星肋小环藻、铜绿微囊藻春化作用基因控制机理

实验证实了星肋小环藻、铜绿微囊藻的春化作用后,其暴发控制机理成为研究重点。该文通过分析单细胞生物基因操作原理、遗传物质转录复制控制、温度对蛋白质的作用和酶原激活过程等,研究微藻春化作用基因控制机理,提出基因控制模型:激活基因-操纵基因连锁的基因操纵模型,由基因操纵子、调节基因和激活基因组成。该模型阐释2种藻类春末夏初大规模暴发机理:春季,调节基因产生的调节蛋白原被调节蛋白激活酶激活产生的调节蛋白与操纵基因结合,启动结构基因转录合成DNA合成酶系,DNA复制完成,藻体裂殖(繁殖)群体增长;夏季,高温下温度敏感的调节蛋白激活酶变性,使调节蛋白原激活产生变构的调节蛋白,同时与操纵基因和激活基因结合,激活基因不能产生调节蛋白激活酶激活调节蛋白原产生激活蛋白,这时铜绿微囊藻进入生长被抑制状态,星肋小环藻进入高温休眠状态;进入秋季,因之前无低温出现使热变性的激活酶复性,激活产生正常的调节蛋白与操纵基因结合,启动结构基因复制繁殖所需DNA酶系,尽管秋季温光适宜,星肋小环藻不会生长活动,铜绿微囊藻可生长但生长速度低于春末夏初时的生长速度;进入冬季,低温使热变性的激活酶复性,等待来年春暖激活调节蛋白原,启动新一年的藻生长。     

微囊藻群体的竞争优势及其形成机制的研究进展

群体的形成、增大和形态的持久维持是微囊藻获得种群优势进而形成水华并维持优势的前提之一。该文首先介绍了微囊藻群体在藻类种群竞争方面的优势,然后在介绍已有的浮游动物牧食诱导微囊藻群体形成的基础上着重综述了微囊藻毒素及重金属离子等环境因子促进微囊藻群体的早期形成、增大和形态的持久维持的最新研究进展。作者推测微囊藻群体的形成可能是在藻类快速生长的基础上,浮游动物的牧食压力、微囊藻毒素及重金属离子等环境因子共同作用下联合驱动的结果。因此,开展环境因子协同作用对微囊藻早期群体形成诱发效应的研究对揭示水华暴发机理具有非常重要的实际意义,同时可为水华的预警及控制提供科学的参考数据。     

利用水华微藻生物质去除水中Cr(Ⅵ)离子的研究

将野生水华微藻生物质作为吸附材料去除水中Cr(Ⅵ)离子。实验发现温度对去除效率没有显著影响,而pH值和Cr(Ⅵ)离子去除率呈严格负相关。在微藻吸附剂浓度为5.0 g/L、温度25℃、pH值5.0和初始Cr(Ⅵ)离子浓度30.0 mg/L条件下,经过2次吸附可以将水中Cr(Ⅵ)离子降低到0.45 mg/L,去除率达到98.5%。进一步分析表明,溶液中Cr(Ⅵ)浓度随着吸附时间逐步下降,Cr(Ⅲ)浓度会随着吸附时间逐步上升,逐渐接近总Cr浓度,这表明吸附过程中微藻生物质会将部分Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)。本研究表明,野生水华微藻生物质是一种低成本的吸附材料,可以用于去除废水中Cr(Ⅵ)离子。     

饮用水源地的水华对人体健康风险评价

饮用水源地的水华现象近年来在世界各地不断爆发,给人类饮水安全造成极大的威胁。本文通过检测微囊藻毒素和三卤甲烷类物质,利用急性暴露安全阈值（浓度）计算模型,计算出了各自的急性暴露安全阅值,并对健康风险进行了评价。     

藻类水体Cd2+毒性快速监测新方法研究

采用藻类生长抑制试验和光合活性抑制试验两种方法对蛋白核小球藻受不同浓度Cd2+胁迫作用下叶绿素浓度及藻活性荧光参数进行测量,依据Sigmoidal曲线拟合及单因素方差分析(one-way ANOVA)的方法对Cd2+不同胁迫时间下藻活性抑制率和96 h比生长率抑制率的相关性进行研究.结果表明,48、53、72、77和96 h的藻活性抑制率和96 h比生长率抑制率间具有较好的S函数关系(R2>0.95),因此可采用藻活性抑制率48 h-EC10和53 h-EC10来代替96 h的藻类半数比生长率抑制率EC50进行Cd2+藻类毒性实验评价.进一步分析了蛋白核小球藻受Cd2+胁迫48 h和53 h藻活性抑制率和Cd2+毒性当量的剂量-效应关系.该方法为实验室内单一Cd2+毒性的监测提供了一种快速有效的新方法,为水环境综合毒性预警提供了一种切实可行的方法依据.     

