藻原性內負荷對水體TP貢獻估算方法

歐陽凱華

湖北省宜昌市三峽大學水利與環境學院

藻原性內負荷對水體TP貢獻估算方法

歐陽凱華

湖北省宜昌市三峽大學水利與環境學院

基于藻源性內負荷的概念，嘗試探索計算藻源性內負荷的方法。在人工、最適、無菌環境下配制從貧到富三個營養級別的藻類培養液，加入藍五種優勢藻類進行共培養，觀察不同級別的水體中藻類的生長情況，同時對TP進行測定。

藻源性內負荷；水體負荷；估算方法

1 引言

一些優勢藻類因為湖泊富營養進程的加速而過度增殖，破壞了水生生態系統食物網正常的營養動態平衡，這被稱之為“藻源性內負荷”。

2 藻源性內負荷概念的提出

當前對于藻原性內負荷估算方面鮮有報道，缺乏定量估算，這在某種程度上增加了正確認識水華形成機理的難度，從而難以提出切實有效的控制辦法，國家水專項“十一五”課題中，對藻原性內負荷量的估算設立成為一個需要重點研究的科學問題。本文通過獲取藻細胞TP自身負荷估算結論及藻細胞TP釋放負荷估算結論，嘗試建立藻源性TP內負荷的估算方法。

3 藻原性內負荷估算方法

AGP(AlgalGorwthPotneaitl，藻類生長潛力)試驗是指某一水體中浮游植物所能達到的最高生物量，并且通過統計試驗前后營養鹽濃度的變化，可預測以后水體富營養化的程度，是一種有效地進行預測、控制藻類增殖、測定藻類增長潛力的。按照藻液的原始濃度，計算需接入的藻液量，接種后要求每種藻的濃度為5×102moL/ mL，培養液設置貧、中、富三個營養級別。每個營養級別設置三個平行樣。所有實驗均采用500mL的三角燒瓶，每瓶添加不同營養級別培養液200mL。五種藻類全部接入后，放入湖泊基地人工環境室進行培養，光暗周期設為12h：12h，光照強度設為2500Lux，溫度為23℃，實驗周期設置為20天。

實驗儀器有：光學顯微鏡（OLYMPUSBH-2）、超凈臺（ZHJH-1112）、移液槍、移液管、酒精燈、培養皿、滅菌鍋（TOMYSS-325）、超聲波儀、分光光度計、0.45微米混纖膜、慢速定量濾紙。

試劑：魯哥試劑、氫氧化鈉、過硫酸鉀、抗壞血酸、鉬酸銨、硫酸、高錳酸鉀、草酸鈉、酒石酸鉀鈉、酒石酸第氧鉀、氨基磺酸、納氏試劑等。

AGP實驗配水培養藻的營養級別設計按照表所示指標進行。

3.1 藻細胞TP負荷

我們對5種不同營養水平藻細胞TP負荷的檢測數據表明，多數藻種在中營養組中細胞TP負荷最大，營養級由貧至富依次是一個上升再下降的過程，富營養級負荷最低。

3.2 藻TP釋放負荷

實驗中測得過膜前后水質TP指標的變化，得到5種藻種在不同營養級藻釋放負荷情況。藻體對水體在不同營養級中影響不同，所有藻種在貧營養組中，TP均呈現釋放，向水中釋放的磷負荷使水體TP升高，中營養組和富營養組均出現吸收現象，最大可達3.1pg/L（束絲藻）。隨著營養程度增高，吸收能力下降，中營養組吸收負荷值最大，尤為突出的是束絲藻，變化非常明顯。

在不同營養級培養液中，所有藻種TP釋放量總體呈下降趨勢，在貧營養狀態下，各藻種與初始培養基TP比值接近于1，且生物量沒有太大變化，說明在TP含量較低時，藻體以合成和代謝自身含有P組分的生命活動為主，可以維持生命，達不到增值要求，營養負荷達到動態平衡。在中營養組中，比值明顯小于1，而生物量迅速增加，說明此時處于藻種吸收水體磷成分狀態，富營養比值達到最低，藻體幾乎完全靠培養基中P進行分裂增殖，平衡被打破。

3.3 細胞與其釋放TP負荷與的關系

藻細胞負荷總量與釋放總量比值平均值均為1.3左右，釋放量是隨著營養級的增高而增高，顯示為富＞中＞貧。

4 藻原性內負荷估算驗證

為了得到AGP實驗的準確性及可行性，實驗中單獨取出微囊藻對其進行室內培養，分為持續添加培養基和不添加兩種培養環境，每個環境三個平行樣，再加一個只有培養基的空白樣。

光照培養箱中培養，光暗周期為12h：12h，光照強度為1800LUX，設定溫度為25°C。配劑為M11培養基。儀器與材料同前。

M11培養基：硝酸納200mg/L，磷酸氫二鉀20mg/L，硫酸鎂140mg/L，氯化鈣80mLg/，碳酸鈉40mg/L，檸錳酸鐵12mg/L，鈉鹽2mg/L，蒸餾水(2000mL)。調節PH值為8適宜。

微囊藻對TP表現為吸收，這與AGP實驗結論完全吻合，即隨著營養水平升高微囊藻對TP的釋放降低，在培養基富營養水平時表現為吸收。結果表明，按照不同營養級配水測定藻類釋放TP負荷的實驗是切實可行的。

5 結論

（1）在藻類的生長期，富營養組中藻的TP釋放量為負，說明藻類會大量吸收水體中的磷，水體營養物質豐富，促進藻類增值生長，同時水體中的溶解性總磷數量變化不大，說明藻類的生長促進水體磷形態的轉變，當達到峰值后，藻類開始衰亡，藻細胞TP負荷呈現釋放狀態，導致水體總磷增加，加劇水體富營養化，水華便如此形成。TP負荷在藻類衰亡期水體向水體釋放，生長期向水體吸收與自然狀況相符，能作為藻源性內負荷的衡量指標。

（2）本次試驗所探索藻源性內負荷的估算體系符合水體實際情況，可以作為自然水體的一個負荷表示，但是測定方法在自然界是否適用，還需進一步驗證。

[1]毛新偉，徐楓，徐彬，etal.太湖水質及富營養化變化趨勢分析[J].水資源保護.2009(01)：48-51.

[2]孔繁翔，馬榮華，高俊峰，etal.太湖藍藻水華的預防、預測和預警的理論與實踐[J].湖泊科學.2009(03)：314-328.