上海市青草沙水库富营养化和藻类污染情况研究
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2023地理微专题训练50 咸潮、赤潮赤潮是由于人类大量排放污染物,造成水体富营养化,导致某些浮游生物暴发性繁殖引起水色异常和水质恶化的现象。
20℃~30℃是赤潮发生最适宜的温度范围。
据此完成下列各题。
1.引发赤潮的污染物主要为A.泄漏的石油B.重金属盐 C.固体废弃物 D.氮、磷营养物2.根据赤潮发生的主要环境条件可以判断,在我国较易发生赤潮的海域一般是①北方近岸海域②南方近岸海域③城市近岸海域④乡村近岸海域A.①③B.①④C.②③D.②④3.如果赤潮发生的海域有寒冷的沿岸流经过,其影响有①减缓赤潮生物的生长速度②加快赤潮生物的生长速度③使污染区域集中④使污染区域扩大A.①③B.①④C.②③D.②④1.D引发赤潮的污染物主要为促进植物生长的物质,比如氮、磷、钾营养物和有机物质你;石油、重金属盐、固体废弃物不会导致植物的快速生长。
选择D。
2.C20℃~30℃是赤潮发生最适宜的温度范围。
所以赤潮主要发生在我国的南方热带和亚热带地区;北方近岸海域温度低,发生少,南方近岸海域温度高,发生多;城市近岸海域生活污水多,发生多;乡村近岸海域生活污水少,发生少,选择C。
3.B 赤潮发生的海域要求水温较高,有寒冷的沿岸流经过,减缓赤潮生物的生长速度;加快污染污染物的扩散,使污染区域扩大,选择B。
赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌暴发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。
读下图,完成下面小题。
2001~2005年各海区赤潮发生情况比较2001~2005年赤潮发生次数月度变化4关于赤潮成因和分布的叙述,正确的是A.近海城市污水和近海养殖污染会加剧赤潮灾害B.全球气候变暖有助于减弱赤潮灾害C.全年皆有,1~3月多发D.我国沿海地区,尤其是较为封闭的渤海最多5.关于赤潮的危害和治理的叙述,正确的是①赤潮会破坏海洋渔业和水产资源②赤潮对人类健康没有危害③应该使用遥感技术加强对赤潮的监测和预报④沿海地区应该禁止海水养殖,防止海水富营养化A.①③B.②③C.①④D.②④4.A近海城市污水和近海养殖污染会导致水体富营养化,从而引发赤潮;全球气候变暖易导致赤潮的发生;从图中可以看出,赤潮多发生于5、6月份;东海为我国赤潮发生最多的海域。
净水技术 2017,36(6) : 1 -5W ater P urificatio n T echnology科技动态【栏目导读】科研工作是行业发展的必要技术储备环节,也是成果转化推动产业进步的重要前序环十 节。
对科研工作的回顾与展望,有助于梳理技术发展脉络,并为后续的产学研互动提出建议。
本期| +栏目就《青草沙水库控藻技术研究与多水源调配示范》课题进行回顾剖析,为相关行业从业人员提供+ j 后续工作的思路。
||关键词青草沙藻类水厂工艺非咸潮期调度 |I ——*——*—I ——*——*——I —*——*——*—I ——*——*—I ——*——*—I ——*——*—I ——*——*—I ——*——*——I —*——*——*—申一尘,王绍祥,朱宜平,等.青草沙水库藻类防控与多水源调配示范研究成果[J ].净水技术,2017 ,6(6): 1-5.Shen Yichen, Wang Shaoxiang, Zhu Yiping, et al. Research achievements on algae control of Qingcaosha Reservoir and demonstration of multi-water sources distribution[ i ]. Water Purification Technology ,2017, 36( 6) : 1 — 5.