[发明专利]一种测定水体富营养化驱动力因子的实验方法

说明书

技术领域

本发明属于水体富营养化调研技术领域，特别涉及一种测定水体富营养化驱动力因子的实验方法。

背景技术

水体富营养化(eutrophication)是指由于大量的氮、磷等元素排入到流速缓慢、更新周期长的地表水体，使藻类等水生生物大量地生长繁殖，使有机物产生的速度远远超过消耗速度，水体中有机物积蓄，破坏水生生态平衡的过程。富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。

针对目前水体富营养化的现状，大多学者只是研究了水体中藻类的生长状况，包括藻类的种类和数量，与藻类生长情况密切相关的水质参数包括有机物以及氮磷等营养元素含量，以及水体中的藻类去除方法等内容。然而，一个水体是否健康，是否会发生富营养化，不仅与水中的有机物及氮磷等营养元素的含量有关，还与水体的流动状态及存在于天然水体和底泥中的生态系统类型密切相关。一个藻密度很高的水体可能由于系统水力状态和生态系统的变化变得不利于藻类的生长繁殖，目前藻密度低的水体也可能由于水利条件和生态系统的变化更有利于藻类的生长。因此，现有的水体富营养化的评价方法难以有效的表征天然水体发生富营养化的驱动作用。这种驱动作用我们用驱动力因子k来表示，驱动力因子k：单位时间内藻密度的变化量，

k＝(A-A’)/(B-B’)＝ΔA/ΔB。

其中：

A-表示第B天时主体反应器(3)中的藻密度。

A’-表示第B’天时主体反应器(3)中的藻密度。

ΔA-表示在时间段ΔB内主体反应器(3)中藻密度的变化量。

B，B’-表示观测天数，且B、B’∈(0,10)。

如果驱动力因子为正值则说明水体有利于藻类生长，即便水体目前没有发生富营养化，水体也会有向富营养化发展的趋势；反之，如果驱动力因子为负值则说明水体不利于藻类生长，即没有向富营养化发展的趋势。驱动力因子越大则水体发生藻类爆发的风险越大，反之则越小。

发明内容

为了完善现有水体富营养化的评价方法，本发明的目的在于提供一种测定水体富营养化驱动力因子k的实验方法，在模拟天然水体及保留原来生态群落结构的基础上，能较准确的测定水体富营养化驱动力因子k的大小，填补了这项技术的空白，能给学者今后更好地研究水体富营养化问题提供一些帮助和依据。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种测定水体富营养化驱动力因子的实验方法，取包含污泥以及各个水深处的水样，向其中接种藻液，测定水样中单位时间内藻密度的变化量；如果藻密度持续增大，则水体富营养化驱动力因子为正值，如果藻密度持续减小，则水体富营养化驱动力因子为负值；单位时间内藻密度的变化量越大表明水体发生藻类大量繁殖的驱动力越强。

其中接种藻液后可进行为期10天的培养，然后再进行测定。水体富营养化驱动力因子为正值时，表明水体存在藻类爆发的风险；水体富营养化驱动力因子为负值时，表明水体不利于藻类的生长繁殖。发生藻类大量繁殖的驱动力越强则表明水体的健康状况也越差。

优选地，所述水样在获取之后，使其混合均匀，然后过滤使水样不含藻类及浮游生物，之后再向其中接种藻溶液。所述藻液的接种量可以为每毫升水样中藻细胞8-10个或50-60个；藻液的接种方法为：将处于对数生长期的小球藻细胞溶液稀释至浓度为9000个/ml，之后吸取并接种至水样中。

优选地，所述单位时间可以为1天。

优选地，接种藻液之后，通过水力循环系统，保持富营养化驱动力因子的测定过程的水力条件与天然水体的水力条件相同，例如，保持水力流动。

所述取水样的方法为：

利用不锈钢管1、渐扩管2和主体反应器3组成取样工具，不锈钢管1连接渐扩管2的窄口部，主体反应器3连接渐扩管2的阔口部，主体反应器3为圆柱形，位于取样工具的最下方，将取样工具垂直插进湖泊的底泥中，待取样工具进入泥层5-10cm时，缓缓从水中提出，此时取样工具中含有底泥及各个水深处的水样，取样结束。