鄱阳湖微囊藻毒素时空分布格局及其与理化和生物因子的关系

本文分别于2012年4月(春季)、8月(夏季)、10月(秋季)和2013年1月(冬季)在鄱阳湖进行了4次野外调查和样品采集,采用超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS)对鄱阳湖水柱中常见的3种微囊藻毒素(MC-RR、MC-YR和MCLR)的质量浓度进行定量分析,探寻了微囊藻毒素(microcystins,MCs)质量浓度的时空变化规律及其与湖泊环境理化因子和生物因子之间的关系.结果表明,MC-RR是鄱阳湖MCs的主要毒素种类.胞内微囊藻毒素(intracellular MCs,IMCs)与微囊藻生物量(r=0.47,P0.01)、颤藻生物量(r=0.68,P0.01)、蓝藻生物量(r=0.56,P0.01)、Chl-a(r=0.28,P0.01)之间均具有显著的正相关关系,但与鱼腥藻生物量之间没有明显的相关关系(P0.05),这说明微囊藻和颤藻是鄱阳湖微囊藻毒素的主要产毒藻类.IMCs与水温(r=0.51,P0.01)、透明度(r=0.69,P0.01)、Fe(r=0.43,P0.01)和Zn(r=0.43,P0.01)之间均呈现显著的正相关关系,与TN(r=-0.44,P0.01)、TP(r=-0.29,P0.01)、NO-2-N(r=-0.28,P0.05)、NH+4-N(r=-0.33,P0.05)、Ca(r=-0.34,P0.01)和Mg(r=-0.35,P0.05)均呈现显著的负相关关系,但与pH、PO3-4-P、NO-3-N、电导率、高锰酸盐指数、Cu离子之间的相关关系不显著(P0.05),这说明光照强度(透明度反映)、氮、磷、水温是控制鄱阳湖微囊藻毒素产生的重要因子,金属离子Ca、Mg、Fe、Zn在一定程度上能影响微囊藻毒素的产生.鄱阳湖IMCs和胞外微囊藻毒素(extracellular MCs,EMCs)呈现相似的季节变化趋势,即夏季最高,其次为秋季,冬季和春季较低.鄱阳湖IMCs的空间分布整体上呈现东部湖汊群、松门山周围以及蚌湖和蚌湖进入鄱阳湖的入湖口较高,其它区域较低的趋势,而EMCs的高值区位于松门山周围和蚌湖及其入湖口.     

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.     

城市重污染河道水质及底栖附泥藻类生态特征

对苏州市古城区南园水系的水质和藻类1a的监测结果表明,研究区域水质污染主要以NH_4~+-N和TN的严重超标为特征,最大超标倍数可达到5倍以上[按地表水环境质量标准(GB 3838-2002)Ⅴ类水作为基准];经镜检,底栖附泥藻类共34种,种类数以硅、绿和蓝藻类占优势,其数量和生物量极高,达到2 145.5×10~4个/mL,生物量3.524 mg/mL,远高于相同点位浮游藻类监测结果,数量和生物量以硅藻和蓝藻占绝对优势;各门藻类在各河段中分布极不均匀,优势种群多属异养型或两型营养特征,且与河道的污染特征有较密切关系,这些典型藻类包括:蓝藻门(Cyanophyta)中的两栖颤藻(Oscillaria amphibian),硅藻门(Bacillariophyta)中的小环藻(Cyclotella sp.)、直链藻(Melosira sp.)、冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii)、舟形藻(Navicula sp.)、菱形藻(Nitzschia sp.)、异极藻(Gomphonema)等.其数量季节变化表现为:夏季>秋季>春季>冬季;而生物量则为:冬季最高,春、夏、秋相对较低,且变幅不大.相关研究成果可为城市重污染河道生态恢复提供参考.     

