中国公共卫生  2008, Vol. 24 Issue (6): 715-716   PDF    
引用本文
张志红, 赵五红, 宋丽红, 樊婷, 杨小林, 武旭彪. 汾河太原段枯水期水体富营养化调查[J]. 中国公共卫生, 2008, 24(6): 715-716.
ZHANG Zhi-hong, ZHAO Wu-hong, SONG Li-hong, et al. Investigation of eutrophication of Taiyuan section of Fenhe river in dry season[J]. Chinese Journal of Public Health, 2008, 24(6): 715-716.
汾河太原段枯水期水体富营养化调查
张志红1, 赵五红1, 宋丽红2, 樊婷2, 杨小林2, 武旭彪     
1. 山西医科大学公共卫生学院环境卫生学教研室, 太原030001;
2. 山西医科大学预防医学系2000级本科生
收稿日期: 2007-09-16
基金项目: 山西医科大学博士启动基金(2004202)
作者简介: 张志红(1973-), 女, 山西晋中人, 副教授, 博士, 研究方向:环境污染物的神经毒性和免疫毒性。
摘要： 目的 了解汾河太原段水体的营养化现状。 方法 选择5个监测断面:汾河水库出口、寨上水文站、胜利桥、小店桥、清徐二坝, 通过检测各断面水体的水温、pH值、色度、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素-a、藻细胞密度等指标, 并计算水质营养状态指数(TSI)对其富营养化作出综合评价。 结果 汾河水库出口及胜利桥2断面的水质TP含量(0.028, 0.041 mg/L)未超过地表水环境质量III级标准(GB3838-2002)(0.2 mg/L), 寨上水文站、小店桥和清徐二坝3个采样断面TP含量(1.236, 2.552, 0.748 mg/L)以及5个采样断面的TN含量(5.017, 15.177, 5.262, 20.842, 20.484 mg/L)均为劣V类, 水质严重污染。各断面水中叶绿素-a含量(平均1.174μg/L)均未超过GHZBI-1999《地表水环境质量标准》中的III类标准(10μg/L); 藻细胞总数在枯水期均超过1×106个/L, 汾河太原段总河段枯水期平均TSI值为57.68, 呈轻度富营养化。 结论 汾河太原段呈现中营养化向轻度富营养化过渡状态。
关键词： 富营养化     总氮     总磷    
Investigation of eutrophication of Taiyuan section of Fenhe river in dry season
ZHANG Zhi-hong, ZHAO Wu-hong, SONG Li-hong, et al     
Department of Environmental Health, School of Public Health, Shanxi Medical University Taiyuan 030001, China
Abstract: Objective To know eutrophic conditon of Taiyuan section of Fenhe river. Methods Five sampling sections were chosen.They were the exit of Fenhe reservoir, Zhaishang hydrologic station, Shengli bridge, the second dam of Qingxu.The eutrophic level was evaluated through measuring water temperature, pH, chromaticity, total nitrogen (TN) concentration, total phosphorus (TP) concentration, chlorophyll-a level (Chla), total amount of the algal cells and water tropic state index (TSI). Results TP concentration of the exit of Fenhe river and Shengli bridge (0.028, 0.041mg/L) was lower than Ⅲ TP standard of GB3838-2002《Surface Water Environment Quality Standard》(0.2 mg/L).TP concentration of Zhaishang hydrologic station, Xiaodian bridge and the second dam of Qingxu (1.236, 2.552, 0.748 mg/L) and TN concentration of all five sections (5.017, 15.177, 5.262, 20.842, 20.484 mg/L) were obviously exceeding the Vstandard of GB3838-2002.Chla level of all sections (mean 1.174μg/L) did not exceed the Ⅲ standard of GHZB I-1999《Surface Water Environment Quality Standard》(10μg/L).Total amount of algal cells was more than 1×106/L in the dry season, TSI mean value of Taiyuan section of Fenhe river in the dry season was 57.68. Conclusion Taiyuan section of Fenhe river was in mesotropher transition to light eutropher.
Key words: eutrophication     total nitrogen (TN)     total phosphorus (TP)    

汾河是黄河的一级支流，也是代表山西省太原市地表水环境质量的唯一河流。汾河太原段由汾河水库出口处入太原境区，于清徐县韩武出境，总长188km。近年由于沿程接纳大量的工业废水和生活污水，河水失去了稀释自净能力。近几年监测结果显示，其上游段、下游段均有不同程度的劣V类重度污染。这对于作为饮用水源地补给区的上游段和农田灌溉用的下游段来说，危害相当严重。2001年太原环境监测站调查表明，汾河水库由于氮、磷污染突出，富营养化日趋严重。因此，为进一步调查汾河太原段富营养化状况，进行了本次调查。

1 材料与方法 1.1 主要试剂与仪器

鲁哥氏液(KI 20g，20ml冰醋酸，I210g，180ml水)；北原式采水器(有机玻璃制品)；722分光光度计；高压蒸汽灭菌器；血细胞记数板。

1.2 水样的采集

2005年5月沿汾河太原段5个点采样，分别是汾河一库出水口、寨上水文站、胜利桥、小店桥、清徐二坝。北原式采水器采集水面下0.5m处水样3L。测定水中总氮、总磷、叶绿素-a(Chla)和藻细胞数目。

