微生物修复技术在苏南某黑臭河道的应用

苏南某乡镇河道(花家浜)是一条封闭、滞留水道,水质黑臭。2008年以来,通过综合利用曝气、投加复合菌剂、悬挂生物填料等微生物修复技术对该河道进行治理。5年监测结果(2008-2013)表明,水体透明度值和溶解氧得到有效提高;COD 2012年后显著下降,水质提升至Ⅲ~Ⅳ类;但是总磷和氨氮含量仍为劣Ⅴ类。2012-2013年的调查显示,花家浜工程区的浮游藻类生物量低于对照区域,夏秋季以蓝藻为主,冬春季优势类群为裸藻、隐藻和硅藻,但主要为多污带和α-中污带种类,且多样性偏低。     

长江源区浮游植物群落特征研究

为研究长江源区浮游植物群落特征,作者于2017年5月初、8月初和9月底对长江源区干流及其支流浮游植物进行了调查。结果表明:共记录浮游植物8门175种,其中硅藻门、绿藻门和蓝藻门分别占总种类数的57.1%、21.1%和16.6%;舟形藻(Navicula sp.)、桥弯藻(Cymbella sp.)、针杆藻(Synedra sp.)、等片藻(Diatoma sp.)、异极藻(Gomphonema sp.)、曲壳藻(Achnanthes sp.)等河流型硅藻为长江源区优势种。密度介于5.3×10~4～216.8×104cells/L,平均密度为67.2×10~4cells/L,整体呈现支流高于干流的趋势。浮游植物密度、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef指数显示长江源区整体水质良好。Pearson相关性和RDA分析表明总氮是影响长江源区浮游植物分布的主要环境因子。该研究对长江源区水生态保护提供重要的理论依据和数据支撑。     

水体氮磷浓度对两种沉水植物上附着藻类的影响

为了了解富营养化进程中湖泊水体氮、磷浓度升高对不同沉水植物上附着藻类的影响,通过室内模拟实验,设置3组不同氮磷浓度,研究了常见的沉水植物苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)和狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)上附着藻类生物量及其种群组成.结果表明,附着藻类生物量随水体氮、磷浓度的升高呈显著增加的趋势;狐尾藻上附着藻类生物量均高于苦草,且随富营养化水体氮、磷浓度升高差距越来越大.不同沉水植物上藻类群落组成均以硅藻门、蓝藻门及绿藻门占优势,但优势藻组成和优势藻数量存在差异.研究结果不仅丰富了淡水水体附着藻类生态学的理论知识,也可为富营养化湖泊生态修复过程中沉水植物群落的构建提供一定的理论依据.     

