汀溪水库位于厦门市同安区西北部，是同安、翔安两区60多万人民群众的主要饮用水水源。由于上游养殖业污水大量排放曾导致水库水质下降，于2005 年7 月发生了蓝藻暴发^[1]。早在1998年就有研究发现同安水源和饮水存在微囊藻毒素(Microcystin，MC)污染，并提示与同安肝癌高发可能有某种联系^[2]，此后未再有后续的研究报道。MC是水体水质恶化时常见的一种藻毒素，具有肝脏毒性和肿瘤促进作用^[3]，严重威胁着人类的饮水安全和身体健康。本文通过对同安汀溪水库水中MC-LR、MC-RR和主要污染指标进行为期两年的监测，研究了汀溪水库中MC的污染状况与其主要污染指标的相关性，为建立MC的预警监测机制和针对性地采取有效防控措施，确保广大消费者的饮水安全提供科学的依据。

根据汀溪水库的供水状况(仅通过一条引流渠引向水厂)，在水库中心及引流渠入水口(离岸距离10 m左右)设置两个采样点，于2009年1月—2010年12月连续两年，每月采集1次水样。采样深度为水面以下0.5 m处，每次采集2.0 L，立即送回实验室检测。

微囊藻毒素标准品LR、RR浓度各为10.0 μg/mL，购自中科院武汉水生生物研究所；总氮、总磷标准物质(GBW(E)081020)、氨氮(以N计)(GBW(E)080374)、硝酸盐氮(以N计)(GBW(E)080373)等标准物质购自北京国家标准物质中心；Sep-park C₁₈固相萃取小柱(500 mg/6 mL)购自美国waters公司。

2695液相色谱仪(美国Waters公司)，6460三重四级杆串联质谱仪(美国Agilent公司)，722型分光光度计(厦门分析仪器厂)，828型酸度计(美国奥立龙公司)。

微囊藻毒素检测按《水中微囊藻毒素的测定》(GB/T 20466-2006)^[4]，并用LC/MS确证。叶绿素a(chla)、总氮(以N计)、总磷、氨氮(以N计)、硝酸盐氮(以N计)、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、溶解氧、透明度、水温、pH的监测按照《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)^[5]、《水和废水监测分析方法》(第四版)^[6]中的方法进行，水温现场测定。

采用国家环保总局推荐的综合营养状态指数法^[7]对水质的营养状况进行评价。即以叶绿素a的状态指数TLI(chla)为基准，再选取总氮、总磷、透明度和高锰酸盐指数的状态指数与基准状态指数TLI(chla)进行相关加权综合，计算综合营养状态指数TLI(∑)。当TLI(∑)<30时为贫营养，30～50为中营养，50～60为轻度富营养，60～70为中度富营养，>70为重度富营养。

使用SPSS 19.0软件进行MC含量与环境因子的相关性分析，以及各点MC含量与环境因子的单因子方差分析(AVONA),以P<0.05为差异有统计学意义。MC-RR和MC-LR未检出的样本按检出限的1/2计算。

对汀溪水库监测结果显示(表 1)，氨氮(以N计)、五日生化需氧量、高锰酸盐指数、溶解氧、pH、硝酸盐氮(以N计)的平均含量，均符合《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)^[5] 限定的Ⅱ类水质标准。但在个别时期(2010年5—7月)存在着五日生化需氧量、高锰酸盐指数、pH超标现象。总磷的平均值达到0.30 mg/L，是Ⅱ类水限值的1.2倍；总氮(以N计)质量浓度0.85～1.65 mg/L，平均值为1.26 mg/L，是Ⅱ类水质标准限值的2.52倍；叶绿素a为标准限值的3倍。全年水温在14.0～32.8℃波动，呈明显的季节变化，1～4月份和12月份的水温均在20℃以下，在8～9月份达到30℃以上。其它污染指标则无明显的季节性变化规律。

应用综合指数法对汀溪水库水质进行营养化评价发现(图 1)，两年的TLI指数在30～60之间波动，2009年和2010年营养状态指数分别为41.98、44.51，为中营养水平，春季和夏季营养化水平略高于秋冬季节。在2010年5月和6月达到轻度富营养水平，TLI指数分别为54.97和51.66。

图1 2009—2010年汀溪水库水质富营养化水平

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图 2显示了两年来汀溪水库MC-LR和MC-RR的变化情况，均在较低的含量水平波动。 MC-LR质量浓度为0.0025～0.238 μg/L，平均含量0.028 μg/L ，检出率为43.48%，检出结果均小于1 μg/L的国家限量标准，最高检测值出现在2009年8—9月的水样中，其余均在0.05 μg/L 以下波动。MC-RR质量浓度为0.0012～0.162 μg/L，平均含量0.022 μg/L，检出率为56.52%，最高检测值出现在2009年6月的水样中，显示在夏季季节性升高。

图2 汀溪水库水中MC-RR、MC-LR测定结果

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将MC-LR和MC-RR分别与水体中水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮(以N计)、总磷、总氮(以N计)、硝酸盐氮(以N计)、叶绿素a、透明度和氮磷比等指标进行相关性分析(表 2，3)。结果显示，MC-RR与氨氮(以N计)、总氮(以N计)、硝酸盐氮(以N计)、透明度和氮磷比呈负相关，与水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、总磷和叶绿素a呈正相关。其中MC-RR与透明度呈统计学负相关(P<0.05)。MC-LR与溶解氧、五日生化需氧量、氨氮(以N计)、总磷、总氮(以N计)、硝酸盐氮(以N计)和叶绿素a呈负相关，与水温、pH、高锰酸盐指数、透明度和氮磷比呈正相关，但这些相关性均不具有统计学意义。