颗粒直链藻水华生消对婆罗异剑水蚤（桡足类）种群动态的影响

近年来,国内外学者对湖库型水华的发生机理和生态效应都做了大量研究,但有关水华生消对浮游动物群落结构影响的研究还很少.因此,本研究利用两个室外水泥池在中等尺度上考察了颗粒直链藻水华生消过程对婆罗异剑水蚤(桡足类)种群动态的影响,以及后者摄食对水华生消的下行调控作用.结果发现,颗粒直链藻水华发展迅速,仅5 d时间叶绿素浓度就从(21.24±0.75)μg·L-1上升到(240.34±11.00)μg·L-1;随后水华进入快速消退期,3 d后叶绿素a浓度下降到(53.63±0.47)μg·L-1.婆罗异剑水蚤的摄食压力对颗粒直链藻水华具有明显的抑制作用,水华生消期间含有婆罗异剑水蚤的藻液叶绿素a浓度比对照组低20μg·L-1左右,最大差异为26.08μg·L-1.期间婆罗异剑水蚤的丰度也由接入时的(56.50±4.32)ind·L-1增加到(142.11±6.35)ind·L-1,增加了1.5倍.该研究结果表明,在无鱼类摄食压力情况下,颗粒直链水华的爆发和消亡对婆罗异剑水蚤的生长和繁殖没有负面影响,反而促进了其种群数量的增加,这可能是由于水华期间为其提供了充足的饵料供应.     

明矾石在水体微藻去除中的应用研究

以温州市某大学校区内富营养化水体为研究对象,采用本地明矾石对含藻水体进行混凝除藻、除浊实验研究,分别进行投加量、搅拌强度、搅拌时间、静置时间及pH值对微藻去除效率的影响研究,以获得处理工艺的最佳条件,为恢复河流水体生态自净功能提供理论基础.试验中对投加明矾石前后,水体中浊度、总磷、氨氮和总氮进行了测定,结果表明：明矾石最佳投加量为0.35 g/L,最佳搅拌方式为200 rpm搅拌4 min;最佳静置时间为25 min;在碱性或中性水体的处理效果尤佳.     

周期性的温度扰动对藻类群落结构演替的影响

为了研究水库生境扰动对藻类水华的作用机制,以中度扰动理论为基础,结合藻类群落生境选择学说和藻类生态功能组,开展了不同温度扰动周期、相同扰动幅度下藻类多样性变化特性和群落结构演替特征的室内控制实验.结果表明:1适度的扰动会促进藻类的生长且增加其多样性.中度扰动组Δ22℃/48 h藻类生物量最大,但多样性最高,不存在绝对占优藻种,而高频次扰动组Δ22℃/24 h生物多样性较小,但可降低藻类生物量.2温度的周期性变化对浮游藻类群落的演替有明显的影响,优势种也呈现一定的差异性.藻类优势功能组演替基本规律为:X_1(小球藻)→J(栅藻)→S_1(席藻)或X_2(衣藻),群落结构呈现出C/CR型藻类先行占优向R型演替的趋势.高温扰动频繁时,R型藻类(S_1)明显占优;无扰动或低扰动时,群落结构组成特点以C/R策略为主.适度的扰动组Δ22℃/48 h形成了多种生长策略的藻类共存的格局,且耐受高温胁迫的S策略藻类(L_0)开始出现.     

刘家峡水库藻类群落特征与水质的关系

2009年—2010年，研究了刘家峡水库的藻类群落特征。共鉴定出8门11纲 16目33科55 属114种藻。丰水期优势类群是金藻门（占27%），次优势类群是硅藻门（21.5%）；枯水期优势类群是硅藻门，占总数34%（羽纹纲占33%），次优势类群是金藻门（18%）。对刘家峡水库水质初步评价结果显示：水库上游水质较清洁（1#—2#站点），中下游为轻度—偏中度污染（3#—4#站点），下游为中度—偏重度污染（5#—6#站点）。对藻类群落特征与6项水环境因子的Pearsong相关性分析表明，枯水期影响藻类群落特征的环境因子依次是DO﹥TN﹥pH值﹥T﹥Mcb(粪大肠杆菌)；丰水期则是DO﹥Mcb﹥pH值﹥TN。     

多源信息融合技术在内陆湖库水华预警中的研究进展与展望

面对水体富营养化愈来愈严重，水华爆发越来越频繁的严峻形式；为减少水华发生频率及由此造成的损失，开展水华预警已成当务之急。水华爆发是水体中营养盐的累积、气候条件与水力条件等众多因素非线性共同作用的产物；为此，有必要在众多水华影响因素的动态监测信息的融合基础上，寻求水华爆发与这些影响因素间的影射关系，这就需要信息融合技术。通过归纳总结多源信息融合技术在内陆湖库水华预警中应用的研究进展，结合目前我国水华预警的具体需求，提出建立基于多源信息融合技术的水华预警决策支持系统的研究前景与初步设想。信息融合技术为水华预警提供了一个良好的平台，它将与水华相关的不同信息源（水文、气象、水环境质量与环境遥感）所提供的局部不完整的观测信息加以集成与互补，消除多源信息之间存在的冗余和矛盾，形成对水华爆发环境相对完整的感知与描述；从而提高水华预警与应急响应决策的效率，提高预警信息的时间与空间分辨率，扩展信息的时空监测范围。