青草沙水库藻类防控与多水源调配示范研究成果申一尘,王绍祥,朱宜平,陈立,陈蓓蓓(上海城投原水有限公司,上海200125)Research Achievements on Algae Control of Qingcaosha Reservoir and Demonstration of Multi-Water Sources DistributionShen Yichen, Wang Shaoxiang, Zhu Yiping, Chen Li, Chen Beibei(Shanghai Chengtou Raw Water Co.,Ltd.,Shanghai 200125, China)目前,青草沙水库是世界上最大的边滩水库,也是上海市最大的饮用水水源地[1]。
上海长江口两大水源水库取水口浮游藻类群落情况分析黄佳菁;朱骅;朱宜平【摘要】青草沙水库和陈行水库两者取水口都取自于长江水,但两者水库类型不同.该文研究了两者取水口浮游藻类群落结构变化情况,进行了一系列的显微镜镜检.结果表明,采样期间,青草沙取水口浮游藻类藻种数为188种,陈行水库取水口浮游藻类藻种数为134种,两者夏季优势藻种均为蓝藻门藻种.两取水口浮游藻类生物密度基本一致,分别为1.13×105 cells/L和1.37×105 cells/L.经过研究发现两者水库类型虽不同,但取水口浮游藻类群落结构变化基本一致,藻种略有不同.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2016(000)0z2【总页数】5页(P47-51)【关键词】青草沙水库;陈行水库;取水口;群落结构;浮游藻类【作者】黄佳菁;朱骅;朱宜平【作者单位】上海城投原水有限公司,上海200125;上海城投原水有限公司,上海200125;上海城投原水有限公司,上海200125【正文语种】中文【中图分类】TU991浮游藻类作为水中最主要初级生产者,分布广泛,适应性强,在水生生态系统食物链中占据着十分重要的地位,它们在水体物质转换和能量循环过程中起着重要的作用[1]。
研究表明,浮游植物群落结构可以很好地反映水的环境状态,某些特定浮游植物种类的演替可体现水体营养水平的变化;而相反,环境条件的改变也会影响到浮游藻类群落结构的变化[2]。
因此,深入了解浮游藻类群落结构变化情况对保护、治理和改善水环境具有重大意义。
青草沙水库和陈行水库都取用于长江水,前者是江心水库,后者是边滩水库,两者都是上海的重要水源地。
作为同源但类型不同的两大水源地,取水口浮游藻类群落结构变化情况值得深入研究。
为了对对青草沙水库和陈行水库两者取水口浮游藻类群落结构变化情况有一定的了解,本文对这两大水库取水口浮游藻类情况进行了为期一年的连续调查,浅显得研究了这两大水库取水口浮游藻类之间的同异点,为后续保护、治理和改善这两大水库在浮游藻类这一方面的问题提供一定的数据支持。
青草沙⽔库及取输⽔泵闸⼯程环境影响报告书(简本)1 ⼯程概况青草沙⽔库及取输⽔泵闸⼯程是青草沙⽔源地原⽔⼯程系统的重要组成部分,主要由青草沙⽔库、取⽔泵闸(包括上游泵闸和下游⽔闸)以及输⽔泵站等⼯程组成。
青草沙⽔库及取输⽔泵闸平⾯布置见图1-1。
图1-1 青草沙⽔库及取输⽔泵闸⼯程平⾯布置⽰意图1.1 青草沙⽔库⼯程青草沙⽔库位于长江⼝南北港分流⼝下⽅,长兴岛头部和北部外侧的中央沙、青草沙以及北⼩泓、东北⼩泓等⽔域,总⾯积为70.99km2,其中中央沙库区14.34km2,青草沙库区52.05km2(含青草沙垦区2.13km2),弃泥区4.60km2。
