合肥市封闭性水体浮游藻类调查与评价

发布时间：2020-05-23 04:26

【摘要】：浮游藻类在水生态系统中扮演十分重要的角色,可以较好的揭示水环境污染状况,也是评价河流及湖泊水库水质的重要指示生物。本研究对合肥市主要封闭性水体董铺水库、大房郢水库、翡翠湖、天鹅湖及环城河的浮游藻类群落结构进行了现场调查与实验室分析,以封闭水体浮游藻类群落结构特征研究为基础,结合水质理化指标的时空变化,并引入高通量测序技术对水体微生物多样性进行研究,系统揭示了合肥市封闭水体的水质状况和营养化程度,为合肥市封闭水体水生态环境修复治理、富营养化的防止和藻类水华预警提供支撑。本研究以合肥市五个典型的封闭水体为研究对象,对30个采样点展开为期3年的调查分析,对氮、磷营养盐(N、P)、化学需氧量(COD_(Cr))、溶解性有机质(DOM)、pH、水温(WT)、溶解氧(DO)等水质指标进行分析测定,同时对各点位浮游藻类种属组成、藻密度、优势藻种及光合活性参数等进行研究。研究结果如下:(1)通过对水质理化指标的时空变化特征进行分析,结果表明:五个封闭水体TN浓度在0.794mg/L~13.757 mg/L范围内;TP均值浓度在0.083mg/L~0.772mg/L范围内;环城河北段COD_(Cr)浓度最大,为34.356mg/L;董铺COD_(Cr)浓度最小,为15.835mg/L。董铺、大房郢和天鹅湖水体总体水质较好,满足《地表水环境质量标准》规定的Ⅱ~Ⅲ类水标准,翡翠湖水体水质总体属于Ⅳ类水标准,而环城河南北两段差异差异显著,其中北段TN、TP和NH_3-N三项参数指标均为劣Ⅴ类水,水环境不容乐观。从时间季节上来看,各水体磷营养盐随季节变化具有一致性,即春秋季浓度相对较高,夏冬季浓度偏低;水体COD_(Cr)浓度随季节时间变化趋势相同,即为冬季气温低时,COD_(Cr)浓度相对较低的特征。各封闭水体TN/TP平均值均大于7.2,其中环城河北段均值最大,达到20.3,天鹅湖最小,为11.4,根据N/P比值对浮游藻类生长的影响,五个封闭水体均表现为磷是藻类生长的潜在限制因子。(2)通过对五个封闭水体的溶解性有机质组成含量进行分析,各封闭水体的溶解性有机物组成以色氨酸类蛋白物质和溶解性微生物代谢产物为主。(3)通过对五个封闭水体的浮游藻类进行为期3年的采样调查,共发现浮游藻类7门412种(包含变种、变型),其中绿藻门、硅藻门和蓝藻门共占总种数的91.5%。浮游藻类平均细胞密度在空间上的变化特点为:环城河翡翠湖大房郢董铺天鹅湖,浮游藻类细胞密度时间季节上的变化均呈现气温高的季节藻密度相对较高的特点。从优势种的数目上来看,夏秋季明显高于冬春季,优势种以绿藻门的盘星藻属、硅藻门的针杆藻属和蓝藻门的束丝藻属为主,几乎出现在调查期间的全部时段。五个封闭水体优势种组成存在差异,其中五个水体共有的优势种包括盘星藻、针杆藻和束丝藻。董铺水库盘星藻优势度高于其余水体,为0.36;大房郢水库针杆藻和束丝藻优势度最高,分别为0.42和0.39。环城河独有优势种包括卵囊藻、颤藻、角甲藻和锥囊藻;天鹅湖独有优势种为鱼腥藻和黄群藻;翡翠湖独有优势种为辅节藻和隐藻;董铺和大房郢独有优势种分别为裸甲藻和拟鱼腥藻。(4)通过对各封闭水体叶绿素a总含量和光量子产量变化特征研究,分析得到各水体浮游藻类生长潜力均表现出夏秋季节高,冬春季节较弱的特征。比较五个封闭水体生长潜力可以得出:环城河翡翠湖大房郢天鹅湖董铺。值得注意:环城河水体水质污染程度最为严重,且营养化水平高,生长潜力及藻细胞密度保持继续上升的趋势。(5)利用高通量技术对水样进行测序,对结果进行OTU分析,发现天鹅湖水体细菌群落丰富度最高,翡翠湖最低。在门水平上,所有水体共检测到27个门类细菌,在这些细菌中,变形菌门在水体中是占有绝对优势的种群,异常球菌-栖热菌门、浮霉菌门、放线菌门和厚壁菌门为水体中的主要细菌种群。在属水平上发现了水体细菌的多样性从大到小依次为天鹅湖董铺环城河南段大房郢翡翠湖环城河北段。在环城河水体中出现但未在其他水体中检测出的大肠杆菌志贺菌表明环城河水体受到了生活污水的污染。通过主成分分析,可知合肥市的5个封闭水体间细菌群落结构较为分散,董铺、天鹅湖和环城河水体间细菌群落结构相似,其余水体间的细菌群落结构差异较大。冗余分析揭示了DO和ORP是细菌群落变化的主要影响因素。(6)通过对比四种水环境质量及营养化评价模型,分析得出合肥市五个封闭水体出现不同程度的污染和富营养化。单因子评价法显示董铺和大房郢水体水质类别均为Ⅲ类水,天鹅湖水体水质类别均为Ⅳ类水,翡翠湖和环城河水体水质类别分为Ⅴ类水和劣Ⅴ类水。综合污染指数和多样性指数评价法表明环城河水体水质污染程度为重度污染,其余四个水体均为中度污染。综合营养状态指数法得出董铺、大房郢及天鹅湖水体综合营养状态指数TLI(∑)分别为56.98、57.67和58.79,均为轻度富营养化;翡翠湖水体营养化程度稍高,综合营养状态指数TLI(∑)为67.86,呈中度富营养化;环城河水体营养化程度最高,TLI(∑)为74.94,属于重度富营养化。总体来说,合肥市五个封闭水体水质污染程度为中—重度污染,营养化水平为中~重度富营养化。
【图文】：

图 2-2 董铺水库采样点分布表 2. 2 董铺水库取样点的具体位置采样点编号 经纬度 地址D1 31°52′55.18″N，117°12′21.29″E 南淝河闸口D2 31°54′36.19″N，117°12′03.44″E 大杨镇双水路 5 号D3 31°54′19.04″N，117°11′39.43″E 西二环路 79 号D4 31°54′26.58″N，117°10′07.82″E 科学院路 10 号D5 31°53′35.80″N，117°09′54.31″E 科学院路岗亭说明：本研究中董铺水库 5 个采样点以 D1-D5 表示。

图 2-3 大房郢水库采样点分布表 2. 3 大房郢水库取样点的具体位置编号 经纬度 地址Y1 31°54′31.44″N， 117°14′19.24″E 电厂路 32Y2 31°55′11.06″N， 117°14′40.47″E 电厂路 35Y3 31°56′00.33″N， 117°14′35.48″E 合瓦路 347Y4 31°56′17.27″N， 117°14′44.65″E 蒙城北路 39Y5 31°55′40.88″N，， 117°12′56.41″E 四里河路 4：本研究中大房郢水库 5 个采样点以 Y1-Y5 表示。
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X52;X824

【参考文献】

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本文编号：2677147