温排水对水体生态环境的影响及浮萍的适应温度

水体温度的升高会带来一系列问题，最主要的是使水体中溶解氧的能力下降，加之当有机污染较严重时，水中需氧有机物的氧化分解速度加快，耗氧量增加，也使水中溶解氧含量减少，溶解氧的减少又会影响水中的生化反应，导致水质的改变。

(一)对水质的影响

水温的变化对水的物理性质，如密度、黏度、饱和水蒸气压力、表面张力、气体溶解度以及气体在水中的扩散系数等都有影响，表3-5表明了温度对水体物理性质的影响。其中以氧的饱和溶解度的改变对水生物影响关系最大。

表3-5　温度对水体物理性质的影响

续表

水中溶解氧的含量除了与水的温度有关外，还与流速、水的波动状况及大气压有关。表3-5所列溶解氧是在一个大气压情况下的数值。

水中的氧气是维持绝大多数水生物生存所必需的，其来源主要由大气直接溶解于水中和水生植物的光合作用所产生。水的温度愈高，饱和溶解氧愈小。而另一方面，温度的上升，会加速水体上层和底泥中有机物生物降解和加速水中细菌和鱼类的呼吸率，这些都增加了对水中溶解氧的需要量。这种相反方向的变化 (需氧量增加，而氧源减少)，导致鱼类死亡、厌氧菌大量繁殖及水质严重恶化的现象。水体温升导致水中溶解氧降低可能对水生生物产生致命的影响，早在1963年日本全国渔业协同组合联合会就曾发表过日本香川县养殖的鱼因水体缺氧而大批死亡的报道。

水中颗粒下沉的速度与运动黏度成反比，温度上升，运动黏度下降，颗粒下沉速度增大。在天然河流中由于水温的增高引起悬沙沉积的增加，已引起水运航道部门的注意。

水温的升高会使水中的化学、生化反应加快，水温每升高10℃，化学反应速度增加一倍；微生物的活力是随化学反应速度增加而增加的，这是水温对水质影响的重要方面之一。温度升高加速化学与生化作用的同时也带来了水体的气味问题。水温的升高改变了水的离子强度、导电度、分解性、溶解和腐蚀性，对水处理厂的处理方法也有影响。

水体中的重金属和有毒物质亦会由于水温的升高而活性增强，从而加剧了升温水体的毒性作用。

水温增高可使一些藻类繁殖能力增强，加速水体的“富营养化”过程。

(二)对水生生物的影响

1.对鱼类的影响

鱼类是变温动物，它的体温是随着所生活的水体温度变化而改变的，水温直接影响到鱼类体内的生化反应，如酶的转化——基质的亲和性、能量激活的变化和同功酶机制的控制等，以致左右着整个有机体的代谢和生理机能。

鱼类等水生生物长期在某一水温下存活和生长，这一水温即为当时的基础水温，如水温在短时期内升高，鱼类的生理机能立即调整来适应新的水温，如水温变化的幅度不大，未超过其适应和忍受的范围，鱼类即对新的水温开始适应(呼吸加快，血液循环加速，新陈代谢作用提高)，并使所有生理机能趋向稳定和正常，这时新的水温即可称为 “适应温度”或称“驯化温度”。这种适应水温升高的机能可称为“适热性”。而这种由于水温升高导致机体内外产生一系列反应的现象，称为“热冲击”(相反的一种情况是在水温剧烈下降时，也会给鱼类等带来类似的刺激，这种刺激称为“冷冲击”)。

各种鱼类及各种水生物对热冲击的适热性强弱不同，可适应的幅度也不一样，如较大幅度温升带来的热冲击超过了鱼类等的适热能力时，它们就会失常、昏迷乃至死亡。如果升温幅度接近适热极限时，往往引起鱼类体表血管扩张，表皮和鳞鞘严重充血而遍体发红，严重的不久会死亡。

我国主要的淡水经济鱼类如青鱼、草鱼、鳞鱼、鲤鱼等都属于广温性温水鱼类，尽管它们能在较大的温度区间内生存(0～38℃)，但如水温在短期内有较大幅度的升降，也会给它们带来不同程度的危害。