表 2 汀溪水库MC-RR与各理化指标相关性分析

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表 3 汀溪水库MC-LR与各理化指标相关性分析

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各理化因子之间的相关性分析显示，叶绿素a与pH、高锰酸盐指数和五日生化需氧量之间，以及高锰酸盐指数—pH、高锰酸盐指数-水温、五日生化需氧量—pH、总氮(以N计)—硝酸盐氮(以N计)、总磷—氮磷比存在极显著相关(P<0.01)，pH—水温、五日生化需氧量—溶解氧、五日生化需氧量—高锰酸盐指数呈现显著关联(P<0.05)。

使用SPSS 19.0对数据进行多元逐步回归分析，结果显示，对于MC-LR各理化指标都未能进入回归模型，MC-RR最好的回归模型也只有总氮(以N计)、透明度进入。通过进入回归模型的总氮、透明度对MC-RR进行预测，其R²达到0.419(P<0.006)，多元回归线性方程为MC-RR=0.159-0.047×透明度-0.068×总氮(以N计)。按其对MC-RR的影响大小依次为总氮>透明度。

调查结果显示研究期间内汀溪水库水质处于较低程度的营养化水平，除2010年5月和6月水体达到轻度富营养水平外，其余时期水体均处于中营养状态，TLI指数在30～60范围内波动并未出现明显的变化，总体水质较好。但总氮(以N计)、总磷、叶绿素a、透明度等指标超过《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)^[5]Ⅱ类水质标准限值。两年来水样中近半数被检测出含有MC-LR或MC-RR，且在各季节均有分布，但并未随TLI指数波动而出现明显改变。所有被检出含有MC-LR的水样检出质量浓度均低于1 μg/L的限量标准。与张昌盛等^[2]的前期研究结果相比，同安区饮用水源水质有了极大的改善。

虽然汀溪水库水样中MC-RR和MC-LR与理化因子之间存在不同程度的正相关或负相关，但具有统计学意义关联性的因子仅有MC-RR与透明度之间存在显著负相关(P<0.05)。与一些已有研究报道的水体中MC与总磷、总氮(以N计)、叶绿素a等多个理化因子之间存在关联的结果不太一致。例如在毛敬英等^[8]对滇池和太湖的研究中发现MC-LR浓度与 总磷、总氮呈极显著的正相关(P<0.01)；李慧敏等^[9]对官厅水库的研究也指出MC与总磷、总氮(以N计)有显著关联(P<0.05)。还有研究表明MC与pH、叶绿素a、二氧化氮、高锰酸盐指数、透明度和氮磷比等因子呈现出显著相关^{[10, 11]}。即使是与透明度相关性的研究也有不同的结果，蔡金傍等^[12]在对华北某水库的监测中也发现MC-LR 与透明度呈极显著负相关(P<0.01)，而潘晓洁等^[13]对昆明滇池水体的监测发现马村湾、海东湾MC含量与透明度之间呈显著正相关(P<0.05)。

经过比较发现，上述的研究多选用污染状况严重的水体进行分析，例如毛敬英等^[8]选取的太湖等水体，其营养化程度达到重度富营养化，MC-LR的平均检测值为1.48 μg/L，MC-RR的平均检测值为0.53 μg/L；李慧敏等^[9]选取的北京官厅水库，MC-LR平均含量达0.749 μg/L；张琳等^[10]选取的是贵州省红枫湖，MC含量在0.41～104.5 μg/L；杨希存等^[11]选取的是秦皇岛洋河水库，MC检出质量浓度在0.13～0.93 μg/L。这些水体的共同特点是水质差，MC含量高，研究结果中MC与总磷、总氮等多项理化因子之间表现出显著关联。

相比较而言，本次研究的对象中MC的检出质量浓度较低，监测周期内MC-LR、MC-RR平均含量分别为0.028 μg/L和0.022 μg/L，水体状况与上述研究对象有较大区别。国内也有学者选取MC含量较低的水体进行研究，其研究结果与本次研究相似，同样表现为水体中低浓度的MC与理化因子之间的关联性不显著。例如朱美洁^[14]对福州山仔水库的研究中检出MC含量为0.03～0.37 μg/L，与理化因子进行相关性分析后发现，仅与水温有极显著相关(P<0.01)，与总磷有显著相关(P<0.05)；芮翠杰等^[15]对青岛市棘洪滩水库的研究中仅检出MC-RR，平均浓度在0.055～0.104 μg/L，理化因子的相关性分析结果中，仅有总氮与MC-RR存在显著相关。所以研究MC与理化因子之间的关联性时，MC质量浓度的大小可以影响其与理化因子之间的关系。要证明MC与理化因子间是否存在具有普遍意义的关联仍有待进一步研究。

通过对汀溪水库MC与各理化因子进行回归分析表明，影响MC含量的主要因素是总氮和透明度。透明度表示水中杂质对透过光线的阻碍程度，是一项重要的感官性状指标。有研究表明，藻类的大量繁殖是影响透明度的主要因素^[13]，藻类越多水样的透明度下降；而氮是藻类生长必需的营养成分之一。因此对藻类毒素爆发的早期监测中，加强对氮源、透明度等相关因子的监测，通过这些相关因子的变化就可以达到早预警、早预防的目的。