新安江水库河口区水质及藻类群落结构高频变化

水库库尾区的水环境多变,是水库生态系统突变的重要策源地.为探究大型水库水源地水环境演变特征及其突变的促发机制,以新安江水库为例,通过库尾河口断面18个月水质浮标的高频记录及3 d一次的藻类群落结构人工鉴定数据等,分析了气象水文过程影响下的水库库尾区的水温、溶解氧、浊度及营养盐等环境指标及藻类群落结构的高频变化特征,揭示了降雨、入流及季节温度变化等关键气象水文过程对水库水质及藻类群落结构的影响机制.结果表明:①在27 m深的河流入库区的水体温度和溶解氧存在明显的季节分层,相应水体藻类叶绿素a和营养盐等指标也同步发生分层,水温分层从气温达到14℃以上的3月中旬开始,至气温降至24℃后的10月中旬结束,期间较大降雨和入流多次破坏水温分层;②河道入库区水体氮、磷等营养盐变幅大,总磷浓度变幅为0. 011～0. 188 mg·L~(-1)之间,总氮浓度变幅为0. 75～2. 76 mg·L~(-1)之间,总磷和总氮中的溶解态占比分别为56%及88%,降雨入流对水体营养盐浓度影响巨大,3 d的累积降雨与水体氮、磷浓度显著正相关,3～6月(雨季)的营养盐含量明显高于其他月份(P 0. 001),藻类的季节性增殖反过来也会影响水体总磷浓度;③藻类群落结构及其优势属呈现明显的季节变化,在总体硅藻门类占优的背景下,蓝藻、绿藻、隐藻等在不同季节形成明显峰值,蓝藻在7～10月的夏秋季形成明显的生物量峰值,其峰值形成原因除了高温之外,还与暴雨入流有关.蓝藻主要优势属为束丝藻属(Aphanizomenon spp.)、微囊藻(Microcystis spp.)及颤藻(Oscillatoria spp.)等,绿藻峰值与蓝藻基本同步,优势属为盘星藻属(Pediastrum spp.)和新月藻属(Closterium spp.),隐藻在3～5月形成峰值,优势属为隐藻属(Cryptomonas spp.),硅藻门中的优势属分别为脆杆藻属(Fragilaria spp.)、小环藻属(Cyclotella spp.)、针杆藻属(Synedra spp.)及直链藻属(Melosira spp.)等;④入库流量、温度、水位、透明度、总氮、总磷及氮磷比等均为影响藻类优势属演替的主要因子,秋冬季节的控制因子为气象水文条件,而夏秋季节则受气象水文及营养盐的共同控制.本研究表明强降雨过程能对水库库尾区水环境及水生态系统结构产生巨大冲击,是水库藻类水华发生的可能诱发因子,通过对该过程的规律认识及关键指标监测,能够为水库水源地水质风险提供预警信息.     

固城湖及上下游河道富营养化和浮游藻类现状

于2009年4月(枯水期)、7月(丰水期)在固城湖及芜申线高淳段航道选取19个调查站点采集水样,测定水体理化特征、细菌总数、浮游藻类种类、数量等指标,并采用富营养状态指数法和Shannon-Wiener多样性指数法对水质污染现状进行研究和评价.结果表明,固城湖上游水阳江和固城湖湖区水质较好,处于轻度富营养化状态,官溪河污水处理厂排污口附近和下游胥河处于中度富营养化状态,并且综合富营养化指数在下游逐渐增高.目前固城湖及其上下游河道水质主要为氮磷污染,有毒、有机污染物的影响较小.调查期间共发现浮游植物9门22科36属74种.4月份固城湖湖区蓝藻数量占优势,达56%,其次是绿藻;上下游河道以绿藻和隐藻占优势,比例在30%左右.而7月份所有采样点蓝藻数量占绝对优势,均在80%以上,湖区藻类生物多样性指数明显高于其他区域.     

太湖浮游硅藻时空演化与环境因子的关系

利用1992年至2002年每月1次的监测资料,系统分析了太湖北部3个区域(河口、梅梁湾、湖心)浮游硅藻(Planktonic diatoms)生物量周年变化和空间分布情况.同时,水中磷酸盐(PO43--P)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)和硅酸盐(SiO23--Si)含量等相关资料也被用于解释太湖浮游硅藻时空分布的原因.结果显示,直链硅藻(Aulacoseira sp.)是太湖浮游硅藻的优势种,其它常见种有小环藻(Cyclotella sp.)、针杆藻(Synedrasp.)等.硅藻总生物量占浮游藻类生物量百分比平均值约为20%.太湖浮游硅藻生物量在河口最大,梅梁湾其次,湖心最小,究其原因可能与河口的特殊生态环境(水流速度)有关,另外,河口丰富的营养盐,特别是磷酸盐和氨氮也是一个重要因素.温度可能是影响太湖浮游硅藻生物量季节变化的关键因素.Pearson相关分析证实,磷酸盐、氨氮和温度均与硅藻生物量显著相关(p<0.01),且蓝藻生物量百分比与硅藻生物量百分比呈显著负相关.研究结果说明,太湖浮游硅藻的生长分布受多种环境因子(磷酸盐、氨氮、温度)的影响限制,太湖浮游硅藻与蓝藻可能存在着竞争演替的趋势.     

