天津入?？谒|(zhì)污染的影響因子研究

天津入?？谒|(zhì)污染的影響因子研究

根據(jù)近年來對渤海沿岸水域污染的研究數(shù)據(jù)，勃海大部分近海污染嚴(yán)重，局部超標(biāo)嚴(yán)重。相當(dāng)一部分近海水質(zhì)惡化為類和類海水。渤海近岸海域污染主要是陸源污染物引起的,它約占入海污染物總量的87%,而陸源污染物中由入海河口排入的約占95%。因此,加強(qiáng)河口污染監(jiān)測及治理,對防治近海污染具有重要意義。海洋污染監(jiān)測有理化監(jiān)測和生物監(jiān)測。長期以來,人們對那些人類可間接利用的水生生物資源物中具有潛在環(huán)境價(jià)值如環(huán)境監(jiān)測的物種或?qū)?yīng)用物種重視不夠,但這些具有環(huán)境價(jià)值的物種首先作為整個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分,其作用不可替代,而水生生物對水環(huán)境的指示作用,其價(jià)值又具有現(xiàn)實(shí)意義。其中一項(xiàng)重要的監(jiān)測項(xiàng)目是水中的細(xì)菌數(shù)量。它不僅可以作為一項(xiàng)水質(zhì)檢測指標(biāo),還在水處理中參與凈化。文獻(xiàn)報(bào)道,生物處理的目標(biāo)在于降低以BOD、COD等所表示的有機(jī)物濃度,盡可能除掉N、P等營養(yǎng)鹽。在好氣處理中,有很多細(xì)菌、真菌和原生動物等微生物參與凈化。因此,研究異養(yǎng)菌數(shù)與各項(xiàng)理化因子之間的關(guān)系對水質(zhì)污染評價(jià)及污染治理具有重要意義。為探測細(xì)菌在海洋污染中的指示作用,本研究對青靜黃排水河、獨(dú)流減河和海河經(jīng)天津渤海灣入海的三個(gè)河口的表層水在不同季節(jié)進(jìn)行了現(xiàn)場取樣和分析,比較了理化指標(biāo)與細(xì)菌指標(biāo)的污染評價(jià)結(jié)果并研究分析了兩者之間的相關(guān)性,旨在為細(xì)菌在海洋陸源污染評價(jià)中的應(yīng)用提供依據(jù)。1材料和方法1.1樣品的采集和處理(1)實(shí)地調(diào)查和水樣采集分別于2006年12月13日(冬)和2007年6月2日(夏)兩次對天津渤海灣的青靜黃排水河、獨(dú)流減河和海河三個(gè)河口進(jìn)行實(shí)地考察并采集表層水樣。共設(shè)6個(gè)采樣點(diǎn),每個(gè)河口設(shè)間隔約100m的兩個(gè)采樣點(diǎn)。其中2007年6月2日采樣時(shí)青靜黃排水河由于河道施工,入海排水口被截流。海河的兩個(gè)采樣點(diǎn)5#、6#設(shè)在入?？诜姥撮l兩側(cè),5#靠河面6#靠海面。第一次采樣時(shí)閘門關(guān)閉,第二次閘門開啟。(2)水樣的回用采用多點(diǎn)混合采樣的格局,用無菌瓶直接采集水下50cm的水樣放入冷藏箱,盡快帶回實(shí)驗(yàn)室完成微生物操作。水質(zhì)分析采樣依據(jù)《海洋監(jiān)測規(guī)范》GB17378.4-1998標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,樣品采集后迅速拿到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測試。1.2細(xì)菌指標(biāo)檢測對水樣測定的項(xiàng)目有理化指標(biāo),如溫度、鹽度、pH、DO、COD、硝酸氮、亞硝酸氮、氨氮,細(xì)菌指標(biāo)如異養(yǎng)菌數(shù)、大腸菌群、弧菌數(shù)、石油降解菌等。測定方法均按《海洋監(jiān)測規(guī)范》執(zhí)行,海水評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。本次調(diào)查所得數(shù)據(jù)采用SPSS中的一元回歸分析方法分析細(xì)菌指標(biāo)與理化因子的相關(guān)性。2結(jié)果分析對采樣的三個(gè)河口水樣進(jìn)行多個(gè)指標(biāo)檢測,所測結(jié)果見表1、表2。