一度超过地表水环境标准值上限。因此，当河道中的水体进入水库中成为水库水体的一部分，必然导致水库水体本底pH值偏高。

2.3 关键气象水文过程对库区水体偏碱污染的影响

2.3.1 气象因素特征

气温和光照等气象因素会对地表水体水质产生一定间接影响。一般而言，气温的影响主要通过水温反映，光照主要通过影响绿色植物的光合作用影响水质状况，而植物光合作用一般采用水体中的溶解氧浓度来表征。因此，本研究主要通过库区水体的水温以及溶解氧浓度来分析气象因素对库区水体偏碱污染的影响。

由图6可知，pH值和DO浓度曲线随着时间变化基本呈现同步升降的趋势，因此水体pH值和DO浓度两项指标之间存在较为明显的正相关性。灰色关联度分析计算表明，pH值和DO浓度之间的灰色关联系数为0.89，具有较为显著的关联关系，水库水体pH值受到DO浓度的影响。本次水生态调查结果显示，铜山源水库中不存在相当规模的水生植物群落生长迹象，因此水库水体DO浓度和pH值受到水库中浮游植物（主要为藻类）生长的影响。

從pH值和水温曲线的变化趋势可知，4～8月水体水温呈现逐步上升趋势，而同时水体pH值总体呈现波动上升趋势，说明水温和pH值具有同向变化的特征。灰色关联度分析显示：pH值和水温之间的灰色关联系数为0.83，两者具有较为显著的正相关关系。有研究指出，水温变化总体可从3个方面影响水体中pH值变化：① 水温升高一定程度上促进水生生物的呼吸作用［22］，致使水体向偏酸性方向发展；② 在适当范围内水温逐步升高可促进增加水体中藻类的生物量和优势度，促进其光合作用，使水体向偏碱性方向发展［23～25］；③ 水温升高促进CO2气体分子运动速率加快，容易自水面逸出，致使水体向偏碱性方向发展［26］。由此可知，水温对于水体pH值的影响主要通过促进水体中藻类生长繁殖，影响光合作用和呼吸作用的强度来实现。

从各特征时间段来看：① 4月至5月中下旬，水体水温、DO与pH值3项指标逐渐同步升高，表明藻类的光合作用不断增强、水体pH值也不斷升高；此时期内水温处于20～25 ℃范围内，水生态调查发现水库中优势藻种依次为4月初的硅藻门小环藻和5月的蓝藻门微囊藻，表明随着水温的变化，水库中适应性的藻类群落开始生长演替。② 6月上中旬，水温由25 ℃逐步升高至30 ℃，适宜蓝绿藻生长，同时DO浓度充足，蓝绿藻类生长旺盛、光合作用较强，pH值呈现高位波动态势。③ 7月中旬，水体水温在30～32 ℃范围内变动，过高的水温一定程度上抑止了藻类生长，pH值与DO出现同步降低趋势。④ 7月中下旬至8月期间，水温维持在27～30 ℃范围内，适宜藻类生长繁殖，此时期内水体pH值逐渐出现波动上升趋势。Reynolds等人研究指出，环境因子对浮游生物类型季节性丰度和多样性的影响差异显著，其中，温度、光照强度等物理因子较为重要［27］。因此，从水温、DO与水体pH值的变化关系分析可知，水温和DO浓度通过影响藻类的生长间接影响水体pH值变化趋势。王斌［28］、吴阿娜［29］等亦指出，湖库水体叶绿素a与水温、pH值、溶解氧呈显著正相关。

2.3.2 关键水文过程特征

降雨以及径流等关键水文过程同样可能对水体水质产生影响。本研究统计了2016～2021年5～8月水库降雨、出入库水量情况，如表1所示。由表1可知，2021年5～8月水库周边累积降雨量为1 206.90 mm，较2016～2020年同期累计降雨量均值（920.38 mm）多。2021年5～8月累积入库径流量14 634.50万m3，较2016～2020年同期入库径流量均值（11 168.61万m3）大；累积出库径流量17 744.32万m3，与2016～2020年同期出库径流量均值（17 709.59万m3）相当。从净出库水量来看，2021年5～8月累积出库净流量3 109.82万m3，较2016～2020年同期累积出库净流量（6 540.97万m3）减少了52.5%。因此，2021年5～8月相比于2016～2020年同期，总体存在着库区周边降雨较往年偏多、入库水量较往年偏多、出库水量与往年持平、净出库水量较往年大幅减少的现象。

