淀山湖水质富营养化和微囊藻毒素污染水平

研究淀山湖不同季节水体中总磷(TP)、总氮(TN)、pH、水温、透明度(SD)、叶绿素a(Chl-a)含量和优势藻种等富营养化相关指标;在培养条件下,研究不同温度、光照、氮磷浓度对铜绿微囊藻的生长及微囊藻毒素LR(MC-LR)产生的影响;研究藻细胞密度和微囊藻毒素LR浓度的相关关系.结果表明:淀山湖水质已呈富营养化状态,春末和夏季水质和水文条件适合藻类生长.湖水TN和TP年平均值分别达1.93mg/L和0.18mg/L,TN和TP的年超标率达93.5%和92.2%.TP的高峰期比施肥的高峰期延迟出现约一个月,说明沿湖农业对富营养化指标的影响较大.淀山湖常年生长的藻类分别是蓝绿藻、硅藻、隐藻和裸藻等,夏季水华中可见污染指示藻如微囊藻、鱼腥藻和针杆藻等产毒藻.培养条件下,铜绿微囊藻在25℃和3000lx时生长最快,但产毒量却分别在20℃和5000lx时达到最大值;合适其生长和产毒的氮、磷浓度分别为650μmol/L和6.5μmol/L.现场和实验室条件下,均发现磷为藻类生长的限制因子,微囊藻毒素-LR浓度与藻细胞密度或铜绿微囊藻细胞密度之间存在正相关关系,提示可以用藻细胞密度来估算水中毒素的浓度.     

太湖水中微囊藻毒素的测定及其分布特征

为了调查太湖水体中微囊藻毒素的污染程度,运用固相萃取-高效液相色谱技术测定了微囊藻毒素(MC-RR,MC-LR)的含量水平。该方法线性范围0.2～5 mg/L,相关系数大于0.99,2种藻毒素的最低检测限分别为0.05μg/L(MC-RR)和0.048μg/L(MC-LR)。结果表明,夏季太湖水体中MCs总体含量高于冬季;微囊藻毒素MC-LR的含量大于MC-RR。总体上看来,太湖北部(梅梁湾)水域中藻毒素的污染比其它区域水体严重。     

水体中微囊藻毒素-LR的间接竞争ELISA检测

在自制包被完全抗原浓度为5μg/mL、单克隆抗体工作稀释度为1∶3 000、酶标二抗鼠工作稀释度为1∶3 000、微囊藻毒素-LR浓度在0.001～30μg/L、显色底物为邻苯二胺,采用间接竞争酶联免疫吸附试验对水体中的微囊藻毒素-LR进行检测,结果表明,该方法与高效液相色谱的检测结果相关系数大于0.99,多次重复实验相对标准偏差小于10%,最低检测限能达到0.01μg/L,定量检测区间为0.01～3μg/L,该方法对[4-精氨酸]微囊藻毒素能特异性识别,对来自实际水样中的干扰有相当的耐受力.     

微囊藻毒素-LR致肝细胞连接通讯下调的研究

不同剂量(0, 10, 50,100, 200, 500, 1000nmol/L)的微囊藻毒素-LR作用于肝细胞株BRL-3A 24 h.采用激光扫描共焦显微镜,按荧光光漂白后再恢复技术测定BRL-3A的间隙连接细胞间通讯功能,四唑盐法测定BRL-3A细胞增殖,同时分析胆汁酸运输系统抑制剂利福平对两者的阻滞作用.结果表明,微囊藻毒素-LR可以显著地抑制BRL-3A细胞GJIC功能,并促进BRL-3A细胞增殖,两者均呈剂量效应关系.利福平(30靘ol/L)对微囊藻毒素-LR诱导的BRL-3A细胞GJIC功能下调和增殖有明显的抑制作用.微囊藻毒素-LR可诱导BRL-3A细胞膜泡形成.说明微囊藻毒素-LR肝脏毒性及致癌性可能与抑制肝细胞GJIC功能有关.     