汾河中下游浮游藻类群落特征及水质分析

为了解汾河中下游的浮游藻类分布并评价其水质状况,选取18个采样点对浮游藻类进行了调查采集、种类鉴定和数据分析.结果表明:①汾河中下浮游藻类植物共计有298种,隶属8门96属,种类较多的依次是硅藻门、绿藻门和蓝藻门,分别有27属127种,41属104种和20属45种,裸藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门和黄藻门共8属22种,各样点丰水期的种数均高于枯水期.优势种主要有硅藻门的梅尼小环藻、尖针杆藻、隐头舟形藻、谷皮菱形藻,绿藻门的小球藻,蓝藻门的弱细颤藻、两栖颤藻等,多数为α-中污和β-中污指示种.细胞密度以丰水期较高,枯水期较低.②汾河中下游浮游藻类群落的Shannon-Wieaver物种多样性指数基本介于1~3之间,Margalef物种丰富度指数基本介于0.5~2之间,Pielou均匀度指数介于0.3~0.8之间.③汾河中下游浮游藻类优势类群在丰水期,大部分绿藻和裸藻与化学需氧量、电导率、氨氮具有较高的相关性,蓝藻受水温和Cr影响较大,硅藻分布与环境因子的关系较复杂;在枯水期蓝藻与氨氮、总磷、化学需氧量具有较高的相关性,绿藻和裸藻主要受溶氧和总磷的影响,硅藻主要与总磷、溶氧、pH和Cd等相关.综合分析,汾河中下游各样点水质分别为Ⅰ类~Ⅴ类不等,均受到不同程度的污染,水质总体呈富营养型,处于中污染至重污染状态.     

温带季节性分层水库浮游植物功能类群的时空演替

为探究我国北方温带季节性分层水库浮游植物群落结构的时空演替特性,于2014年7月~2015年6月对山东枣庄市水源水库周村水库进行每月2次的分层采样分析,采用Renolyds和Padisák等提出的功能类群划分方法对水库浮游植物群落进行分类,并结合水库水文、水质,分析优势功能类群时空演替规律及其主要环境影响因子.结果表明:周村水库共检出浮游植物112种,隶属于7门63属,可划分为18个功能群类.周村水库浮游植物功能类群演替具有明显的季节性分布特性:其中夏秋季热分层期主要以鞘丝藻(Lyngbya sp.)、螺旋藻属(Spirulina sp.)等丝状蓝藻为代表的S₁功能类群占优势,而冬季混合期以梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、针杆藻(Synedra sp.)等能适应低温、弱光的C+D功能类群为优势群落;浮游植物功能类群分布在垂向上并无较大差异.冗余分析(RDA)显示:热分层、降雨量和水温是影响浮游植物功能类群时空演替的主要环境因子.     

小溪港浮游植物群落特征及水质评价

2012—2013年于春、夏、秋、冬四季对小溪港进行4次水环境质量调查,利用种类组成、种群数量、优势种、Shannon-Weiner多样性指数和SI(污生指数)等指标分析小溪港浮游植物群落特征,并对小溪港水环境质量状况进行评价. 结果表明:小溪港浮游植物共8门51种,其中绿藻门的种类数最多,共26种,占总种数的50.98%;其次为硅藻门,共9种,占17.65%;蓝藻门5种,占9.80%. 浮游植物数量年均值为184.16×104 L-1,主要为蓝藻门、绿藻门和硅藻门;峰值出现在夏季,为292.43×104 L-1,之后为春、秋和冬季. 小溪港的优势种共4门7种,分别为蓝藻门的微囊藻(Microcystis spp.),绿藻门的星芒衣藻(Chlamydomonas stellata)、丝藻(Planctonema sp.)、小球藻(Chlorella vulgaris),硅藻门的小环藻(Cyclotella spp.),隐藻门的啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa)、尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta). Shannon-Weiner多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均显示出明显的季节变化规律,其年均值分别为1.81、1.55、0.51;SI年均值为2.44. 总体上,小溪港水质污染状况为中污染.      