草甘膦对沉积物-水界面藻类群落结构影响研究

为了探究环境中残留除草剂草甘膦对沉积物-水界面藻类群落结构演替的影响,分别以九龙江两个断面拱桥溪和石龟头的沉积物-水界面藻类群落结构为研究对象,并添加0.05 mg·L^-1草甘膦作为磷源进行实验模拟.结果表明：拱桥溪沉积物-水界面藻类生物量占比为蓝藻：绿藻∶硅藻∶甲藻=0.3%∶7.8%∶91.5%∶0.3%,蓝藻生物量占比低于1%,以硅藻门直链藻属为优势种属;石龟头沉积物-水界面藻类生物量起点占比为蓝藻∶绿藻∶硅藻∶甲藻=20.8%∶58.5%∶19.5%∶1.2%,蓝藻生物量占比大于20%,绿藻门栅藻属、蓝藻门微囊藻属和硅藻门直链藻属为优势种属.草甘膦调控15 d后,拱桥溪沉积物-水界面蓝藻生物量占比从0.3%增长到22.6%,生物量是无机磷组的7.6倍,但硅藻仍为优势门类,这与蓝藻生物量占比低于1%的拱桥溪表层水体藻类群落演替结果类似;而石龟头沉积物-水界面蓝藻生物量占比从20.8%增长到57.8%,生物量是 无机磷组的近5倍,蓝藻演替为优势门类,这与蓝藻生物量占比大于15%的石龟头表层水体藻类群落演替结果相似.调控实验表明,在草甘膦胁迫下蓝藻门的增殖能力均表现为强于甲藻门和绿藻门.蓝藻门微囊藻属是直接利用草甘膦,或受草甘膦刺激生长并在群落结构中取得竞争优势还有待进一步研究.     

洋河水库微囊藻毒素及产毒株种群丰度的时空分布特征

在洋河水库设置6个采样点,于2015年5—10月采集水样,利用高效液相色谱测定了微囊藻毒素(MC-LR、MC-RR、MC-YR)的浓度,并采用基于mcy A和mcy B基因的荧光定量PCR技术检测产毒蓝藻与产毒微囊藻种群.同时,分析了水体中微囊藻毒素浓度和组成的时空分布特征,以及产毒蓝藻与产毒微囊藻丰度的动态变化.结果表明,洋河水库微囊藻毒素(Microcystins,MCs)浓度范围为0.24~10.99μg·L~(-1);水体中产毒蓝藻占总蓝藻种群丰度的7%~55%,产毒微囊藻占总微囊藻种群丰度的8%~59%,是主要的产毒蓝藻;微囊藻毒素浓度与产毒株种群丰度时空分布特征一致,季节变化规律为夏季秋季春季,空间分布表现为西洋河口附近区域高于东洋河口附近区域;而微囊藻毒素组成无显著时空差异,均以MC-RR和MC-LR 2种亚型为主.Pearson相关分析显示,产毒微囊藻种群丰度及其比例是影响微囊藻毒素浓度变化的主要因素,且其与总磷和叶绿素a浓度呈显著正相关(p0.01).     

巢湖藻类生物量季节性变化特征

在2008年对巢湖浮游藻类的生态分布进行了为期1 a的调查研究,并采用自制"藻类上浮/下沉捕集器"定量研究了水柱中藻类上浮和下沉速率的季节性变化.结果表明,蓝藻为巢湖主要的水华优势群落,但各个季节优势水华种群有所差别,春季鱼腥藻占优势,微囊藻次之;夏、秋两季微囊藻占绝对优势.5月开始,水柱中藻类生物量明显增加;8月份达到最大值,叶绿素含量全湖平均为146.37 mg.m-3.表层沉积物中藻类生物量在9.75～16.24 mg.kg-1之间,最小值出现在夏季,然后逐渐升高,最大值出现在冬季的11月.研究期间(5～10月),水柱中浮游藻类一直存在上浮和下沉现象,上浮速率在总体上呈先上升后下降的趋势,最大值出现在8月初,为0.036 8 mg.(m2.d)-1;下沉速率则呈现先缓慢上升后急剧下降的趋势,最大值出现在9月初,为0.032 1 mg.(m2.d)-1.多元逐步回归统计表明,温度是巢湖藻类生物量变化最为显著的影响因子,其次为总氮(TN)和总磷(TP).     