2.1青靜黃排水河和其他河流口污染根據(jù)國家海洋水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合兩次采樣結(jié)果(表1、表2),此三個(gè)河口的理化指標(biāo)如COD、無機(jī)氮等多超過國家Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(COD<5mg/L,無機(jī)氮<0.5mg/L)。其中青靜黃排水河污染較為嚴(yán)重,其次是獨(dú)流減河,海河污染相對較輕。比較兩次采樣結(jié)果,對于青靜黃排水河,第二次采樣時(shí)因施工已截流,樣品中混有一定比例的地下水,理化檢測指標(biāo)顯示水質(zhì)好于第一次采樣,可見入海河流口污染主要來自陸源污染;獨(dú)流減河中無機(jī)氮含量明顯增加,富營養(yǎng)化程度增加;海河除鹽度因子因閘門開閉的原因變化較大外,其他理化因子變化不明顯。2.2細(xì)菌指數(shù)評價(jià)水質(zhì)2.2.1污水區(qū)菌數(shù)分布異養(yǎng)菌數(shù)是最常用來指示有機(jī)污染的一個(gè)指標(biāo)。異養(yǎng)細(xì)菌能有效利用陸源溶解有機(jī)污染,對凈化海水化學(xué)環(huán)境、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性有重要作用。異養(yǎng)細(xì)菌代表海域受有機(jī)污染程度,菌數(shù)與有機(jī)物濃度呈正相關(guān)。根據(jù)吉田(1973)提出的標(biāo)準(zhǔn)污水區(qū)菌數(shù)在105以上以及水質(zhì)污染等級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(見表3)。分析兩次采樣結(jié)果發(fā)現(xiàn),三個(gè)河口中青靜黃排水河口兩次采樣站位中異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)分別為2.37×105,2.27×105,0.8×105,4.08×105(cfu/ml)均達(dá)到或接近污水區(qū)標(biāo)準(zhǔn),屬重污染程度(105～104);其次是獨(dú)流減河與海河,異養(yǎng)菌數(shù)平均在103～104變化,屬中污染程度。表明青靜黃排水河有機(jī)污染最為嚴(yán)重。2.2.2排水河兩水2e大腸菌群是水質(zhì)糞便污染的指示菌,是海水陸源污染的重要生物之一。大腸菌群指數(shù)是環(huán)境狀況評價(jià)的重要參數(shù)。觀察發(fā)現(xiàn),青靜黃排水河兩次采樣結(jié)果變化很大,第一次采樣結(jié)果中大腸菌群為23800cfu/ml,按國家海洋水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定此水質(zhì)已超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(大腸菌群數(shù)<10000cfu/ml);而第二次結(jié)果為230cfu/ml,變化之大主要原因在于青靜黃排水河的截流,可見大腸菌群為海水陸源污染的有效指示菌;獨(dú)流減河和海河受人類糞便污染較輕,但比較兩次取樣結(jié)果,海河污染趨于嚴(yán)重。2.2.3青靜黃排水河和獨(dú)流減河、海運(yùn)污染程度結(jié)果分析弧菌是自然海水中生存的正常菌群成員之一,是目前海水養(yǎng)殖中最為常見的條件致病菌。有學(xué)者調(diào)查結(jié)果表明,弧菌喜好生長于有機(jī)質(zhì)豐富的環(huán)境中,其數(shù)量的多寡可以指示環(huán)境的污染程度。比較兩次采樣結(jié)果,青靜黃排水河水樣中弧菌數(shù)有所減少,而獨(dú)流減河和海河中弧菌數(shù)卻明顯增加,其中海河水樣中弧菌數(shù)增加最明顯,數(shù)量級由100增加到103,這表明青靜黃排水河污染程度有所減輕而獨(dú)流減河和海河污染程度有所增加,海河污染趨于嚴(yán)重。這與大腸菌群的評定結(jié)果相一致。2.2.4采樣位置的確定石油降解菌的豐度在一定程度上客觀地反映了海區(qū)受油類物質(zhì)污染的程度。本次調(diào)查的三個(gè)河口中,獨(dú)流減河的采樣位置位于大港油田附近,而海河采樣點(diǎn)位于清淤碼頭附近。