多项研究指出，出入库径流以及湖库本身水动力条件显著影响浮游植物的生长。浮游植物的丰度及结构动态变化与温度、光照、水体稳定性、水力滞留时间等因素时空变化的结果相关［30-32］。也有研究指出，与铜山源水库位于相同纬度带的浙江省新安江水库，浮游植物群落结构在很大程度上受水温、气象条件影响［33］。水力停留时间影响浮游植物生长［1～2］，在光合作用强烈的静水或流速小于0.3 m/s的水体中，光合作用引起的溶解氧变化，必然引起水质pH值变化［34］。铜山源水库出库水量偏少的现象容易造成水库水体流动缓慢，延长了水库中水流的水力停留时间，适宜的水温、光照、溶解氧等因素为水体中藻类的生长繁殖提供有利条件，从而促进了藻类的生长和光合作用强度，影响水库水体的酸碱性，与上述研究结果一致。

2.4 藻类生长状况及其对水库水质偏碱污染的影响

从关键气象水文因素分析可知，藻类生长繁殖所引起的光合作用强度远超水生动植物呼吸作用强度，最终导致水体中DO浓度上升，可能是水库偏碱污染现象产生的原因之一。2020年，生态环境部太湖流域东海海域生态环境监督管理局对浙闽片的湖库进行了水环境水生态情况调查，发现在藻类大量生长的4～9月，浙江省部分水库存在pH值超标的现象［11］。目前，国内外已有多项研究发现，水体中的pH值和藻类生长情况具有显著相关性［10，24-25，35-36］。有多名学者提出可以采用pH值指标来作为藻类生长和繁殖的指示和预警指标。浮游植物主要受光照、营养物质、温度、群落结构、生活史、分层或垂直混合和潮汐等因素的影响［37］。本研究拟从藻类生物量、水体营养物质含量以及藻类光合作用强度等方面探究藻类生长对水库水体偏碱污染的影响。

2.4.1 藻类生物量

4～8月，库区水体叶绿素a（Chl.a）、藻类生物量以及pH值随时间变化特征呈现较为明显的相似性和同步性（图7）。灰色关联度分析计算表明，pH值和叶绿素a浓度之间的灰色关联系数为0.63，具有一定程度的正相关关系，由此可知水体偏碱污染与水体中藻类生长状况密切相关。4～5月中旬，叶绿素a浓度与pH值同步波动上升，此时藻类生物量为1.59 mg/L；5月下旬pH值局部降低，藻类生物量和叶绿素a同步降低为0.84 mg/L和5.5 μg/L；6～7月，水温长期保持在25～30 ℃，藻类生物量增至3.06～3.91 mg/L，叶绿素a浓度增至7～13 μg/L，此时pH值达到9.0～9.6；8月中下旬，pH值上升至9.4～9.8，此时水体中叶绿素a浓度也同步升至12～18 μg/L，上升幅度较大。因此，铜山源水库中藻类群落的生物量对水体pH值产生影响。

此外，监测了3条入库河道中叶绿素a浓度变化趋势，见图8。由图可知，白鹤山入库河道叶绿素a浓度在监测期内一直极小；庙前溪和铜山溪水体中叶绿素a浓度在7～8月显著升高，尤其是铜山溪水体中叶绿素a浓度在8月末达到最高值23 μg/L，说明7～8月份铜山溪和庙前溪河道水体出现藻类快速繁殖现象，在一定程度上，可能对水库水体中藻类生长繁殖产生一定程度的累加作用。

从铜山源水库藻类群落演替过程来看，4月硅藻为优势种，5月水库中蓝藻为优势种，6月蓝藻和绿藻相当，7月开始则是绿藻为优势种。由此可知，水库中的绿藻在6月初步开始繁殖，至7～8月已成为能够提供大量叶绿素a用于光合作用的藻类群体，因此也极大地促进了7～8月份水体pH值的碱性发展。

2.4.2 营养物质

一般而言，增加的营养负荷被认为是藻类尤其是蓝藻优势的驱动因素［38］，一定条件下营养物质相比于温度等气象因素，对藻类生长产生的影响更大［39］。藻类在湖泊中大量繁殖，导致水体环境中光合作用强度大于呼吸作用，促进水体偏碱发展。4～8月，TP和TN浓度与pH值变化关系曲线如图9所示。

