大樟溪莒口大壩富營養化現狀評價及藻類與水質相關性分析

吳錦鈴

（福州水質監測有限公司，福建 福州 350008）

1 綜述

隨著閩江口城市群的跨越性發展，閩江口區域需水量將持續增長。現有的供水體系尚難以滿足水資源安全保障的需要，未來閩江口區域呈水質、資源和工程三種性質類型缺水并存的狀態。該區域的人口及經濟發展趨勢與水資源分布的匹配程度較低，從理論上分析需要對水資源進行跨地區及流域的調配，才能夠使水資源對當地的經濟社會發展起到支撐作用，保障閩江口區域社會經濟的可持續發展。“一閘三線”工程供水范圍覆蓋閩江口城市群及平潭綜合實驗區。其中，一閘即大樟溪莒口攔河閘，是工程的主水源；北線從閩江竹岐引水至大樟溪莒口水閘，用于莒口水閘枯水期水量；中線從莒口水閘至閩侯三溪口水庫、青口、長樂；南線從莒口水閘至福清東張水庫、平潭三十六腳湖。

“一閘三線”工程中的閩江竹岐和大樟溪的來水可能引起三溪口水庫、東張水庫總磷和總氮的上升，提升水體營養化水平，提高藻類“水華”風險。莒口水閘建成后，于2022年6月正式蓄水，大樟溪水源類型發生變化，由河流變成水庫型水體。文章從2022年7月至2023年6月對大樟溪莒口大壩進行采樣檢測，研究大樟溪水質的富營養化現狀，以及分析藻類與水質中氮、磷的相關性。

2 檢測項目及方法

2.1 檢測項目

從2022年7月至2023年6月，每月對大樟溪莒口大壩進行一次水樣采集檢測，采取水面下0.5 m水樣，檢測項目為總磷、總氮、高錳酸鹽指數、藻類、葉綠素a、透明度。

2.2 檢測方法

總磷測定方法：《水質 總磷的測定 流動注射-鉬酸銨分光光度法》（HJ 6712013）；總氮測定方法：《水質 總氮的測定 流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法》（HJ 668-2013）；高錳酸鹽指數測定方法：《水質 高錳酸鹽指數的測定》（GB/T 11892-1989）；藻類測定方法：《水質 浮游植物的測定 濾膜-顯微鏡計數法》（HJ 1215-2021）；葉綠素a測定方法：《水質 葉綠素a的測定 分光光度法》（SL 88-2012）；透明度測定方法：《透明度的測定（透明度計法、圓盤法）》（SL 87-1994）。

2.3 計算公式及評價方法

根據《地表水環境質量評價辦法》（環辦〔2011〕22號）采用綜合營養狀態指數法（TLI（Σ））對大樟溪莒口大壩進行湖庫富營養化狀況評價。綜合營養狀態指數法相對于其他同類計算法而言更趨近成熟，涵蓋了十分全面的評價范圍，規避了單一評價因子評價的片面與不足。選取葉綠素a（chla）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）和高錳酸鹽指數（CODMn）作為評價因子，通過《地表水環境質量評價辦法》（環辦〔2011〕22號）中的計算公式，計算綜合營養狀態指數，采用0～100的數值對大樟溪莒口大壩的營養狀態進行分級。

（1）TLI（Σ）小于30的為貧營養狀態。

（2）TLI（Σ）大于等于30且小于等于50的為中營養狀態。

（3）TLI（Σ）大于50的為富營養狀態；其中：TLI（Σ）大于50且小于等于60的為輕度富營養狀態；TLI（Σ）大于60且小于等于70的為中度富營養狀態；TLI（Σ）大于70的為重度富營養狀態。

3 結果與分析

3.1 大樟溪莒口大壩營養狀態評價

從2022年7月至2023年6月對大樟溪莒口大壩進行采樣檢測，綜合營養狀態指數計算結果見圖1。由圖1的計算結果可知，大樟溪莒口大壩富營養化指數位于41.60～52.47之間，平均值為46.82，2022年10月最低值41.60，2023年6月最高值52.47,2022年9月和2023年6月達到輕度富營養化狀態，其他時間雖然都是處于中營養狀態，但是數值都較接近50，整體是趨向于輕度富營養化狀態。閩江竹岐總磷、總氮含量較高，渾濁度高。對大樟溪補水后，大樟溪莒口引水將會使東張水庫、三溪口水庫總磷、總氮升高，透明度下降，最終導致三溪口水庫和東張水庫綜合營養狀態指數上升，使水體呈現富營養狀態，給相關供水企業水處理增加難度。

圖1 莒口大壩綜合營養狀態指數計算結果

3.2 藻類與氮、磷相關性分析

水體的氮磷比是影響藻類生長的一個重要指標，氮磷比通過影響藻類之間的競爭及種群演替，間接影響水體中藻類的結構組成。根據斯托姆提出的藻類“經驗分子式”,藻體所含碳、氮、磷原子個數比率為106∶16∶1，相對應的氮、磷質量比為7.2∶1。假如藻體以同樣比率吸收氮和磷，則可用此質量比來確定限制性營養鹽。由圖2可知，莒口大壩的氮磷比值均大于7.2，說明磷是可能的限制性營養鹽。大樟溪莒口大壩總磷含量（見圖3）在0.02～0.058 mg/L之間，含量均較低。大樟溪莒口大壩總氮含量（見圖4）位于0.53～1.50 mg/L之間，58.3%數值劣于《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）Ⅲ類標準，而且總體呈現上升的趨勢。雖然大樟溪莒口大壩的磷含量較低，但是水庫置換能力弱，夏季高溫時較容易發生藻類爆發事件，出現嗅味物質超標等水質問題，因此在莒口大壩的水質監測中要密切監測氮和磷的含量，并實時關注氮磷比值。

圖2 莒口大壩氮磷比值分布圖

圖3 莒口大壩總磷變化趨勢圖

圖4 莒口大壩總氮變化趨勢圖

3.3 預警及處置方法

（1）加強閩江竹岐和大樟溪莒口大壩水質的實時監測，水質參數達到水華爆發閾值時，發出預警。在保障供水的前提下，提高水體流動性，降低水華爆發的風險。

（2）加強水源地保護，水源保護區禁止工業污水和生活污水排放，嚴整亂排污現象。

（3）在原水中投加粉末活性炭，并結合深度處理有效控制原水高密度藻類和異味。

4 結語

文章對大樟溪莒口大壩進行了為期一年的采樣檢測，研究大樟溪水源由河流變成水庫后水質的富營養化現狀，以及藻類與水中的氮、磷相關性分析，為“一閘三線”水資源配置工程相關制水企業提供用水指導。