城市供水藻毒素污染水平的动态研究

藻毒素是在世界各地富营养化的饮用水源中广为发现的蓝绿藻产生的一种肝毒性多肽,该毒素可引起动物中毒并对人类产生危害.通过ODS硅胶柱浓缩某市1998年8月～1999年6月期间水体中的痕量微囊藻毒素,应用高效液相色谱方法,精确检测水源水及出厂水中藻细胞内外LR、YR、RR型微囊藻毒素含量.结果显示,LR型微囊藻毒素仅在源水中检出,其浓度是0.07～0.78(g/L;RR型微囊藻毒素在源水和出厂水中的检出浓度分别是0.08～2.71(g/L,0.07～1.09(g/L;YR型毒素未检出;总的藻毒素在10月和6月明显高于其他月份.因此该城市供水水体存在藻毒素的污染,并有明显的季节变化.研究结果有助于合理选择水源,同时为制定饮水中藻毒素卫生标准提供科学依据.     

微囊藻毒素-LR多克隆抗体的制备

通过对新西兰大白兔免疫自制的微囊藻毒素-LR(Microcystin-LR,MC-LR)完全抗原BSA-MC-LR,获得了质量较好的抗MC-LR的多克隆抗体,间接ELISA表明抗体的效价能达到1.5×10⁵;固定包被抗原OVA-MC-LR,采用间接竞争ELISA测定水体中的微囊藻毒素,标准曲线表明对水样中MC-LR的检测下限为10ng/L,线性区间为30ng/L·3μg/L,能满足对饮用水和地表水中MC-LR的检测要求.     

海河天津段微囊藻及其毒素的空间分布及与水环境因子的关系

采取荧光定量PCR技术及ELISA酶联免疫吸附法,以mcyD基因和PC-IGS基因为靶基因对夏季蓝藻暴发期间海河天津市区段的产毒微囊藻种群丰度和毒素含量进行了研究.结果表明：夏季海河天津市区段微囊藻种群丰度具有明显差异性：产毒微囊藻种群丰度为1.16×10⁴~2.48×10⁷copies/mL占总微囊藻种群的4.25%~28.59%.藻毒素含量最高点为8号采样点天津站,每升水体中藻细胞共含毒素195.51μg,除去藻细胞水中毒素浓度为0.97μg/L.总的来说,海河天津市区段微囊藻总基因拷贝数较高,产毒微囊藻丰度在不同采样点间差异较大,影响水体中微囊藻丰度的最主要环境因素是pH值.海河水体中毒素含量没有超过安全阈值,但是单位体积水体中藻细胞内毒素含量很高,具有较高的毒素释放潜力,可能对下游河口生态系统造成潜在威胁.     

不同磷源及其浓度对铜绿微囊藻生长和产毒的影响

研究了以低浓度磷酸氢二钾和β-甘油磷酸钠为外加磷源时铜绿微囊藻生长及藻毒素产生的规律.通过分析铜绿微囊藻生长过程中细胞数量、培养基和藻细胞中总磷含量、培养基pH及微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR的含量,确定了2种磷源对铜绿微囊藻生长及胞内藻毒素含量的变化规律.结果显示,以β-甘油磷酸钠为磷源时,培养过程中藻细胞数及藻细胞内毒素含量均低于以磷酸氢二钾为磷源时的藻细胞数及藻细胞内毒素含量,表明在低浓度范围内磷酸氢二钾比β-甘油磷酸钠更能促进藻的生长,同时也能促进胞内藻毒素的生成.     

总微囊藻毒素免疫检测及其预处理方法研究

在验证广谱型微囊藻毒素酶联免疫分析试剂盒性能基础上,主要研究了基于我国与美国分别推荐的水样预处理方式所检测的地表水中微囊藻毒素浓度差异.结果表明：(1)酶联免疫分析试剂盒对微囊藻毒素-LR(MC-LR)的检出限为0.04μg·L^-1,并在0.08～1.00μg·L^-1的浓度范围内表现出良好的线性检测范围;(2)基于我国与美国分别推荐的水样预处理方式,后者测得的微囊藻毒素浓度普遍高于前者(最大差值：前者未检出,后者为(0.25±0.01)μg·L^-1),且基于两者所测试的地表水样中的微囊藻毒素浓度均低于世界卫生组织(WHO)对饮用水中MC-LR所设定的残留限值;(3)酶联免疫分析试剂盒在对上述未检出水样进行加标检测时,回收率为80%～120%,变异系数低于16%,表明上述地表水中微囊藻毒素的检测结果具有较高的准确度.     