由图9可知，pH值和TP浓度随时间的变化曲线具有较为明显的升降趋势同步性，同时灰色关联度计算显示，pH值和TP、TN浓度之间的灰色关联系数分别为0.67和0.69，具有一定程度的正向相关关系。可推断总磷为水库中的浮游植物尤其是藻类提供营养物质，间接对水库水体的酸碱性产生影响。同时，库区水体的TP浓度较低，总体维持在Ⅱ类水以内，仅有局部监测时段在Ⅱ～Ⅲ类水之间。由此可知，水库中TP浓度并未完全满足藻类生长的需求，随着TP浓度的升降，藻类生长（叶绿素a指标）表现出极其同步的升降变化，TP指标可认为是铜山源水库中藻类生长的限制性指标。

由图9可知，pH值和TN浓度随时间的变化曲线之间并未产生明显相关性。王斌等人［28］亦指出，叶绿素浓度与TN浓度相关性较小。同时，水库的TN浓度在Ⅲ类标准以内（相比TP指标，TN含量较高），可知TN浓度对于此阶段内的藻类生长尚未产生限制作用，充足的氮源为藻类生长提供了丰富的养料。

研究指出，降雨和径流中的养分对湖泊、水库的养分负荷产生一定影响［40～42］。铜山源水库上游地区的外源污染主要通过入库河道汇入，监测3条入库河道总磷和总氮浓度变化趋势如图10所示。由图可知，庙前溪水体TP浓度远大于铜山溪和白鹤山入库河道。对于总氮指标来说，铜山溪和庙前溪总体呈现波动趋势，其浓度值变动范围在0～1.43 mg/L范围内（Ⅰ～Ⅳ类），白鹤山入库河道的总氮浓度在监测时段内普遍较高，最高时可达2.36 mg/L，属劣Ⅴ类水质。因此，从营养性物质上来看，3条入库河道中白鹤山的总氮污染较严重；庙前溪的总磷污染较严重。氮磷类营养物质进入库区，会为水库中藻类提供大量营养，促进其生长和繁殖，从而导致水体偏碱。

2.4.3 藻类光合作用强度

有研究指出，在富营养化的地表水中，由于光合作用产生的O2量远远大于呼吸作用所需要的O2量，DO主要来源于藻类的光合作用，而光合作用引起的DO变化，必然引起水体pH值的变化［34］。有研究指出，藻类光合作用可快速减少CO2，使HCO-3的解离平衡偏移，促使水中HCO-3分解，OH-浓度或活度增加，pH值升高［4］。Trivedi［43］研究指出，湖库水体高pH值可能是由于微观和宏观植被的高光合作用，使平衡向碱性方向移动。由前文分析可知，水库水体pH值和DO总体呈现出消长同步的变化特征，两者存在较为明显的正相关关系。一般而言，在藻类生长旺盛的水体中，pH值和溶解氧因主要受藻类昼夜间交替进行的光合作用与呼吸作用的影响而呈现明显的日变化规律，即pH值和溶解氧在早晨时最低，日出后整个白天内，从最小值逐渐增加，至日落前达到最大［17-18］。因此，选取水库中3～4个监测点开展了pH值和溶解氧两个指标的昼夜变化监测，探究水库中藻类光合作用对水体偏碱污染的影响。

7月水库各监测点的pH值和溶解氧指标昼夜变化曲线如图11所示。双桥入库口（St1）、湖心区（St3）、庙前入库口（St4）以及国控断面（St6）的水体pH值和溶解氧指标随时间均呈现类正态分布的变化趋势，且两指标的消长基本同步。其中双桥入库口附近水体在夜间20：00左右pH值和溶解氧指标达到最高值，其余位置水体在傍晚16：00和17：00间达到最高，与藻类光合与呼吸作用昼夜变化的时间特征吻合程度较高。

8月水库各监测点的pH值和溶解氧指标昼夜变化曲线如图11所示。由图可知，8月份的pH值和溶解氧指标昼夜变化情况与7月份极为相似，两者都呈现较为明显的先升后降情况，与藻类光合与呼吸作用昼夜变化的时间特征吻合程度较高。