本⼯程设计有效库容4.35亿m3,其中中央沙库区0.70亿m3,青草沙库区3.65亿m3。
⽔库围堤由南堤、西堤、北堤、东堤及长兴岛海塘组成,总长48.63km,其中新建北堤、东堤21.97km,加⾼加固中央沙南堤、西堤10.36km,加⾼加固长兴岛海塘16.30km。
另外,改造中央沙北围堤7.33km,加⾼加固青草沙垦区海塘6.50km。
1.2 取⽔泵闸⼯程取⽔泵闸⼯程由上游取⽔泵闸和下游⽔闸组成。
上游取⽔泵闸取⽔⼝位置设在北堤上段,靠近北港进⼝新桥通道中部,采⽤闸站相结合、明渠引⽔的平⾯布置⽅式;下游⽔闸设在⽔库北堤下段。
本⼯程设计取⽔泵站规模180m3/s,上游⽔闸净宽72m、闸底⾼程0.0 m;下游⽔闸净宽20m、闸底⾼程-1.0 m。
1.3 输⽔泵闸⼯程输⽔泵闸⼯程由岛域输⽔⼲线输⽔闸井和长兴输⽔⽀线输⽔泵站组成,闸站位置设在⽔库库内东南⾓现有丁坝上游附近。
采⽤闸站相结合、明渠引⽔的平⾯布置⽅式。
输⽔闸净宽24m、闸底⾼程-4.0 m;输⽔泵站规模11万m3/d。
1.4 建设⼯期本⼯程计划于2007年1⽉开⼯,2008年底围堤合龙,2010年4⽉满⾜供⽔要求,2010年9⽉底⼯程完⼯,总⼯期45个⽉。
2 区域环境现状2.1 ⽔环境青草沙⽔源的监测结果表明,青草沙⽔域⽔质优良稳定,除⽯油类、TP和挥发酚超标外,其余指标均达到I类和II类⽔质标准;⽔源地特定项⽬均未检出,符合《地表⽔环境质量标准》(GB3838-2002)中城镇集中式饮⽤⽔⽔源地⽔质要求,是上海境内⽔质最好、最稳定的饮⽤⽔⽔源地。
常规处理工艺水厂三卤甲烷控制方式的探索张华军【摘要】针对上海南汇自来水有限公司惠南水厂未进行深度处理改造前稳定达到上海市《生活饮用水水质标准》(DB31/T1091-2018)中三卤甲烷各化合物实测浓度与其各自限值之比值之和(三卤甲烷总比值)不超过0.5的目标,开展应急工艺试验研究.结果表明:通过降低前加氯量、应急投加粉末活性炭能够使三卤甲烷稳定地达到0.4以下,满足上海市《生活饮用水水质标准》的要求.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2019(038)005【总页数】5页(P79-82,133)【关键词】粉末活性炭;加氯量;三卤甲烷;常规水厂【作者】张华军【作者单位】上海南汇自来水有限公司,上海201399【正文语种】中文【中图分类】TU991.25三卤甲烷总比值是三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷这4种物质实测的浓度与其各自限值的比值之和。
根据实上海市《生活饮用水水质地方标准》(DB31/T 1091—2018)要求,出厂水三卤甲烷总比值需≤0.5,比现行国家标准《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的规定低50%[1-2]。
因此,上海未进行深度处理的常规工艺水厂必须通过工艺改进,来降低三卤甲烷总比值。
如图1所示,上海南汇自来水有限公司惠南水厂采用常规水处理工艺,以青草沙水库为原水,从取水点输送到厂区大约需要17 h。
青草沙水库中藻类较多,为有效除藻,在原水头部投加次氯酸钠,导致进厂原水的三卤甲烷总比值已经达到0.15左右。
如果生产过程中的加氯工艺控制不当,易造成出厂水三卤甲烷总比值超过0.5的标准值。
为有效控制三卤甲烷总比值,对惠南水厂的一条生产线进行试验分析。
图1 惠南水厂工艺流程图Fig.1 Process Flow Diagram of Huinan WTP1 三卤甲烷总比值的影响因素及控制原理1.1 三卤甲烷总比值的影响因素1.1.1 反应时间三卤甲烷总比值与反应时间成正比。
