低频、低功率超声波抑制藻类生长的效果

超声波的空化作用能够抑制藻类生长,从保护水体生态系统以及超声波技术本身的特点考虑,低频率、低功率的超声波更适合于水体抑藻应用.实验采用自然水体混合藻种(主要由绿藻门、硅藻门、蓝藻门藻种组成),水样超声波辐照后,进行光照培养,取样检测藻类生长情况,研究了低频率、低功率超声波的抑藻效果及控制参数.结果表明,采用60 kHz、0.24 W·cm~(-2)的超声波,作用时间为1 min,抑藻效果明显,24 h培养后水样OD_400从0.25 cm~(-1)降至0.12 cm~(-1);随着超声波作用功率的增加,抑藻效果增强,但功率超过0.24W·cm~(-2),抑藻效果基本不再增加;超声波施加周期为1次·(2～4) d~(-1),可以起到持续抑藻的效果.     

巢湖水华暴发期水-沉积物界面溶解性氮形态的变化

2008年4~10月,连续对巢湖8个样点进行采样,分析了上覆水和表层沉积物间隙水中溶解性氮形态在水华暴发过程中的变化,估算了水-沉积物界面无机氮的扩散通量.结果表明,上覆水中NH4+-N含量随水华暴发强度的增加而减小,溶解性总氮(DTN)含量在水华暴发后明显升高,而NO3--N含量只在水华暴发严重时才明显减少.在大规模水华暴发前(4~5月)上覆水中DTN的主要组成部分是NO3--N和NH4+-N,在水华暴发后则是溶解性有机氮(DON).间隙水中PDTN以NH4+-N为主,其浓度随温度的增加而升高; DON在水华暴发过程中呈先下降后上升的趋势.通量计算结果表明,沉积物作为NH4+-N的“源”一直由间隙水向上覆水释放,西半湖扩散通量在13.06~32.94mg/(m2·d)之间,东半湖扩散通量在4.54~17.41mg/(m2·d)之间.沉积物-水界面交换是湖泊营养盐重要的补充途径,为水华持续暴发提供营养来源.     

升温过程对藻类复苏和群落演替的影响

采用模拟升温方法培养太湖的冬季底泥,培养温度从5.5~30℃设计为8个水平,在各温度水平显微观察藻类群落组成,计算比生长速率,同时采用荧光法分析光合色素的浓度变化.结果表明,绿藻和硅藻在9℃时开始复苏,蓝藻在12.5℃开始复苏.虽然蓝藻复苏较晚,但是蓝藻复苏后的比生长速率高于绿藻和硅藻.12.5℃以后,藻类群落主要由蓝藻、绿藻、硅藻组成.在12.5℃和16℃时绿藻占优势;蓝藻在19.5℃以后占优势.叶绿素a浓度在9℃和16℃均明显升高,而藻蓝素浓度仅在16℃时明显升高.光合色素浓度的升高与绿藻和硅藻的复苏同步进行,但滞后于蓝藻的复苏.     

太湖出流河道藻颗粒变化及其水质效应

河湖连通是保障城市水体水生态健康的一种常用工程手段,但对于蓝藻水华严重的湖泊,湖泊出流携带的藻团颗粒会对河道水质产生明显的影响.为了分析富营养化湖泊引水对受水河道水质的影响程度,以太湖梅梁湾连通河道梁溪河为例,连续3a开展夏季河道蓝藻颗粒通量及其水质的高频监测,分析河道蓝藻水华颗粒物通量变化规律及其对河道水质的影响强度.结果表明：①梅梁湾藻情的好转及河道入口加压抑藻井运行显著降低了梁溪河的叶绿素a浓度与藻颗粒通量,2019年夏季河道叶绿素a浓度与通量均值分别为54.34 μg·L^-1和84.7 t·d^-1,显著低于2017年;②连通河道调水工程对改善受水水体的水质效果显著,除DTP外,梁溪河其余各形态氮、磷浓度2017~2019年整体呈下降趋势,说明调水工程将湖水外排后,对梁溪河水质有一定改善效果;③携带大量蓝藻水华颗粒物的湖水进入河道后,显著增加了河道颗粒态氮、磷等营养盐含量,2017~2019年梁溪河水体中氮、磷均以PN和PP为主,分别占TN和TP的62.5%和70.8%;④梅梁湾水体大量携带的藻颗粒未对连通的京杭大运河等其他河道产生水质影响,2019年8月京杭大运河水体中叶绿素a相较于6月下降了65%,说明蓝藻颗粒物未在运河中积累;⑤在湖泊藻情未能得到有效改观的前提下,调水携带的藻颗粒态会对连通河道局部河段水质和景观产生冲击.     