昆山市淀泖水系藻类及藻毒素安全评价

对昆山市淀泖水系6个典型监测断面的藻类及藻毒素的污染状况做了初步调查,并对其进行安全性评价.采用显微计数法进行藻类的计数和分类;采用酶联免疫吸附试验检(ELISA)测微囊藻毒素污染状况,并用HLPC验证;测定叶绿素a的含量并用来评价水体的营养状况.经过连续4个月的检测,发现所有断面在温度相对低的3月份藻类数量已超出警戒限值2.1×105个·L-1,大部分水体已呈富营养化状态,4月份所有断面藻类数量已超出危险限值1.2×106个·L-1,水体的富营养化程度更加严重,6月份所有断面藻毒素为阳性,其中蓝藻数量最高的4号断面,藻毒素HPLC测定结果为0.60 μg·L-1.     

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.     

温度光照对铜绿微囊藻生长及藻毒素释放的影响

实验利用纯的铜绿微囊藻在不同条件下培养,通过计数藻细胞来反映其生长曲线,测定水中总氮总磷含量变化趋势,用高效液相色谱法测定其中藻毒素MC-LR的产量,从而表明不同的环境条件对铜绿微囊藻生长及藻毒素释放的影响。结果表明:在设定光照条件一定时,最利于藻类生长的温度条件为25℃;而最佳藻毒素释放条件为28℃。而当温度条件一定时,光照条件为6000lx时最利于藻类的生长,3000lx的光照条件最适合铜绿微囊藻的藻毒素释放。     

滇池水华蓝藻中藻毒素光降解的研究

微囊藻毒素是水华蓝藻释放的一类毒性很大的环状七肽物质.通过紫外灯和日光照射滇池水华蓝藻提取液,发现溶液中微囊藻毒素均可被降解,且在日光照射下降解更快.同时发现藻毒素的降解程度与色素含量有关.结果表明,色素催化光降解可能是天然水体中微囊藻毒素去除的一个主要途径.     

巢湖藻类遥感监测和气象因子分析

利用多年的卫星遥感资料,在对巢湖藻类进行监测的基础上,分析巢湖藻类爆发的时空分布规律,分析结果表明巢湖藻类夏秋两季爆发频繁,在空间上爆发主要发生在巢湖的西半湖。同时,通过分析藻类爆发期间气象观测资料,发现与巢湖藻类爆发相关的气象因子主要有气温、风速和降水。     

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.     

香溪河库湾浮游植物调查及多样性研究

为了分析新生水库库湾藻类组成及演替规律,2010年对三峡水库香溪河库湾进行了跟踪监测,对监测结果用9种多样性指数进行多样性评价,用综合营养状态指数进行水质评价,并将9种评价指数分别与综合营养状态指数进行拟合分析,得出最适于评价香溪河水体污染程度的评价指数。结果表明春季优势藻种为硅藻、夏季为绿藻和蓝藻、秋季为硅藻和绿藻,冬季为甲藻。XX06秋季与冬季富营养化程度为贫营养级,春季与秋季主要为轻-中度富营养级。Menhinick index与综合营养状态指数的拟合度最大,最能反映水污染程度变化趋势。     

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...     

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。     

贵州高原红枫水库浮游植物中金属富集特征

为了掌握红枫水库浮游植物金属富集特征,分别于2018年冬季（1月）、春季（4月）、夏季（7月）、秋季（10月）对红枫水库浮游植物及其金属含量进行监测分析.结果表明：贵州高原红枫水库浮游植物金属富集含量大小为：Ca > Fe > Mg > Mn,Ca占金属含量总比重的73.9%,且金属含量四季变化差异显著,总体季节变化规律为：冬季 > 秋季 > 夏季 > 春季,冬季浮游植物金属富集总量为273.13mg/g,春季浮游植物金属富集总量为183.82mg/g.②贵州高原红枫水库采样点浮游植物金属富集含量排列顺序为：三岔河 > 后湖 > 大坝 > 将军湾 > 后午 > 花渔洞,红枫水库三岔河和后湖浮游植物富集金属含量高,花渔洞浮游植物富集金属含量较低,且Fe和Mn相关性显著,Ca与Mg可能具有同源性.③RDA分析表明,4季的浮游植物金属含量与蓝绿藻有较强的相关性.研究显示,红枫水库中浮游植物金属含量具有显著的时空变化特征,且在秋冬季浮游植物金属含量与优势藻种具有显著相关性.