青草沙水库富营养化生态动力学模式研发我国湖泊和水库众多,但由于社会经济的长期发展和粗放型环境管理模式,我国的湖库水生态环境脆弱,富营养化问题十分突出。
上海市位于长江的最下游,河口三大原水水源地(陈行、东风西沙、青草沙)均位于长江口。
由于上游来水以及沿岸含氮、磷营养盐的影响,各水源地都不可避免地面临水体富营养化导致的水华风险。
针对湖库型水源地面临的富营养化风险,研究和开发可模拟湖库中营养盐和主要藻类时空变化的生态动力学模型,可以为水源地的水华预警和富营养化防治提供有效的技术手段,在湖泊生态环境研究领域具有重要的科学意义,也可以为上海饮水安全保障提供技术支撑,在环境保护和市政管理领域具有重要的应用意义。
本论文主要研究内容及成果如下:(1)基于青草沙水库的历史水文、水质和生态数据,分析了水库的水文和生态特征,研究了水库从建成到正式运营期间水体的水温、透明度、溶解氧、营养盐、叶绿素等主要水质和生态指标的时空变化过程,综合评价了水库在不同的调度规则下库区水体富营养化水平的变化过程。
(2)基于库区的地形、水文、气象和水库调度规则,构建了青草沙水库三维水动力模型。
该模型可为富营养化生态动力学模型提供物质漂移扩散所需的水动力数据。
(3)根据青草沙水库的水质和藻类生长特点,借鉴国内外湖库生态动力学模型的研究成果,基于开源代码RCA(Row-Column AESOP)水质模式作为开发平台,设计开发了浅水型湖库富营养化生态动力学模式。
该模式可描述库区主要藻种(蓝藻、绿藻、硅藻)在水温、光照以及营养盐变动条件下时空变化过程,并引入了藻类对营养盐摄取以及浮游动物对多种藻类牧食的竞争机制。
建立的三维生态动力学模型成功反演了青草沙水库水体的溶解氧、营养盐和叶绿素等水质指标的时空变化特征以及库区主要藻类(蓝藻、绿藻、硅藻)的生长演替过程。
在此基础上,结合青草沙水库嗅味物质爆发的历史监测资料和国内外嗅味物质产生机理的研究成果,设计了嗅味物质模拟模块,模拟再现了嗅味物质在库区的时空变化过程,进一步验证了模式的可靠性和实用性。
从青草沙水库看上海饮用水水源问题青草沙水库位于长江口南北港分流口下方,长兴岛头部和北部外侧的中央沙、青草沙以及北小泓、东北小泓等水域,总面积70.99平方千米,年均径流总量为4896亿立方米,是黄浦江的49倍。
青草沙水库建成后,最大有效库容达5.53亿立方米,设计有效库容为4.35亿立方米。
2010年供水规模达719万立方米/天,而黄浦江总的设计供水能力为500万立方米/天。
供水范围为杨浦、虹口等上海10个行政区全部区域及宝山、普陀等5个行政区部分地区,受益人口超过1000万人,其规模占全市原水供应总规模的50%以上。
谈到青草沙水库的建设,不得不提到上海这座城市的水源问题。
首先是日益严重的缺水问题,中国本就是一个人均水资源拥有量较低的国家,尤其在上海这样一座大城市,城市常住人口达到两千三百余万,虽然地处长江口,但是对于长江水流量的利用率却很低,原水主要来自被亲切称为“母亲河”的黄浦江。
随着城市发展和生活水平提高,现有的原水取水规模仍远远不能满足上海市的用水需求,因此,利用长江水势在必行,青草沙水库的建设十分必要。
其次,上海被列为全国36个水质型缺水城市之一,更是联合国预测21世纪饮用水缺乏的世界六大城市之一。
水质性缺水是上海面临的主要问题。
青草沙水库建成之前,上海市原水主要依靠黄浦江上游和长江口陈行边滩二大集中水源地,其中黄浦江约占81%。
由于黄浦江上游可供水量有限,且受到上游和沿岸污染的影响,水质相对较差且具有不稳定性,黄浦江上游水源已部分不符合饮用水取水标准;而陈行水库避咸蓄淡水库库容偏小,抗咸能力低下,供水规模已不能满足城市社会经济需要。
青草沙所处的长江水量充沛,占上海过境水资源总量的98.8%,水质在I类至II类,原先的利用率却只有万分之六。