磷营养控制与藻存量削减对蓝藻水华的阻遏

通过原位实验比较了磷营养控制和藻存量削减2种方法对小型富营养化水体蓝藻水华形成早期的影响,测定了水体藻类群落结构、光合系统活性、水温、氮磷等参数的变化。结果显示:对照组水体藻类生物量从7.87 mg/L上升至14.25 mg/L,蓝藻在藻类生物量中所占比例由20%升高至40.8%,实验后期水体表面出现蓝藻局部堆积;磷营养控制组(添加钙盐)藻类生物量保持在7.53⁹.18 mg/L范围,蓝藻所占比例低于30%,后期水华控制效果明显;施用除藻剂(铜盐)可使藻类生物量迅速下降到1.88 mg/L,同时蓝藻所占比例降低至10%以下,但绿藻在后期形成优势,藻类生物量回升并超过对照组。相关性分析表明各组藻类生物量的主要限制因子分别为水温(对照)、总磷浓度(磷营养控制)和铜离子浓度(藻存量削减)。总体而言,2种方法均在水华形成早期对小型富营养化水体的蓝藻水华起到了阻遏作用。     

太湖附泥藻类时空分布及与环境因子的关系

为探讨太湖附泥藻类时空分析及与N、P等环境因子之间的关系,在不同季节采取太湖不同湖区表层沉积物,采用常规理化分析方法测定环境中的氮、磷含量及其他理化指标,利用高效液相色谱技术(HPLC)分析附泥藻类光合色素叶绿素a(Chl.a)、叶绿素b(Chl.b)、岩藻黄素(Fuco)及玉米黄素(Zea)含量。结果表明：太湖水体及表层沉积物N、P浓度空间差异明显,水体中TN、TP及总溶解性磷均表现为梅梁湾>贡湖湾>胥口湾,且空间差异显著(P<0.05),而胥口湾表层沉积物中TP及Fe-P含量显著低于梅梁湾及贡湖湾(P<0.05)。太湖附泥藻类生物量(Chl.a)及3种特征色素含量存在显著的时空差异。从空间上看,Chl.a最高值出现在贡湖湾,其值为(12.79±3.69)μg/g,最低值出现在胥口湾,其值为(2.46±1.14)μg/g。在秋季及夏季,贡湖湾附泥藻类Chl.a及3种特征色素含量高于梅梁湾,梅梁湾又高于胥口湾;在春季,梅梁湾附泥藻类Chl.a高于贡湖湾及胥口湾。从季节上看,附泥藻类Chl.a与特征色素Chl.b变化一致,梅梁湾与胥口湾在春季较高,夏季和秋季相对较...     

城市污染河道沉积物AVS与重金属生物毒性研究

采集珠江三角洲典型城市污染河道佛山水道表层沉积物和上覆水样品,测定了沉积物AVS,Eh,SEM_Pb,SEM_Cd,SEM_Cu,SEM_Zn,SEM_Ni,SEM_Cr,及上覆水Eh,DO.同步进行了底栖动物调查,结合调查结果分析了城市污染河道沉积物AVS与重金属生物毒性的关系.主要研究SEM-AVS判据在判断城市重污染河道重金属生物有效性方面的作用.所测AVS最大值为69.579 μmol/g,最小值为0.339 μmol/g,均值为20.283 μmol/g;各采样站位∑SEM₅（SEM_Pb,SEM_Cd,SEM_Cu,SEM_Zn,SEM_Ni之和）最大值为23.067 μmol/g,最小值为1.062 μmol/g;底栖动物种类和数量均较少,且基本为耐污种,优势种为水丝蚓.13个采样站位中,∑SEM₅-AVS<0的有9个,MDS分析结果显示：这9个站位中的7个底栖动物群落结构相似程度高.这表明重污染河道沉积物重金属的生物毒性与SEM-AVS的值关系密切,SEM-AVS判据在判断重污染区域重金属的生物毒性方面具有较大作用;同时说明重污染河流重金属生物毒性比较复杂,不能完全由SEM-AVS解释.     