农田土壤中微囊藻毒素污染特征及风险评价

蓝藻水华释放的微囊藻毒素(MCs)通过灌溉、堆肥沤田等途径进入农田土壤造成污染.采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱方法(HPLC-MS/MS)研究了滇池周边35个代表性农田土壤样品中3种典型微囊藻毒素(MC-LR、MC-RR、MC-YR)的含量、分布特征及风险水平.结果表明,MCs检出率为85.7%,总含量为n.d.~7.8μg/kg,平均含量为1.6 μg/kg,其中MC-RR检出率(82.9%)和含量(n.d.~5.3μg/kg)最高. 3种MCs的健康风险和生态风险均在可接受范围内,健康风险以MC-YR最大,生态风险以MC-LR最大.儿童以口腔暴露MCs为主,成人以皮肤暴露MCs为主,儿童暴露MCs的健康风险高于成人.     

淀山湖沉积物碳-氮垂直分布特征

近年来,经过一系列污染治理措施,淀山湖的营养水平持续下降,但每年仍有不同程度的蓝藻水华暴发,严重影响其作为水源地的安全性。为了进一步探讨淀山湖水质改善策略,本研究对淀山湖沉积物营养状况进行了调查研究,分析了淀山湖沉积物碳、氮分布特征及垂直变化规律,并用沉积物肥力评价了淀山湖沉积物营养程度。结果表明,淀山湖沉积物营养盐存在明显的富集作用,二十多年来沉积物碳、氮含量大幅上升,表层沉积物均属于重污染状态。空间分布上,沉积物营养盐北部高,南部低,北部样点大部分属于重污染状态,南部样点基本属于中污染状态。垂直分布上,受航道回淤与北部围网养殖影响,部分样点营养盐垂直分布规律不显著,其他样点均表现出随深度增加营养盐显著降低的趋势。除出水口D1样点外,淀山湖有机质与TN表现出显著的同源相关性,表明有机质是淀山湖内源负荷的主要来源。     

滴水湖水系表层沉积物中多氯联苯残留与风险评价

于2012年,每2个月采集一次上海人工滩涂湖泊——滴水湖水系表层沉积物,对其多氯联苯(PCBs)的残留水平进行了检测和分析.结果表明,研究期间闸外引水河和闸内引水河沉积物中7种PCBs的总量各月间变化较大,且总体呈上升趋势,而滴水湖沉积物中其总量四季变化幅度不大;空间分布上,闸外引水河[(844.74±687.62)ng/g]>闸内引水河[(516.83±645.45)ng/g]>>滴水湖[(81.63±72.18)ng/g].研究区PCBs组成以六氯联苯和七氯联苯为主,其次为五氯联苯和三氯联苯.采用主成分分析法对PCBs进行源解析,结果显示:PCBs污染源中进口电容器中PCBs的迁移占43%,油漆添加剂污染占33%;国产电容器和变压器污染占11%.生态风险评估表明,闸外引水河和闸内引水河沉积物PCBs对生物体的暴露有严重威胁;滴水湖沉积物PCBs对生物体的暴露有一定的潜在威胁.与国内外研究相比,闸外引水河和闸内引水河属于严重污染水平,滴水湖属于中等污染水平,相关部门应加强污染监管.     

淀山湖沉积物PAHs季节分布与风险度指数评价

对淀山湖湖体6个站位表层沉积物中多环芳烃（PAHs）进行了季节测定,结果表明,16种美国EPA优先控制的PAHs均有检出,PAHs总含量（干重）波动范围54.6~1331.2ng/g,均值373.4ng/g.与国内外大多数湖泊相比,淀山湖沉积物中PAHs含量水平属中等偏下.总含量季节变化大体为冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季.另对出入湖口河流6个站位表层沉积物中PAHs含量测定,表现为入湖口 > 出湖口 > 湖体,季节变化特征与湖体相一致.PAHs环数所占比重为4环 > 5~6环 > 2~3环,采用特征比值法进行源解析,其主要来源是煤炭和生物质的不完全燃烧,主因子分析显示贡献率为80.22%.基于沉积物质量基准法（SQGs）,提出一种PAHs风险量化评价新方法--风险度指数法（RIM）,用此方法风险评价表明,部分单体（Acy、Ace、Ant和BaA）风险度指数RI为3.09~3.29,属中等风险水平,大多数PAHs单体风险度指数RI为0.79~2.73,相对处于中低风险水平,总体PAHs风险度指数TRI为2.64,污染状况处于中低风险水平.淀山湖作为上海市一个重要水源地,PAHs污染的潜在风险仍不可忽视.     