青草沙水库建成后,每天可供水719万立方米,超过黄浦江的日供应量,上海将在两大水源地———黄浦江上游和陈行水库之外,拥有第三个水源地,一举弥补用水缺口。
青草沙水库浮游植物生物量变化翁馨妍;周云【摘要】该文对青草沙水库2013年1月~2015年12月三年间叶绿素a含量和藻类生物量进行了时间和空间上的调查研究.结果表明,青草沙2013年~2015年运营期浮游植物生物量基本保持稳定,叶绿素a含量和藻类生物量呈显著正相关.在冬春或冬末春初、夏末秋初季节交替时节容易形成藻类密度高峰,春季藻类密度和生物量均高于其他季节.样点上游闸外叶绿素a与藻类密度最低,库中最高.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】6页(P63-68)【关键词】青草沙水库;浮游植物;叶绿素a;藻类生物量;时空变化;相关分析【作者】翁馨妍;周云【作者单位】上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司,上海200082;上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司,上海200082【正文语种】中文【中图分类】TU991.11浮游植物指在水中营浮游生活的微小植物,通常指浮游藻类。
主要生活在水中,可进行光合作用且生物量大,是水体初级生产力的重要组成部分;且其个体微小、营养丰富,通常作为水体中鱼虾和小型动物的饵料,所以浮游植物在水体物质循环和能量流动中发挥着重要作用[1]。
叶绿素a不溶于水,溶于有机溶剂,是浮游植物进行光合作用的主要色素,通常可用来反映水体中浮游植物生物量[2]。
青草沙水库位于长江口南北港分流口下长兴岛西北方,是我国目前最大的河口江心水库,供应上海城区及市郊超1 000万居民用水。
水库自2010年10月开始试运行,至2013年1月已运行两年有余。
运行初期有效库容为4.38亿m3,库区面积为79 km2,运行常水位为2.8~3 m(吴淞高程),平均水深为11.4 m。
自建设运行以来,关于青草沙水库浮游植物曾多有报道,蒋增辉[3]在青草沙全面通水前(2011年1月~6月)对库内外的浮游藻类进行过报道,李嘉海[4]对青草沙下游泵闸内2012年2月~ 12月浮游藻类群落结构进行过调研,刘歆璞[5]对青草沙2011年相关藻类变化进行过研究,王先云[6]对青草沙运行5年来颤藻属的分布变化进行过报道。
2024年普通高中学业水平等级性考试上海卷地理试卷养成良好的答题习惯,是决定成败的决定性因素之一。
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一.探究城市行道树。
(18分)街景地图是一种实景地图服务,为用户提供城市、街道或其他环境的360°全景图像,用户可以通过该服务获得如临其境的地图浏览体验(如图1)。
某研究员利用街景地图分析研究了北美洲36个城市的行道树品种与不同城市的适合程度,提出了行道树对改善城市景观和环境的作用。
图1 湖北省潜江市体育馆附近的街景地图图2 北美洲简图1. 行道树所属植被类型从新奥尔良到芝加哥、再到魁北克的变化,反映了地域分异规律。
从纽约到芝加哥、再到林肯,反映了地域分异规律。
(2分)2.利用街景系统来观察树,可以看出树的哪些属性 (不定项选择 3分)A.树的科属B.树的蒸腾量C.树的根深D.树干的直径3.探究“叶片叶绿素的多少和叶片的大小,然后测定植物附近干洁空气成分”的实验结果,可以说明道旁树林的功能。
(单选 2分)A.固碳释氧B.调节气候C.美化环境D.净化空气4.下列城市群中的行道树可选择树木种类最多的是 (单选 2分)A.欧洲西北部城市群B.北美五大湖城市群C.中国珠江三角洲城市群D.美国东北部大西洋沿岸城市群5.新奥尔良种植枝叶茂密的行道树种,是为了防止 (单选2分)A.防酸雨问题B.防飓风灾害C.防城市内涝D.防城市热岛6.现在洛杉矶正在评估新的行道树,请你补充评估的表格。