2.5 铜山源水库水体偏碱污染形成机制

通过对铜山源水库的水文气象条件、水体pH值指标与其他水质指标之间的相关性分析可知，铜山源水库水体偏碱问题是在多种因素共同影响下形成的一种综合外在表现。首先，铜山源所在地区的大环境本底水质呈现偏碱的现象，尤其是入库河道铜山溪水质呈现明显超标现象（pH>9），根据水库多年统计数据，铜山溪的年入库径流量在水库总入流量中所占比重高达60%～70%，因此銅山溪河道水质偏碱是水库水体偏碱污染的原因之一。从2.3节和2.4节分析可知，铜山源水库水体pH值与水温、DO、叶绿素a、藻类生物量以及TP浓度等指标均有着良好的正相关关系。有研究指出，水体中CO2含量会受到藻类光合作用、水生生物呼吸作用等的影响［17］。一般来说，水生生物呼吸作用产生CO2，而光合作用消耗水体中的CO2。光合作用所需的CO2一部分来自于大气，一部分来自于水中HCO-3的解离（HCO-3=OH-+CO2），HCO-3在磷酸酐酶的催化作用下变化为H2CO3，然后经脱水反应生成CO2后被利用，在HCO-3变成H2CO3的过程中，电离出OH-。因此，光合作用使水体偏碱发展，而呼吸作用的结果则使水体向偏酸方向发展。一旦光合作用的效应大于呼吸作用，则水体中碱性物质的产生速率大于酸性物质的产生速率，水体即发生偏碱污染现象。4～8月间铜山源水库水体pH值、水温、DO、TP浓度等指标均与叶绿素a、藻类生物量呈现正相关关系，而且水库中存在着较为稳定的水动力条件，说明水库中藻类生长繁殖较为旺盛，光合作用较强，影响了水体中pH值、DO等物化指标的变化。这与游亮等人的研究成果一致，当藻类数量增加到一定数量级时，其数量的多少和生命活动的旺盛程度对水体的pH值起主导作用［44］。监测所得的7～8月pH值、溶解氧昼夜变化关系也恰好证明了这一点。而同时较高的pH值有利于水华藻类的生长，大量藻类繁殖又进一步提高pH值［45］，形成循环反馈的机制，在一定程度上加重水质偏碱污染。

总体来说，铜山源水库水体偏碱污染形成机制为：上游入库河流本底水质偏碱，同时夏季藻类生长、光合作用速度远远大于水生动植物的呼吸作用，导致水体pH值在夏秋季节进一步上升，使水体偏碱污染严重。

3 结 论

本文通过开展实地水质监测和水生态调查，揭示了自然环境本底水质、关键气象水文过程、外源污染以及藻类生长等对铜山源水库水质偏碱污染的影响机制，得出水库水质偏碱现象成因主要有两个方面。

（1） 铜山源水库周边自然环境内的水体均呈现不同程度的碱性，本底水质偏碱是造成水库水质偏碱的重要外因。

（2） 藻类生长和繁殖所产生的光合作用效应大于水体中水生动植物的呼吸作用，是造成水库水质偏碱的内部原因。其中，春夏季节的水温、光照、溶解氧、氮磷类营养物质以及相对稳定的水流条件等客观因素，为藻类生长提供了稳定的生长环境和充分的光合作用原料，有力促进了藻类生长繁殖，间接促进水库水体水质朝着偏碱的方向发展。

近年来，中国地表湖库出现不同程度的水体偏碱污染现象。本研究揭示的地表湖库水体偏碱问题成因，可为出现此类污染现象的湖库治理提供理论支撑。

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（编辑：李 慧）

Abstract：

In recent years，reservoirs in the hilly areas of southeastern China have been polluted by meta-alkalization in varying degrees，and the pH values of some reservoirs have frequently exceeded the environmental quality standards of surface water during some periods of time.Taking Tongshanyuan Reservoir，a large （second） type reservoir in Quzhou City，Zhejiang Province as an example，water quality monitoring and water ecology investigation were conducted，and the correlation analysis among hydrology，meteorology，water quality and water ecology indicators were combined to reveal the influence mechanism of background water quality of the natural environment，the key meteorological and hydrological processes，the exogenous pollution and the growth of algae on the meta-alkalization pollution of the reservoir.The results showed that the meta-alkalization pollution in Tongshanyuan Reservoir had lasted for a long time and was more serious from April to August every year.The background water of the natural environment around the reservoir was alkaline.The pH values of the inflow rivers were as high as 802 to 847，which was higher than the surface water standard in some time.The pH values of water in reservoir showed a relatively positive correlation to water temperature，DO，nutrients（TP、TN），chlorophyll-a to a certain extent，which rose and fell in synchronization with the change of time.Changes in the pH value of the water body were influenced by a variety of factors，which were mainly manifested in the direct or indirect enhancement for algal photosynthesis，leading to a greater effect of photosynthesis than respiration of aquatic organisms，which resulted in meta-alkalization and pollution of the reservoir water body.

Key words：

reservoir pollution；pH；algae；DO；chlorophyll-a；Tongshanyuan Reservoir