洱海水华高风险期水体氮磷变化及其指示意义

为揭示水华高风险期水体氮磷变化对洱海的指示意义,结合洱海2009年、2013年和2018年采样检测数据及三维荧光、紫外光谱技术,研究了洱海上覆水氮磷组成和结构变化及影响因素.结果表明:①ρ(TN)和ρ(TP)均先降后升,由2009年氮磷以DON(0.231 mg/L,占36.90%)和DOP(0.016 mg/L,占42.05%)为主,转变为2018年以NH₄+-N(0.197 mg/L,占32.89%)和PP(0.033 mg/L,占70.00%)为主,NH₄+-N和溶解性有机氮磷质量浓度变化是引起氮磷变化的主要因子.各形态氮磷质量浓度空间变化差异较大,北部和中部湖区ρ(TN)、ρ(TP)及其增幅均大于南部湖区;ρ(DON)在北部和南部湖区总体呈下降的趋势,中部湖区ρ(DON)先降后升,增幅为3.32%;ρ(DOP)在北部和中部呈递减,南部湖区则先升后降,总体增加了70.21%;ρ(NH₄+-N)在中部和南部湖区显著增加,北部湖区先降后升.②上覆水氮磷质量浓度及形态时空变化受外源负荷、内源释放和藻类生长共同影响,其中入湖河流是影响氮磷质量浓度变化的主因,且农村生活污染和农田面源污染影响也较大;有机氮磷变化主要受外源输入和湖泊微生物代谢影响,而ρ(NH₄+-N)变化则主要受沉积物释放和藻类生长影响.③洱海水华高风险期上覆水腐殖化程度明显降低,有机氮磷分子量减小,而活性增加,一定程度上可促进藻类生长.研究显示,近10年洱海氮磷质量浓度有增加趋势,有机氮磷质量浓度虽有所下降,但其活性较高,藻类水华风险并未降低,除进一步加强外源负荷控制,关注TN和TP的同时,洱海保护治理还应关注有机氮磷输入以及中部和南部湖区沉积物氮磷释放的水质影响.      

新型除磷剂应用于滇池富营养化水体的试验研究

对新型除磷剂应用于滇池富营养化水体的污染治理进行了相关的试验研究。小试及现场扩大试验表明:新型除磷剂能有效去除滇池水体中的磷,对磷酸盐的去除率可达94.7%,对总磷的去除率可达85%,同时对水体中的其他污染物也具有一定的去处效果。经新型除磷剂处理后的富营养化水体的透明度有明显上升,水体中的藻类降低明显。同时,新型除磷剂的底泥覆盖作用有效地防止了底泥中的污染物重新释放到水体中造成二次污染问题。     

三种化感物质对水华混合藻类以及多刺裸腹蚤的毒性作用

为使脂肪酸和酚酸类化感物质能安全有效地用于实际水体水华的预防和控制,以池塘水华混合藻类以及浮游动物多刺裸腹蚤为实验对象,考察了亚油酸、水杨酸和对羟基苯甲酸对两者的毒性作用.结果表明,亚油酸对池塘水华混合藻类具有极高毒,当0.3mg/L时,对水华混合藻类的最大抑制率达到87.6%,水杨酸与对羟基苯甲酸为中毒;化感物质两两联合作用时均具有协同抑藻效应,亚油酸与水杨酸联合协同抑制作用最强;3种化感物质也从不同程度上显示出对多刺裸腹蚤的毒性作用,但亚油酸对多刺裸腹蚤属于高毒,水杨酸以及对羟基水杨酸属于低毒,3者对多刺裸腹蚤的EC50 均明显大于对池塘水华混合藻类的EC50,表明了利用这3种化感物质(尤其是亚油酸)来开发生物除藻剂的巨大潜能,同时也说明在可除藻的浓度范围内对环境的不良影响可能较小.     

AQUATIC ORGANISMS AND HEAVY METALS IN MISSOURI'S NEW LEAD BELT1

The New Lead. Belt of southeastern Missouri has recently become the largest lead producing region of the world. The impact of this rapid development on the previously rural and undeveloped region of the Missouri Ozarks is the subject of a continuing interdisciplinary study. Since the industrial development began, there have been a number of nuisance biological blooms in several of the small streams receiving effluent from the mines and mills. The major constituents of the problem algal growths were identified and found to include: Cladophora, Oscillatoria, Mougeotia, Zygnema, Spirogyra, Cymbella, and a variety of other stalked and non-stalked diatoms. Secondary blooms of Sphaerotilus were observed to reach problem proportions in some streams, particularly in the autumn. Finely ground rock flour and mineral particles escaping from tailings dams were found to be trapped by the stream vegetation. Concentrations of lead, zinc, copper, and manganese in the algal and bacterial mats were found to be inversely related to distance downstream from the tailings dams. Consumer organisms, including crayfish, snails, aquatic insects, tadpoles, minnows and larger sunfish were analyzed to determine the extent of dissemination and concentration of the heavy metals through food chains. Preliminary results indicated insignificant concentrations of heavy metals in those consumer organisms studied, though in at least one problem stream the normal consumer organisms mentioned were markedly reduced in numbers.     

新立城水库藻类水华环境因子分析及其预警监测

调查研究表明长春市新立城水库发生小范围藻类水华期间浮游植物藻类群落结构变化不明显,种群丰度增加。对监测数据进行了分析并与该地区非水华期间的监测数据相比较;同时对水质进行了环境因子相关性及对藻类水华的影响分析。结果显示溶解氧和温度是影响水库叶绿素a值变化的主要环境因子,且可以作为北方湖泊藻类水华预警的主要监测指标。     

大型水母爆发对东海生态系统中上层能量平衡的影响

通过建立东海生态系统ECOPATH模型,并将大型水母作为一个独立的功能组,从能量平衡的角度探讨近年来东海大型水母爆发对生态系统的影响,并在此基础上提出抑制大型水母爆发加剧的控制机制的假说。模型分析结果表明:大型水母对中上层生物资源普遍具有显著不利影响;在大型水母、浮游动物和鲳鱼等小型中上层鱼类之间可能存在一个由大型水母爆发引发的生态系统中上层能量反馈循环;大型水母爆发初期将破坏生态系统中上层能量平衡;浮游动物生物量的波动可能是抑制大型水母爆发加剧的自然控制机制之一。