(7分)洛杉矶欲拟种某一种行道树,现要对该行道树功能进行多个指标的分析,请你填写两个一级指标、每个一级指标对应两个二级指标。
二.清平镇的乡村振兴(19分)材料一 清平镇位于四川省绵竹市西北部山区,目前当地居民约5000人,因磷矿储备丰富,是典型的资源开发区,上世纪八十年代以来,磷矿产业一直是清平镇域经济的主要支撑。
科学论文个人项目名称:上海市青草沙水库富营养化和藻类污染情况研究(高中)上海市青草沙水库富营养化和藻类污染情况研究摘要多年来,上海一直属于水质型缺水城市,黄浦江水源污染非常严重。
青草沙水库拥有大量优质淡水,2006年,上海市政府决定将青草沙建设成为上海的水源地,以改变上海80 %以上自来水源取自黄浦江的格局,全部工程于2010年完工。
青草沙作为目前中国最大的河口型浅层水源水库,研究该水源藻类污染及其毒素污染状况不仅对于保障城市安全供水具有重大现实意义,也可为我国未来其他地区的河口水源提供借鉴。
本研究对青草沙库区总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、叶绿素a(Chl-a)和透明度(SD)等富营养化相关水质指标进行测定,利用SD、TN、TP、Chl-a和CODMn 计算富营养化综合指数(CTSIM)以评价青草沙库区富营养化状态。
分析青草沙库区总藻和产毒蓝藻污染水平。
以高效液相色谱法检测溶剂性藻毒素水平。
青草沙水库总藻细胞密度和产毒蓝藻细胞密度范围分别是 6.04×106-12.75×106个/L和8.43×106-15.38×106个/L,且都呈现丰水期(藻类增殖期)>平水期>枯水期趋势。
青草沙库区溶解性藻毒素水平为ND-1.64μg/L,丰水期最高。
1.项目背景上海地处长江和太湖流域下游,为平原感潮河网地区。
上海市城市水源主要由长江和黄浦江供给,分别承担了城市供水的24%和76%。
近年来,由于黄浦江水量有限,水体有机污染较重,水质常处于Ⅳ类水水质标准[1],严重影响了饮用水水质和安全,其作为饮用水水源日益受到质疑。
而长江径流量巨大,长江口干流水质总体良好,水体中绝大部分指标常年能达到Ⅱ类水标准。
由于地表水是上海城市发展的主要水源,为取得清洁原水,取水口从小水体向大水体、水质差河段向水质好河段转移,原水供应增量从黄浦江向长江水源转移,是一种必然趋势。
由于长江南岸上海境内的岸线已无条件再建边滩水库,上世纪90年代初即有专家学者提出在长江口南北港分流口以下、长兴岛西北侧青草沙水域开发建设上海新水源地的建议。
青草沙水源地原水工程是继上世纪八、九十年代相继开辟黄浦江上游松浦大桥和长江陈行集中式城市供水水源地,以及建设黄浦江上游和长江引水工程后,上海新开辟建设的又一特大型集中式城市供水水源地和原水输配工程。
为改善水质,保障公众健康,满足城市综合发展的需求,上海市筹建了上海市的新水源青草沙水库,并与于2010年12月起开始试运行,2011年6月正式全线通水[2]。
青草沙水源地原水工程供水规模为719万立方米/日,其中11万立方米/日供给长兴岛域,708万立方米/日供给上海陆域市区。
工程建成后供水范围将覆盖长兴岛、中心城区(含浦东、浦西)、南汇区、临港新城和青浦区的现状及规划的16座10万立方米/日以上规模的大中型城镇水厂,服务人口约1000万。
尽管依据长期的水质监测结果,在综合考虑淡水资源、水质情况、供水水量和水源地保护等多方面因素的基础上,将青草沙水库定位于长江口江心的北港,取水口则选址于长江口北港的上游,使青草沙水域具有淡水资源充沛、水质优良稳定、水源易于保护、抗风险能力强等突出优势,其水质较少受上海产业发展的影响,也不制约上海产业的发展,是目前上海境内水质最好、最稳定的饮用水水源地。
