天津海河蓝藻相关因素分析初探
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【摘 要】本文通过对海河2013年蓝藻生长暴发过程、监测数据、感观表象、相关因素、监测数据等方面的初步分析，将总氮、总磷、氮磷比、水温和气温等蓝藻生长、暴发的影响因素与藻密度进行对比，发现蓝藻暴发与水温、最高气温、氮磷比、总氮等影响均存在一定相关关系。
【关键词】海河；蓝藻；影响因子；相关分析
0 引言
近年来，天津海河蓝藻持续暴发，虽然采取了补水、换水、人工曝气、打捞等多项措施，但仍未得到根本解决。那究竟蓝藻的暴发与那些因素相关，又如何较为直观的判断蓝藻暴发的程度呢？本文通过对2013年海河蓝藻暴发过程、监测数据、感观判断、相关因素等方面进行分析，初步探讨海河蓝藻暴发的相关因素及感观判断方法。
1 海河蓝藻2013年暴发的过程概述
海河市区段自子北汇流至海津大桥全长13公里，按照地理位置和蓝藻暴发的区域性特点，可将海河分为三个区段，分别是上游段三岔口至赤峰桥、中游段赤峰桥至光华桥、下游段光华桥以下。
2013年海河蓝藻自6月至9月主要经历了四次暴发过程：第一次，自6月末至7月初，海河蓝藻暴发最严重的区域在海河的上段区域；第二次，发生在7月15日左右，重点在海河市区的中段和下段区域，；7月26日上段藻密度较低，而中下段到达全年的最大值，即第三次暴发，至8月初降至较低水平；第四次，8月12日至19日蓝藻数量又逐渐增多，但已不能达到前几次暴发时的藻密度峰值。
2 各类诱因对海河蓝藻生长影响的初步分析
2.1 蓝藻生长相关因素的筛选
藻类水华的暴发涉及物理、化学、生物因素，相关学者普遍认为，促进水华发生的因子主要有充足的营养盐、缓慢的水流流态和适宜的气象条件。只有这三个方面条件都比较适宜的情况下，才会出现某种优势藻类疯长的水华现象。
而海河由于上游基本无来水，除汛期下游二道闸提闸外，水体几乎不流动，满足蓝藻暴发的条件，且由于提闸次数较少，其变化对蓝藻生长变化的影响可以忽略。故本次主要选取营养盐（TN、TP）和气象（水温、气温）因子进行分析。
2.2 营养盐（TN、TP）影响分析
由于氮和磷是藻类生长和水华暴发中不可缺少的营养，根据相关研究表明藻类的“经验分子式”为Cl06H263O110N16P，临界的氮磷比按元素计应为16：1，按重量计应为7.2：1。这就是说，从理论上讲，如果氮磷比小于该值，氮将限制藻类的增长，如果氮磷比大于该值，则磷可认为是藻类增长的限制因素。
而根据2013年夏季对海河上藻密度与水中总氮（TN）、总磷（TP）的监测值的关系：藻密度与总磷（TP）之间的关系并不明显，藻密度最大值出现在0.5至0.6mg/L之间，而次大值出现在0.2至0.3mg/L之间；藻密度与总氮（TN）之间有如下关系，藻密度较大时，TN一般在3至5mg/L之间，藻密度的最大值出现在3至4mg/L之间；藻密度与氮磷比之间有如下关系，藻密度较大时，氮磷比主要分布在7.5至10之间，占总监测数据的60%。而当氮磷比小于7或大于20时，蓝藻都不会处于暴发状态（藻密度小于1亿个/L），总体实际检测值较理论值7.2偏大，且在一定范围内变化；故在营养盐因子中，氮磷比与藻密度的关系最为密切，可在今后的工作中重点研究，作为预报、判别和抑制蓝藻暴发的重要依据，如图1。
2.3 气象因子（水温、气温）影响分析
根据相关研究，在气象因子中水温和气温也是蓝藻生长、暴发的重要条件，一般认为25～30℃是水华藻类的最适宜生长温度。我们将2013年蓝藻暴发时的水温、日最高气温、日最低气温与海河藻密度进行比较。
由图2可知，蓝藻暴发时的水温都集中在26至32℃之间，与相关研究认为的25～30℃是水华藻类的最适宜生长温度基本相吻合，故水温与蓝藻暴发之间的关系比较直接且稳定。
2.4 叶绿素与藻类数量的关系
由于藻密度检测难度很大，而叶绿素相对简单，如果能找到二者之间的关系可大大提高蓝藻暴发判断的效率。根据国内外相关研究表明，当叶绿素a浓度高于40μg/L时，各水样叶绿素a浓度与蓝藻密度的变化趋势趋于一致，具有高相关性。
具体到海河，根据2013年6月至8月间的蓝藻及叶绿素的检测记录，二者之间的关系如图3：
由图3可知，检测数据仅有1组大于40μg/L，绝大多数数据均小于40μg/L故线性关系不明显，线性相关系数约0.73。这与上述相关研究的结论基本相符，故由于海河蓝藻暴发时，叶绿素浓度大部分时候小于40μg/L，所以在海河蓝藻监测中暂不能用用叶绿素指标代替藻密度指标，但叶绿素指标可以作为藻密度指标的重要参考。
3 结语
通过对海河2013年蓝藻暴发相关监测数据的初步分析，将总氮、总磷、氮磷比、水温和气温等蓝藻生长、暴发的影响因素与藻密度进行对比。发现蓝藻暴发与水温、最高气温、氮磷比、总氮等影响均存在一定相关关系，为海河蓝藻的预报、判断和治理提供了一定的依据。
【参考文献】
[1]李英，蒋固政.水华成因分析与防治措施研究进展[J].环境科学与工程：英文版，2009，12：15-20.
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