检测水质指标可以告诉我们这个水体处于什么环境状态?有没有富营养化、有机污染、盐分/离子增加、缺氧等问题?这些变化有没有可能影响动物或植物群落?
| 指标 | 主要告诉你什么 | 高/低可能意味着什么 |
|---|---|---|
| 水温 | 水体热环境 | 高温、季节变化、热污染 |
| pH | 酸碱环境 | 酸化/碱化 |
| 电导率 EC | 水中离子/溶解物质 | 盐分、矿物质、污染输入 |
| 溶解氧 DO | 水体氧状态 | 缺氧、耗氧、有机污染 |
| 总氮 TN | 氮营养盐总体水平 | 富营养化风险 |
| 总磷 TP | 磷营养盐总体水平 | 富营养化、水华风险 |
| 氨氮 NH₃-N | 含氮有机物分解/污染 | 污水、有机污染、毒性风险 |
| 叶绿素a | 藻类生物量 | 藻类大量繁殖、水华风险 |
| ORP | 氧化还原状态 | 缺氧、还原性增强等 |
| 磷酸盐 | 可利用磷 | 藻类/植物可利用营养盐增加 |
1.水温
水温会影响很多生态过程:
- 鱼类代谢
- 鱼类繁殖
- 鱼类活动
- 微生物分解
- 溶解氧
- 藻类生长
- 水生植物生长
水温越高,水体溶解氧的饱和浓度通常越低。
水温 ↑
↓
DO可能 ↓
↓
鱼类生境发生变化
因此后面做鱼类群落分析时:
水温和溶解氧DO最好结合起来看。
2.pH
pH过低
可能说明:
水体酸化。
可能与:
- 酸性物质输入
- 有机物分解
- 土壤/沉积物过程
有关。
pH过高
可能与:
藻类大量进行光合作用
有关。
因为藻类光合作用会消耗 CO₂,使水体 pH 升高。
因此:
pH 本身不能直接告诉你“发生了水华”,但异常升高可以作为进一步关注藻类活动的信号。
3.电导率EC
它主要反映:
水中能够导电的溶解离子/溶解性物质的总体水平。
EC升高可能意味着:
水里:
离子/溶解性物质增加。
可能来自:
- 污水输入
- 农业径流
- 盐分
- 矿物质
- 城市径流
- 其他外源输入
但是注意:
EC高 ≠ 一定污染。
所以最好写:
“电导率升高可能反映水体溶解离子及可溶性物质输入增加”
而不要简单写成:
“电导率高说明水体污染严重”。
4.溶解氧DO
Dissolved Oxygen,溶解氧。
DO低意味着什么?
最典型的情况:
水体中的氧气含量。
例如:
有机物增加 ↓ 微生物分解有机物 ↓ 消耗氧气 ↓ DO下降
所以 DO 下降可能与:
- 有机污染
- 富营养化
- 藻类大量死亡后的分解
- 水体交换不良
- 底层缺氧
有关。
5.总氮TN/总磷TP
水体中各种形态氮的总体水平。
水体磷营养盐的总体水平。
TN ↑ TP ↑
↓
营养盐增加
↓
藻类/植物生长可能增强
↓
富营养化风险 ↑
TN + TP 可以判断什么?
①TN低、TP低说明:营养盐输入相对较低。
②TN高、TP高说明:富营养化风险值得关注。
进一步如果:叶绿素a也很高,证据链就更完整。
再进一步:DO出现明显下降
富营养化
↓
藻类大量繁殖
↓
藻类死亡/分解
↓
微生物耗氧
↓
DO下降
↓
鱼类生境受到影响
6.氨氮 NH₃-N——“有没有比较明显的含氮污染输入?”
氨氮与:
有机物分解、生活污水、农业/养殖等含氮物质输入
有关。
所以它比 TN 更像是一个:
具体的含氮污染信号。
如果某区域:
NH₃-N明显升高
你就需要考虑:
- 污水输入
- 有机物分解
- 鸟类活动
- 人类活动
- 水体交换条件
等因素。
7.叶绿素a——“水里藻类多不多?”
叶绿素a可以作为:
藻类生物量/水体初级生产力的一个重要表征指标。
如果:
Chl-a ↑
通常说明:
水体中的藻类生物量增加。
如果同时:
TN ↑
TP ↑
Chl-a ↑
那么你就有比较好的证据支持:
水体存在较明显的富营养化倾向。
8.氧化还原点位 ORP——“水体处于氧化还是还原状态?”
可以简单理解成:
水体当前是比较“氧化”的环境,还是比较“还原”的环境。
ORP较高
一般意味着:
氧化性较强。
ORP较低
可能意味着:
还原性增强。
特别是在:
缺氧/厌氧环境中,ORP可能发生明显变化。
所以 ORP 对:
- 底泥
- 湿地
- 有机物分解
- 缺氧
- 微生物过程
比较有意义。
9.磷酸盐——“有没有可以被生物直接利用的磷?”
TP
水里所有形态的磷总体有多少。
磷酸盐
更关注:
水体中可利用的无机磷。
所以如果:
磷酸盐 ↑
可能意味着:
藻类和水生植物能够利用的磷增加。
因此它对研究:
富营养化
很有价值。
但如果你的经费有限:
TP的优先级高于磷酸盐。
不同“水体问题”对应哪些指标?
| 想判断的问题 | 重点看什么 |
|---|---|
| 水体温度变化 | 水温 |
| 酸化/碱化 | pH |
| 溶解离子/盐分增加 | EC |
| 缺氧问题 | DO |
| 有机物分解/耗氧 | DO、NH₃-N、ORP |
| 氮营养盐过高 | TN、NH₃-N |
| 磷营养盐过高 | TP、磷酸盐 |
| 富营养化 | TN、TP、Chl-a、DO |
| 藻类大量繁殖 | Chl-a、pH、DO |
| 水华风险 | Chl-a + TN + TP |
| 还原/缺氧环境 | ORP、DO |
| 外源离子输入 | EC |
| 鱼类生境质量变化 | 水温、DO、pH、EC、TN、TP |
总结:水温告诉你“热环境怎样”;pH告诉你“酸碱怎样”;EC告诉你“溶解离子多不多”;DO告诉你“氧够不够”;TN/TP告诉你“营养盐多不多”;NH₃-N告诉你“含氮污染输入怎么样”;叶绿素a告诉你“藻类多不多”;ORP告诉你“水体氧化还原状态怎样”;磷酸盐告诉你“可利用的磷多不多”。
总氮和氨氮、总磷和磷酸盐之间的关系
最简单的一句话是:
TN 和 TP 是“总量”的概念;氨氮和磷酸盐是其中某些具体形态的概念。
1.总氮 TN 和氨氮
TN回答:
“这个水体总体上氮多不多?”
所以特别适合用来判断:
营养盐水平、富营养化潜力。
NH₃-N回答:
“这些氮里面,有多少是以氨/铵形态存在?”
它对于判断:
有机物分解、生活污水/养殖等含氮输入以及水体氮循环状态
测 TN 是看“氮的总量”;测氨氮是进一步看“氮里面有多少处于氨/铵这种形态”。
2.总磷 TP 和磷酸盐
TP
问的是:
“水里总共有多少磷?”
磷酸盐
问的是:
“其中有多少磷是以相对容易被生物利用的形态存在?”
示例:如果有一处水体:
这就非常值得关注。
因为它形成了一条比较完整的生态解释链: