085.常州市城市河道水体富营养化与细菌总数响应研究

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常州市城市河道水体富营养化与细菌总数响应研究顾万通,杨雪辰,龚雪,王继华*(哈尔滨师范大学生命科学与技术学院,哈尔滨,150025)摘要:对常州城市河道通济河3个断面(东、中、西)为期一年4个季度的水质指标监测及细菌总数的测定,利用SPSS17.0软件对细菌总数与水体TN、TP、PH等水质指标进行Pearson相关性分析,并对通济河4个季度的细菌总数进行了时空分布特征分析。

分析结果显示:通济河细菌总数时空分布特征为,冬季>秋季>春季>夏季;同一月份细菌总数分布特征,通济河西>通济河中>通济河东。

经分析研究,细菌总数与水体TN呈极显著相关(P<0.01)相关系数达到0.787,细菌总数与水体TP呈显著相关(P<0.05)相关系数为0.629,细菌总数与水体温度呈显著负相关,其中TN与T呈极显著负相关,相关系数达-0.782。

通济河水体富营养化程度与水体细菌总数具有较好的响应关系,从微生物学角度对水体富营养化作出评价。

关键词:通济河细菌总数富营养化总氮总磷Changzhou City River Water Eutrophication and the Total Number of Bacteria Response StudyGU Wantong,YANG Xuechen,GONG Xue,WANG Jihua*(Microbiology Laboratory,College of Life Science and Technology,Harbin Normal University,Harbin150025)Abstract:Tongji river three river section of Changzhou city(east,middle and west)the period of one yearfour quarters of the water quality index and the total number of bacteria and monitoring,using SPSS17.0software to the total number of bacteria and water,TN,TP,PH of water quality indexes such as Pearsoncorrelation analysis,and the tongji river four quarters of the total number of bacteria has carried on theanalysis of characteristics of time and space distribution.Analysis results show that Tongji river bacteria forthe space-time distribution characteristics,winter>autumn>spring>summer;Total number of bacteria inthe same distribution,east>middle>west.Through analysis and research,the total number of bacteria andwater TN was significantly correlated(P<0.01)correlation coefficient is0.787,the total number of bacteriaassociated with water,TP was significantly(P<0.05)correlation coefficient is0.629,the total number ofbacteria and water temperature has significant negative correlation,the TN were very significant negativecorrelation with T,the correlation coefficient reaches0.782.Tongji degree of eutrophication of water body andwater,the total number of bacteria has good response relationship,from the Angle of microbiology toeutrophication evaluation.Key words:Tongji river;total bacteria;eutrophication;TN;TP;细菌总数常用来评价水体受有机物污染程度[1],水体富营养化是由于生物所需的营养物质氮、磷等过量流入水体中造成水体污染,因此水体富营养化程度与反映营养盐水平的总氮、总磷等指标具有密切关系。

本研究选取江苏省常州市城市河道通济河为研究对象,进行为期一年四个季度的采样工作。

通济河北起大湾浜至东南流入北塘河,由于城区和集镇生活污水及一些工业废水存在直排现象导致通济河常年存在TN、TP等水质指标超标情况。

本文通过对通济河细菌总数的时空变化特征及细菌总数与营养盐水平指标的相关性分析,以期从微生物学角度对通济河水体富营养化进行综合评价[2],并为类似城市河道水体富营养化控制与生态保护研究提供参考。

1材料与方法1.1实验试剂及仪器实验主要试剂:牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、琼脂、乙醇等。

实验过程使用仪器包括:立式压力蒸汽灭菌锅(LDZM-60KCS)、恒温培养箱(GNP-9270型)、电子天平(FA1104型)、超净工作台(CJ-2D型)、可调式封闭电炉等。

1.2采样点的设置选取常州市城市河道通济河为采样点,通济河属连通河道,总长约1.7km,面积约12000㎡,水深约1.5—2m,该河道存在严重的水生态污染问题,氨氮超标及总磷存在超标风险,导致水体处于较高的富营养水平。

1.3水样的采集分别于2012年秋季(10月)、2013年冬季(1月)、2013年春季(3月)、2013年夏季(8月)对常州市城市河道通济河(东、中、西)的水样进行了采集。