但是,长江口水源质量受制于上游水量水质、河口水质环境及河口咸潮变化等多种复杂因素。
上海陆域污水排放影响预测研究表明,在当前排污情况下,青草沙水域COD Cr浓度达到《GB3838-2002地表水环境质量标准》Ⅱ类,但若上游来水水质及长江口南支陆域污染源无法得到有效控制,则现有的青草沙水域水质质量将无法得到保证。
此外,河口是流域与海洋的枢纽,也是流域物质流的归宿之地,流域和河口地区日益加剧的人类活动及其资源开发,将使得河口水质海岸环境产生变异。
长江流域(包括长江口)高强度的开发必然导致长江河口地区水质环境的显著变化。
长江河口徐六泾以下在20世纪80年代初水质优良,而现在根据陆地水质标准基本为Ⅱ类,岸边水质及南港局部河段为Ⅲ类或不足Ⅲ类。
河口拦门沙地区附近水质也呈显著恶化趋势,硝酸盐含量近20年增加近4倍。
然而,根据2000年中国海洋环境质量公报显示,长江自徐六泾以下均属劣Ⅳ类水质。
虽然陆地水质和海洋水质标准有所差异,但近20年来长江河口水质恶化趋势则是一致的。
近年来由于长江流域农药、化肥施用量的增加和工业化、城市化进程的加快,大量污染物排泄入海,长江河口及邻近海域营养盐、污染物含量显著增加[3]。
长江口及邻近海域已成为我国沿海水质恶化范围最大、富营养化乃至赤潮多发的区域。
于此同时,每年11月至4月枯水季节,长江河口地区由于潮汐涨潮,使海洋大陆架高盐水团沿着河口逆河道向上游回流,盐水扩散、内河含盐量急剧升高,水体变咸,形成咸潮,对长江口水源地产生极大影响,直接影响蓄淡避咸水库的规模。
长江口北支海水倒灌对青草沙水源地影响很大,研究表明,若大通流量连续低于10000m3/s时,北支高浓度盐水在大潮期大量进入南支,对南支及青草沙水源地产生极为明显的影响。
南北港咸潮入侵是影响青草沙盐水入侵的另一来源。
由于长江河口三级分汊、四口入海,盐水入侵机理非常复杂,其海水倒灌、咸潮入侵现象,极有可能使得长江河口污染物及营养盐等回流,从而影响长江水源地水质,使得青草沙水域在不远的将来呈现富营养化状态成为可能。
而水体富营养化不仅是包括长江在内的我国水系需要关注的问题,也是全球所重视的现实环境问题。
水体富营养化对生态环境、动物生命及人类生活的影响受到前所未有的关注[4]。
水体富营养化产生的重要问题之一是水体的藻类大量增殖,形成水华/赤潮,影响水体生态环境和水体水质质量。
藻类污染形成的水华能抑制水体中其他生物种群生长,生物多样性降低。
此外,藻类增殖需要大量营养盐和溶解氧,水华发生影响了水与空气中的氧的正常交换,致使水体处于贫氧和缺氧状态,导致藻类大量死亡,使水体产生异味、变臭,同时,死亡藻类的细胞破裂将释放毒素进入水体,从而对生态环境、水生生物和人群健康产生不同程度的危害。
已知的藻类毒素主要包括微囊藻毒素(MCs)、神经类毒素和脂多糖[4,5]。
其中,MCs由蓝藻产生,属环七肽类肝毒素,也是淡水水体中最常见藻类毒素[6]。
MCs是确定促癌剂,可产生多种毒效应,巴西曾经发生因藻类毒素污染肾透析用水而导致61名患者因肾衰竭而死亡的严重教训[7];中国江苏启东和海门等原发性肝癌高发区的居民,曾有长期饮用受藻类毒素污染的饮水史,而相关的流行病学研究认为饮水藻类毒素污染是原发性肝癌的重要危险因素[8,9]。
青草沙水源地是改善上海市人民饮用水质量、确保饮用水安全的重要战略工程。
该工程建成后,全市的供水水源状况将得到极大改善,全市70%的供水水源将是优质的长江水,不仅可使取用长江水源水厂的出水水质达到国家新颁布的生活饮用水卫生标准,提供全市的自来水供水水质总体水平,改善城市形象和人民生活质量,提升城市软实力。