Integrated assessment of river health based on water quality, aquatic life and physical habitat

The health conditions of Liao River were assessed using 25 sampling sites in April 2005, with water quality index, biotic index and physical habitat quality index. Based on the method of cluster analysis (CA) for water quality indices, it revealed that heavily polluted sites of Liao River are located at estuary and mainstream. The aquatic species surveyed were attached algae and benthic invertebrates. The result showed that the diversity and biomass of attached algae and benthic index of biotic integrity (B-IBI) were degrading as the chemical and physical quality of water bodies deteriorating. Physiochemical parameters, BOD5, CODCr, TN, TP, NH3-N, DO, petroleum hydrocarbon and conductivity, were statistically analyzed with principal component analysis and correlation analysis. The statistical results were incorporated into the integrated assessing water quality index, combining fecal coliform count, attached algae diversity, B-IBI and physical habitat quality score. A comprehensive integrated assessing system of river ecological health was established. Based on the systimetic assesment, the assessed sites are categorized into 9 “healthy” and “sub-healthy” sites and 8 “sub-sick” and “sick” sites.     

Integrated assessment of river health based on the conditions of water quality,aquatic life and physical habitat

The health conditions of Liao River were assessed using 25 sampling sites in April 2005, with water quality index, biotic index and physical habitat quality index.Based on the method of cluster analysis (CA) for water quality indices, it reveals that heavily polluted sites of Liao River are located at estuary and mainstream.The aquatic species surveyed were attached algae and benthic invertebrates.The result shows that the diversity and biomass of attached algae and benthic index of biotic integrity (B-IBI) are degrading as the chemical and physical quality of water bodies deteriorating.Physiochemical parameters, BOD5, CODCr, TN, TP, NH3-N, DO, petroleum hydrocarbon and conductivity, were statistically analyzed with principal component analysis and correlation analysis.The statistical results were incorporated into the integrated assessing water quality index, combining fecal coliform count, attached algae diversity, B-IBI and physical habitat quality score, a comprehensive integrated assessing system of river ecological health was established.Based on the systimetic assesment, the assessed sites are categorized into 9 "healthy" and "sub-healthy" sites and 8 "sub-sick" and "sick" sites.     

利用底栖动物评价图们江污染的研究

作者于1977年8月至1979年8月在图们江上中游的9个采样点上,主要使用人工基质采样器采集底栖无脊椎动物。结果证明图们江底栖动物比较丰富,出现的主要种类属于襀翅目、蜉蝣目的稚虫,毛翅目幼虫,摇蚊科幼虫和水栖寡毛类。其中崇善江段种类多,表现出明显的多样性。根据三年来所收集到的资料,计算了Trent生物指数,Chandler记分制以及Shannon多样性指数,并对图们江的污染状况作出生物学评价,上游地段属于清洁水到中污染;中游地段在污染源以下至图们站属于重污染;自河东站开始,水质又明显好转,属于轻污染。     

影响黄龙藻类群落结构的环境因子分析

为了探讨引起黄龙钙华沉积区附着藻类大量滋生的原因、持续发展的趋势以及对钙华景观产生的影响,于2015年春、夏、秋季采集景区内12个典型样地的藻样和水样,在进行群落结构分析和环境因子分析的基础上,采用CCA（典型对应分析）以探明影响群落结构的主要环境因子.结果表明:① 试验共检出藻类88种,隶属于5门9纲18目20科37属,优势种以贫营养土著型为主;② 随季节更替,物种丰度、生物量和Margalef指数增加,Pielou指数下降,Shannon-Wiener指数和Simpson指数变化稳定;③ 基于CCA结果发现,pH（F=1.6,P=0.02）和海拔（F=1.5,P=0.04）是影响群落结构的主要环境因子.研究显示,当前环境下,自然因子较人为因子对群落结构的影响更为显著,后期在制订水环境评估及钙华资源保护方案时,应当充分考虑特定环境因子的影响.      