淀山湖沉积物磷分布特征

本研究分析了淀山湖沉积物中磷空间分布特征.结果表明,淀山湖沉积物含有较丰富的磷,TP变化范围在266～1146mg·kg-1之间,全湖平均含量为572mg·kg-1,空间分布存在显著的异质性.受上游来水影响,淀山湖沉积物TP含量总体上由西北向东南逐步降低,其中以北部湖区沉积物污染程度最高.表明虽然近年仍有大量的外源污染物进入淀山湖,但淀山湖总体存在一定的自净能力.以全湖平均来看,淀山湖沉积物中磷存在形态由高到低顺序为HCl-P>NaOH-P>OP>Ex-P.Ex-P含量最低,不足TP的1%.沉积物NaOH-P与TP相关性良好,表明沉积物中TP含量的增加,主要来自于NaOH-P.在空间分布上,西北部湖区TP主要以NaOH-P为主,东南部TP主要以HCl-P为主.OP在表层沉积物中分布较平均,在垂直分布上,各样点底部有机磷所占TP的比例普遍高于上层,暗示近年来生源磷沉积处于下降趋势.     

淀山湖富营养化控制的模型研究

针对淀山湖富营养化严重的问题,应用USEPA的AQUATOX模型对淀山湖水体中营养盐时间变化规律和藻类生长演替进行了研究。在对模型率定、验证的基础上．对水力条件、污染源等富营养控制方案的效果进行模拟。模拟结果显示：该生态模型较好地模拟了常规水质和藻类的动态变化;改善淀山湖的水力条件,能有效控制蓝藻水华的暴发;淀山湖污染负荷主要来自于上游负荷;在控磷和控氮的对比上．蓝藻对于控制磷比较敏感。对于淀山湖富营养化的治理应采取控源与生态修复并举的方式,这样有利于有效稳定水质改善的效果。     

淀山湖浮游植物数量消长及其与环境因子的关系

根据2004年1月～2006年12月逐月测得的淀山湖浮游植物数量,以及水温、风力、透明度、氮磷营养盐、高锰酸盐指数等环境数据,运用Pearson相关分析和典范对应分析（CCA）对淀山湖浮游植物数量消长与环境因子的关系进行了探讨,以期为有效防治淀山湖藻类水华提供科学依据.相关分析表明,在已处于中-富营养及以上水平的淀山湖...     

淀山湖浮游植物功能群演替特征及其与环境因子的关系

淀山湖属亚热带浅水湖泊,是上海市重要的水源地之一.为了解该湖浮游植物功能群的特征及其与环境因子的关系,于2015年1月至2016年12月逐月对浮游植物和环境因子进行调查分析.结果表明,淀山湖浮游植物可划分为26个功能群,其中15个功能群(B、C、D、F、G、H1、J、Lo、M、MP、P、W1、W2、X1和X2)为该湖的优势功能群.2015~2016年淀山湖优势浮游植物功能群呈现明显的周年演替特征,2015年为D/C→Lo/C/MP→MP/J/P/W1→P,2016年为P→W2/Lo→W2/G/M/H1→P.利用典范对应分析(CCA)探讨淀山湖浮游植物功能群与环境因子间的相互关系,结果表明水位波动(WLF)、溶解氧(DO)、水温(WT)、总磷(TP)、电导率(EC)、透明度(SD)和总氮(TN)是影响淀山湖浮游植物功能群的主要环境因子,其中氮磷营养盐和水位波动对淀山湖浮游植物功能群的影响应该引起关注.     

长江三角洲湖泊富营养化演变趋势及其调控对策

随着经济的发展，长江三角洲地区的富营养化，如蓝藻，水葫芦爆发等问题日趋严重。给该区的可持续发展带来了严重的后果。本文结合太湖，淀山湖，阳澄湖的多年环境监测资料，探讨了长江三角洲湖泊富营养化的现状和发展趋势；湖泊氮磷和耗氧性有机污染物含量逐年上升，每十年水质下降一个级别；局部水域富营养化严重。近15年上升了一个营养级别；富营养化持续加重加剧。继而分析了形成湖泊富营养化的主要污染物源，并在此基础上提出了相应的调控对策和措施。