水样装入灭菌采样瓶并用冷藏箱带回实验室培养计数。

1.4水质指标的测定水质PH值用玻璃电极法测定、水温用温度计测定法、氨氮运用水杨酸分光光度计法测定、总磷用钼酸铵分光光度法、总氮运用盐酸萘乙二胺分光光度法测定[3]。

1.5水体细菌数量细菌总数采用稀释平板计数法测定【4-6】。

选用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基[7、8],将样品分别用无菌蒸馏水进行10-1、10-2、10-3三个梯度稀释,每个梯度三个平行,各取1ml注入到15ml左右已灭菌,温度在45℃的牛肉膏蛋白胨培养基中,摇匀。

37℃培养24小时后计算细菌菌落数,选取平均菌落数在30—300之间的平板进行计数,单位为(cfu/ml)。

1.6数据处理实验数据运用Excel2007,SPSS17.0软件进行处理分析[9]。

相关性分析采用Pearson双尾检验。

2结果与分析2.1水质指标动态变化从表1可以看出,在采样时间内通济河TN的平均变化范围是(3.37~7.42)mg/L已经超出国家地表水环境质量标准V类水质(<2mg/L)。

TP的平均变化范围是(0.2~0.43)mg/L存在超标风险。

PH值符合国家地表水环境质量标准6~9的变化范围。

TN与TP随季节变化呈现较明显的变化趋势,TN与TP的变化趋势均为冬季>秋季>春季>夏季。

表1不同月份采样点相关环境因子(平均值±标准偏差)Table1Hydro-environmental factors in different months(mean±SD)TN(mg/L)TP(mg/L)T(℃)PH 月份平均值与标准差10月平均值 5.880.4323.28.07标准偏差0.8490.0860.0580.036 1月平均值7.420.379 3.138.04标准偏差0.7660.080.0580.07 3月平均值 5.160.211.438.14标准偏差0.8660.1040.2520.025 8月平均值 3.370.24532.47.81标准偏差0.8750.060.30.3342.2细菌总数时空变化2.2.1细菌总数的时间分布特征由图1可知通济河细菌总数随季节变化呈现一定的变化趋势。

细菌总数高低依次为:冬季>秋季>春季>夏季。

冬季通济河细菌总数(5.145×104cfu/L~7.23×104cfu/L)显著高于其它三个季节。

冬季由于处于枯水期,水体富营养盐含量较高,导致水体中细菌大量繁殖。

图1不同月份通济河细菌总数变化Fig.1Amount of bacteria at different months2.2.2细菌总数的空间分布特征由图1可知通济河的三个采样点细菌总数在同一季节呈现不同的空间分布,同一采样时间不同采样点细菌总数以通济河西最高,其次是通济河通济河中,最后是通济河东。

通济河不同空间断面细菌总数的变化趋势可能与沿岸的绿化修复工程有关。

2.3水质理化性质与细菌总数的相关性分析从表2可以看出,细菌总数与水体的TN呈现极显著相关(P<0.01)相关系数达到0.787,细菌总数与水体TP显著相关(P<0.05)。

细菌总数与水体温度呈显著负相关,水体温度由气温所决定[10],细菌总数与PH无显著相关性。

表3细菌总数与环境因子的相关性分析Table3Amount of bacteria and environmental parameters项目细菌总数TN TP PH T 细菌总数1TN0.787**1TP0.629*0.0951PH0.1850.2770.0291T-0.637*-0.782**-0.144-0.4441注:*.在0.05水平(双侧)上显著相关:;**.在0.01水平(双侧)上显著相关.3讨论从实验结果看,在采样时间范围内通济河水体细菌总数平均数最低值为夏季(8月份)0.32×104 cfu/L,最高值出现在冬季(1月份)7.23×104cfu/L,不同季节水体细菌总数波动幅度较大,严重超出GB5749-2006《中华人民共和国生活饮用水卫生标准》规定的生活饮用水中细菌总数100cfu/ml[11]。

经SPSS17.0软件分析细菌总数与水体TN呈极显著相关,与TP呈显著相关,TN、与TP是评价水体富营养化的重要参考指标。