贵州百花湖水库浮游植物群落结构与季节变化

为揭示水库浮游植物群落结构对放养鲢、鳙鱼控藻的响应特征,分四季对百花湖的水质及浮游植物进行了调查和分析。浮游植物种类较多,共检出浮游植物147种,绿藻在种类组成上占绝对优势,共计76种,其次为硅藻31种、蓝藻27种、隐藻、甲藻和裸藻各4种,金藻仅1种。浮游植物丰度在9.69×106～150.89×106 cells/L之间,生物量在3.57～16.80mg/L之间;蓝藻在丰度上占优势,其主要物种类群是假鱼腥藻属;硅藻则在生物量上占优势。浮游植物组成随季节变化而不同,冬季以蓝藻、硅藻和绿藻为优势类群;春季硅藻和绿藻减少而蓝藻增加;夏季以蓝藻、硅藻和隐藻为优势类群;秋季以蓝藻、硅藻、隐藻和绿藻为混合优势类群。百花湖浮游植物形成以假鱼腥藻占绝对优势的群落结构可能与放养鲢、鳙鱼有关。     

人为活动对冈曲河大型底栖动物空间分布的影响

为监测人为活动对高海拔山区河流的影响,以香格里拉冈曲河为例,应用多维统计分析与排序分析,探讨大型底栖动物群落对人为活动的响应. 研究表明,冈曲河受到低浓度重金属污染,农业活动和水体富营养化程度相对较轻,总体水质状况符合国家地表水环境质量标准(GB3838—2002)Ⅰ,Ⅱ类水质标准. 聚类分析显示,大型底栖动物群落可分为4组:组Ⅰ(北支翁水河)与组Ⅱ(南支格咱河)采样点受人为活动的影响最轻;组Ⅲ采样点主要受开矿和农业活动影响;组Ⅳ采样点受重金属污染相对较重. 4组采样点在无度量多维标定法(NMS)排序轴上的分布差异明显,组Ⅰ与组Ⅱ采样点体现出空间分布差异,而人为活动主要影响组Ⅲ与组Ⅳ采样点. 随河级增加,底栖动物的群落结构除受到水深、河宽、水温、浊度和海拔高度等环境因子的影响外,组Ⅲ与组Ⅳ采样点影响底栖动物群落退化的主要因素为Cu,Pb和NO-₃-N. 石蛭科和毛缘蛾蚋为组Ⅰ采样点的指示种;叉襀和倍叉襀等敏感类群为组Ⅱ采样点的主要指示种;组Ⅲ的指示种为中耐污种短石蛾和蜉蝣,以及强耐污种寡毛类;涡虫为组Ⅳ采样点的指示种,表明涡虫具有较高的重金属污染耐受性.      

Potential influence of overwintering benthic algae on water quality

Overwintering benthic algae not only directly impact drinking water safety, but also affect the algae recruitment in warm spring seasons. Thus, understanding the characteristics of overwintering benthic algae can provide scientific references for formulating preventative strategies of reasonable water resource. However, they have received less attention. In this study, the spatiotemporal variation of benthic algae and their harmful secondary metabolites were studied from autumn to summer in Qingcaosha Reservoir. Benthic algae (picophytobenthos accounting for 55.42%) had a high biomass during overwintering, and the groups of overwintering benthic algae included pico-Cyanobacteria, pico-Cryptomonas, pico-Chlorophyta, pico-Diatoms, Cyanobacteria, Chlorophyta, Cryptomonas and Diatoms, which were consistent with the planktonic algae species in warm seasons. In oligotrophic or mesotrophic water bodies, micronutrients of iron and manganese were key nutrient factors influencing the biomass of benthic algae. Furthermore, picophytobenthos were important potential contributors of harmful secondary metabolites. The content of microcystins, anatoxin-a, geosmin and 2-methylisoborneol in sediment were 15.75 µg/kg·FW, 48.16 µg/kg·FW, 3.91 ng/kg·FW, and 11.76 ng/kg·FW during winter, which had potential to be released into water bodies to impact water quality. These findings indicate that water quality monitoring programs need to consider sediment in winter as a potential source of toxins and preventative measures to prevent excessive proliferation of algae should be implemented in winter.