1.3 各项指标测定

现场测定pH值、水温。色度用稀释法测定。总氮(TN)测定用碱性过硫酸钾消减紫外分光光度法，总磷(total phosphorus，TP)测定用钼酸铵分光光度法，Chla测定用比色法[1]。藻细胞数的计算方法：将鲁哥氏液固定的1L水样倒入分液漏斗静置48h，分离沉降的少量沉淀物，收集于瓶内并定容至50ml，摇匀进行藻细胞分类和计数。分类以门为主，所有藻类鉴定到属。水质营养状态指数法(TSI)将湖泊多项富营养化指标转为指数，可将定性的水体富营养化程度评价定量化。

1.4 结果判定

根据我国地表水功能区的划分，汾河太原段上游段TN和TP(汾河水库出口、寨上水文站)执行我国地表水环境质量III级标准(GB3838-2002)，汾河太原段下游段TN和TP(胜利桥、小店桥、清徐二坝)执行我国地表水环境质量Ⅳ级标准(GB3838-2002)。汾河太原段总河段TN和TP执行我国地表水环境质量Ⅳ级标准(GB3838-2002)[2]。由于叶绿素a在地表水环境质量III级标准(GB3838-2002)中没有规定，故参考地表水环境质量III级和Ⅳ级标准(GHZBI.1999)[3]。TSI判断标准：TSI>50<100为富营养化、>30<50为中营养化、<30为贫营养化[4]。

2 结果 2.1 水的理化性质测定结果

汾河太原段平均水温为20℃，比较适合藻类的生长。汾河太原段上游段(汾河水库出口和寨上水文站)水质偏酸，下游段(胜利桥、小店桥和清徐二坝)pH值在正常范围(6～9)。寨上水文站、小店桥、清徐二坝水质浑浊很严重，色度均超过6。

2.2 水的富营养化指标测定结果(表 1)

表 1显示，汾河上游段(汾河水库出口和寨上水文站)TN、TP平均含量均明显超过地表水环境质量III级标准1.0，0.2mg/L,叶绿素-A远低于地表水环境质量III级标准(GHZBI-1999)(10μg/L)。汾河下游段（胜利桥、小店桥、清徐二坝)TN、TP平均含量均明显超过地表水环境质量Ⅳ级标准1.5，0.3mg/L，叶绿素-A未超过Ⅳ级标准30μg/L。汾河总河段TN、TP平均含量均明显超过地表水环境质量Ⅳ级标准1.5，0.3mg／L。表明汾河太原段TN、TP污染严重，已具备水体富营养化的基本条件。

表 1 汾河太原段水体富营养化指标测定

2.3 藻细胞计数及分类结果(表 2)

汾河太原段枯水期各点藻细胞数都超过1×106个/L，最高达3.25×106个／L。枯水期藻种主要是绿藻和硅藻，上游段以绿藻为优势藻种，绿藻中又以球囊藻属为主；下游段则多为硅藻，硅藻中以变异直链藻属多见。各个采样点水中均未发现蓝藻。

表 2 汾河太原段水中藻细胞计数及分类

2.4 水质营养状态指数(Carlson指数)TSI(表 3)

表 3可见，汾河水库出口和胜利桥水质TSI平均值<50，为中营养状态；其余3个断面TSI>50，为富营养状态；总河段平均TSI>50，可以认为汾河太原段呈现由中营养状态向富营养化状态过渡。

表 3 汾河太原段水质营养状态指数

3 讨论

监测结果表明，汾河太原段小店桥、清徐二坝和寨上水文站3个采样断面TP含量以及5个采样断面的TN含量均为劣V类，水质严重污染。高浓度氮、磷势必使汾河太原段具备了水体富营养化的基本条件。小店桥、清徐二坝和寨上水文站的TSI平均值都>60，为富营养化状态；而汾河水库出口、胜利桥的平均TSI值均<50，为中营养化状态。各点的藻细胞密度都超过106个/L，高于饮用水源藻细胞的危险限值(106个/L)[5]。其中优势藻主要为硅藻或绿藻，几乎无蓝藻。硅藻和绿藻中产毒藻非常少，危害不大。本试验虽然在枯水期没有检测到蓝藻，但硅藻和绿藻的高含量，也提示汾河太原段具备了藻类生长的良好条件，需引起警惕，以避免在丰水期出现大批蓝藻，使危害扩大。

汾河太原段5个断面中，小店桥断面污染最重。这是由于小店桥是城区段出口控制断面，主要控制晋源区太原化肥厂和尖草坪区太原钢铁厂等企业，而这2个点正是汾河太原段最主要的污染源，也是总氮的主要排放源。其他断面污染严重，与汾河太原段上游段兴建的许多乡镇企业有关，以后要加强企业废水排放的管理，防止汾河太原段污染的扩大。

参考文献
[1] 黄祥飞. 湖泊生态调查观测与分析[M]. 北京: 中国标准出版社, 2000: 76-78.
[2] 杨克敌. 环境卫生学[M]. 5版.北京: 人民卫生出版社, 2006: 412.
[3] 原福胜. 环境卫生学[M]. 北京: 中国协和医科大学出版社, 2003: 406.
[4] 王明翠, 刘雪芹, 张建辉. 湖泊富营养化评价方法及分级标准[J]. 中国环境监测, 2002, 18(5) : 47–50.
[5] 施玮, 蒋颂辉, 朱惠刚. 中国饮用水源水中藻类卫生标准的研究[J]. 卫生研究, 2003, 32(2) : 97–100.