水体升温超过一定限度将改变原有水域的生态环境。温度是鱼类回游的诱导因素，许多鱼、虾是依靠水温来引导他们回游的。水温的变化可能改变鱼类的回游习性，升温区内对温度敏感的水生物会在迁徙、回避过程中造成水域生态系统的紊乱，并出现生态转化现象，即某些不能适应升温水体环境的水生生物消失，适应的生物来此移植繁衍，使水域中原生的鱼种改变。而局部水域的生态转化，还会导致更广泛水域的生态转化，从而影响区域的生态平衡。(www.xing528.com)

从生物学角度看，温排水使水温升高对水生生物的产卵期、栖息期、发育期都会产生严重影响，会引起水生物幼体、鱼卵等的畸变和死亡。有时水温虽未达到使鱼类致死的温度，但已超过了产卵和孵化最适宜的温度，从而使鱼类繁殖率降低。美国本土产的鱼，在温度超过35℃时，没有一种能活下来。

2.对水生植物的影响

水生植物能通过光合作用产生氧气，其本身又是某些鱼类的食物。保护水生植物的生长环境是保护水体生态健康的基础。

(1)水生维管束植物的适宜温度。水生维管束植物分布很广，常见的品种近百种，大部分能作鱼和家禽饲料，其中苦菜、浮萍更是为草杂食性鱼类所喜食。科学家选择了浮萍科中紫背浮萍和稀脉浮萍作为试验材料，研究水生维管束植物的适宜温度。试验结果如下：

1)紫背浮萍的生长最适水温为30℃；

2)稀脉浮萍的50%致死温度为40℃，安全温度为40-2=38 (℃)；

3)上述两种浮萍在自然环境下常生存于同一水体中，其生长温度也相近，如上述两种数据合并使用时，根据MWAT公式计算，得到两种浮萍生长的最高周平均温度为30

(2)水温的变化对浮游植物的影响。浮游植物是一大群简单、古老的低等植物，其种类繁多，已知的就有3万余种。尽管它们多数个体很微小，一般不为人所注意，但却是水体中鱼类和其他水生动物的直接或间接的饵料，是水域中的原始生产者，在决定水域生产力方面有重要意义。在藻类生长的环境中，光线、营养元素、温度等是主要因素。在前两者不发生人为变动时，水温的变化即可左右浮游植物的种和量的兴衰。

目前已知道蓝藻门中的多数种类适应于高温，绿藻次之，硅藻较喜低温。在自然水域中各藻种的季节变化就反应了这种关系。

(三)对农作物的影响

农作物种类繁多，有关研究还很不完善，这里仅介绍对水稻的一些研究结果。

水稻是喜温作物，要求有一个适宜的生长温度。据农业部门提供的资料，水稻各生长期对温度的要求，见表3-6。

表3-6　水稻各生长期对水温的要求　单位：℃

表3-6说明了水温对水稻生长的重要作用，最适宜的水温是26～32℃，各生育期的水温下限约为20℃，上限约为37℃。有资料指出，在适宜的生长温度内，温度每增加1℃可能带来5%左右的增产；当水温低于23℃时，每低1℃，不穗率增加20%，至18℃时，不穗率达100%。

上述有关水稻的资料，将因地区和品种不同而有较大的出入，目前已开始着手研究水温评价标准。电厂温排水对灌溉水稻的影响，目前还没有确定的评价标准。

(四)对大气和土壤的影响

温排水造成的热污染不单限于水体，还会影响大气。比如温排水进入水体后，由于蒸发率的提高，水体周围的大气湿度因此增加，容易形成雨、雾、雪、冰等小气候变化。应该说这种变化对北方干燥少雨的地区并不是一件坏事，但也带来一些问题，比如以往在这些地区，曾出现高压线受水雾、挂冰和积雪的影响造成闪络事故。在工业区，工厂排放烟气中的硫氧化物、氮氧化物等在水汽作用下还会形成酸雾等。

另外，水温升高导致水的蒸发速度加快，还使空气中的水蒸气大量增加，水蒸气是一种温室气体，产生的温室效应使地表和大气下层温度升高，影响大气循环，以致气候异常。热污染和气候异常又能助长病原体的繁殖和迁移，引起疾病蔓延。