而且能大量节省水厂净水工艺改造和实施生产废水处置工程所需的资金、土地和生产运行成本,对上海的可持续发展具有重大意义。
因此,研究青草沙库区的藻类污染状况及其毒素水平对于预防控制藻类污染及其爆发,为上海市民提供安全饮水具有重要现实意义。
2.研究目的鉴于以上分析,本研究的目标是1)检测青草沙水库库区水质和富营养化相关指标,利用富营养化指数评价青草沙库区的富营养化状况;2)在藻细胞计数及藻属鉴定的基础上,分析库区藻类和藻类毒素污染水平;3)分析叶绿素a藻类和藻毒素污染的相关。
3.研究方法3.1 采样点和采样时间3.1.1 青草沙水库采样点分布根据青草沙库区的水文、地形、地貌特征和供水区域,结合研究目的和功能分区,本研究在库区设置10个监测点,各监测点分布如图1所示:分别为库首(1#)、垦区(2#、3#和4#)、库中(5#、6#和7#)、库尾(8#、9#和10#),其中10#为水库出水口。
图1. 青草沙库区采样点分布图表1. 青草沙库区不同深度采样点设置原则水深(m)采样点数说明≤51(水面下0.5m处)水深<1m,采1/2水深处5~10 2(水面下0.5m、水底上0.5m处)﹥10 3(水面下0.5m、水深1/2处、水底上0.5m处)3.1.2 采样时间分别于2013年1月(枯水期)、5月(平水期)和7月(丰水期、藻类增殖期)在青草沙上述设置的采样点进行采样。
3.2 富营养化水平评估3.2.1 富营养化相关指标检测富营养化相关指标包括现场测定透明度(SD),实验室测定总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD Mn)、叶绿素a(Chl-a),测定方法为国标法(GB3838-2002)。
方法见表2,对照国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)对青草沙水库和黄浦江水体进行评价。
表2. 富营养化相关评价指标、方法来源和评价标准限值水质评价指标测定方法国家地表水环境质量标准Ⅲ类水质限值(GB3838-2002)透明度(SD)Secchi盘总氮(TN)GB3838-2002 1mg/L总磷(TP)GB3838-2002 0.05mg/L高锰酸盐指数(COD Mn)GB3838-2002 6mg/L叶绿素-a(Chl-a)GB3838-2002 10mg/m33.2.2富营养化状态评价富营养化状态评价采用国际通用的富营养化指数法,分别对SD,Chl-a,TN,TP及COD Mn 等5种指标进行评价[10],利用公式计算各个指标的富营养指数,并赋予各个指标相应权重,并计算综合富营养化指数(CTSI M)。
TSI M(SD)=10×(2.46+(3.69-1.53×㏑(SD))/㏑2.5) (1.1)TSI M(Chl-a)=10×(2.46+㏑(Chla)/㏑2.5) (1.2)TSI M(TP)=10×(2.46+(6.7+1.15×㏑(TP))/㏑2.5) (1.3)TSI M(TN)=10×(2.46+(3.93+1.35×㏑(TN))/㏑2.5) (1.4)TSI M(COD Mn)=10×(2.46+(1.50+1.36×㏑(COD Mn))/㏑2.5) (1.5)各指标单位:SD (m), Chla (mg/m3), TP (mg/L), TN (mg/L), COD Mn (mg/L) CTSI M=W(Chl-a)×TSI M(Chla)+W(SD)×TSI M(SD)+W(TP)×TSI M(TP)+W(TN)×TSI M(TN)+W(COD Mn)×TSI M(COD) (1.6)W代表权重,各个指标权重为Chl-a:0.47,SD:0.253,TP:0.147,TN:0.081,COD Mn:0.049。