從測定結(jié)果來看,海河、獨(dú)流減河的石油降解菌數(shù)明顯高于青靜黃排水河,可見海洋的石油污染主要來源于油田和輪船,石油降解菌有一定的石油污染指示作用。3表層海水細(xì)菌和理化因子的回歸分析河口污染的理化指標(biāo)與細(xì)菌指標(biāo)評定結(jié)果基本相同。對兩次采樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果利用一元回歸分析方法(SPSSforwindows10.0),分析了表層海水中各種細(xì)菌指標(biāo)與理化因子之間的相關(guān)性,分析結(jié)果見表4。3.1無機(jī)氮與其他理化因子的關(guān)系結(jié)合表4、圖1可以看出,異養(yǎng)細(xì)菌與COD顯著正相關(guān)(P<0.05),相關(guān)系數(shù)R為0.597,與DO呈負(fù)相關(guān)性(R=-0.574,P=0.051)。與各種無機(jī)氮成負(fù)相關(guān),但P較大相關(guān)性不明顯。而與其它理化因子的相關(guān)性更不明顯。根據(jù)焦俊鵬等對杭州灣調(diào)查的結(jié)果,異養(yǎng)細(xì)菌與COD呈現(xiàn)正相關(guān),與無機(jī)氮呈負(fù)相關(guān)性。還有黃秀清調(diào)查的結(jié)果,異養(yǎng)細(xì)菌與DO呈負(fù)相關(guān),林曉濤等對山東月湖的調(diào)查結(jié)果,細(xì)菌數(shù)量與DO為顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。本次調(diào)查結(jié)果與以往調(diào)查結(jié)果基本相同。3.2溫度和鹽度對大鼠尾高、水文水平檢測的影響結(jié)合表4、圖2可以看出,大腸細(xì)菌COD(R=-0.556,P=0.061)正相關(guān)。與DO極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);與鹽度、NO3-N、水溫呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.563、-0.566、0.843,可信度P分別為0.057、0.055、0.419。盡管與溫度的相關(guān)系數(shù)較高,但P較大可信度不高。焦俊鵬等對杭州灣調(diào)查結(jié)果顯示,糞大腸桿菌與鹽度呈負(fù)相關(guān),與水溫、COD呈正相關(guān)。除溫度之外,調(diào)查結(jié)果基本符合。3.3溫度和鹽度對弧菌數(shù)量的影響,主要有溫度、鹽度和氮素結(jié)合表4、圖3可以看出致病性弧與DO、NO2-N、氨氮、pH的相關(guān)性為負(fù)相關(guān)(P>0.05),與COD正相關(guān)。許多研究表明,弧菌的數(shù)量與水溫和鹽度相關(guān),但本次調(diào)查研究中這種相關(guān)性并不明顯。梁玉波等實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,弧菌的數(shù)量與有機(jī)污染環(huán)境中氨及無機(jī)氮呈顯著的正相關(guān),與NO2-N有明顯的正相關(guān)。這與本次的調(diào)查結(jié)果不一致。3.4-n、氨氮、鹽度結(jié)合表4、圖4可以看出,石油降解菌與COD負(fù)相關(guān),與NO3-N、氨氮、鹽度正相關(guān)(P>0.05)。與鹽度的相關(guān)性表明,石油污染主要來自海洋污染。所測得石油降解菌數(shù)量基本符合采樣點(diǎn)的地理位置特點(diǎn),這充分體現(xiàn)了此菌的石油指示作用。4環(huán)境因子的相互作用。在進(jìn)行訴訟本次關(guān)于細(xì)菌數(shù)與環(huán)境理化因子之間相關(guān)性的研究結(jié)果與以往的研究結(jié)果大致相同,但有些指標(biāo)變化規(guī)律相差很大,甚至截然相反。這主要是因?yàn)榧?xì)菌生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),各種環(huán)境因子、生物因子之間相互作用相互影響,許多條件下并不能用簡單的單因子之間的相關(guān)性就能描述各種因子和菌數(shù)之