蓝藻暴发对太湖梅梁湾底泥中铁氨氧化速率的影响

作为近年来新发现的氮循环过程,铁氧化物还原耦合氨氧化（Feammox）越来越受到人们的关注.然而,目前鲜有研究报道蓝藻暴发对湖泊底泥中铁氨氧化速率的影响.因此,本研究采集了湖泊聚藻区和无藻区的底泥,对其理化性质进行分析,同时利用稳定同位素示踪技术测定了铁氨氧化速率,并运用高通量测序技术探究了底泥的微生物群落组成.结果表明,无藻区底泥的铁氨氧化速率为0.29 mg·kg^-1·d^-1,显著高于聚藻区底泥（0.01~0.05 mg·kg^-1·d^-1）,而且铁氨氧化速率与pH、Fe（Ⅲ）和TOC（总有机碳）均具有显著的相关性（p<0.05）.此外,高通量测序结果表明,在不同底泥中6种主要的铁还原菌（Thiobacillus、Geobacter、Desulfobacca、Pseudomonas、Anaeromyxobacter和Desulfosporosinus）被检测到,并且铁还原菌的丰度在无藻区底泥中为5.65%,比在聚藻区底泥（3.25%~4.44%）中的高.总之,本研究结果说明蓝藻暴发会减弱湖泊底泥中的铁氨氧化反应.     

基于Sentinel-2遥感影像的巢湖蓝藻水华提取方法研究

Sentinel-2卫星兼具了空间分辨率高、重放周期短、谱段丰富三方面特点,为蓝藻水华爆发阶段及时准确的蓝藻水华提取提供了影像基础,但目前在大型湖泊蓝藻水华提取中的应用报道较少。为此,文章以2018—2020年巢湖的Sentinel-2遥感影像为例,开展包括浮游藻类指数(FAI)在内的多指标蓝藻水华提取方法研究,针对FAI阈值难以确定的典型问题,提出了基于回归分析的FAI阈值确定方法。结果表明,(1)与低分辨率卫星MODIS和GF-1影像的蓝藻水华提取结果相比,Sentinel-2提取到了面积小至100 m2的蓝藻水华区域,提取结果差异主要集中在蓝藻水华区域的边缘部分以及面积较小的零星区域,证明了Sentinel-2遥感影像能够更精确地估算蓝藻水华面积。(2)以NDVI的阈值0为基准,通过回归分析确定FAI的阈值为-1.152(决定系数r2达到0.982 3,显著性检验P<0.001),对2019年6—11月无云雾遮挡的Sentinel-2遥感影像,分别采用归一化植被指数(NDVI)与FAI指标提取蓝藻水华面积,结果表明蓝藻水华的分布情况基本一致,且蓝藻水华面积的相对偏差小于5%,证明了FAI阈值确定方法的有效性。(3)选取云雾遮挡但无大规模蓝藻水华爆发的Sentinel-2遥感影像,分别采用NDVI和FAI指标提取蓝藻水华面积,在无云雾遮挡的区域,两个指标的蓝藻水华分布情况一致,而有云雾遮挡的区域,FAI指标的提取面积仅为NDVI的53.89%,证明FAI指标受云雾影响更小。Sentinel-2遥感影像的高空间分辨率使巢湖蓝藻水华提取更为准确,在未来的水质监测领域将彰显更大的价值。     

太湖蓝藻的时空变化规律及治理方法

利用2009─2012年丰水期和平水期的生物调查获取的环境和生物数据,研究太湖蓝藻的时空分布规律,分析蓝藻分布与其他物理、化学和生物因子（如温度、酸碱性、有机物和营养盐含量、浮游植物与浮游动物密度等）的相关关系。结果表明：太湖水质基本上超出V类地表水指标,主要的超标因子是总氮。总氮在丰水期和平水期的质量浓度分别为3.05 mg·L-1和1.65 mg·L-1,总氮在丰水期质量浓度降低的主要原因可能是丰水期蓝藻迅速生长,吸收了大量的营养盐。蓝藻仍是太湖浮游植物的优势种。2009─2012年太湖蓝藻的密度随年份无明显变化,但随季节和区域存在显著差异：丰水期蓝藻密度均值为4.87×10^7cell·L-1,明显高于平水期蓝藻密度（1.51×10^6 cell·L-1）;太湖东部采样点蓝藻密度明显低于其他湖区。影响蓝藻的非生物因素包括温度、酸碱度和营养盐,高温、偏碱性和高营养盐含量都会增加蓝藻的密度。蓝藻与其他浮游植物和大型水生植物之间存在竞争关系,蓝藻密度增加促进了枝角类的生长。推荐利用机械打捞和大型水生植物修复方法,因为这2种方法可在降低蓝藻密度的同时去除水体中的有机物和营养盐,可以从根本上降低太湖蓝藻水华的风险。增加其他藻类和枝角类控制蓝藻水华方法可行性较差：1）蓝藻暴发时期其它藻类对能量和营养的竞争能力弱于蓝藻,难以抑制蓝藻的生长;2）在太湖中增加枝角类可能降低现有蓝藻的密度,但建立完整的食物链体系降低富营养化程度,防范生物调控中可能存在的生态风险（如其他藻类水华等）较困难。     

Effects of polyaluminium chloride on the freshwater invertebrate Daphnia magna

In a number of countries across the world, aluminium in the form of polyaluminium chloride has been used in the treatment of freshwaters for the direct removal of cyanobacteria, or phosphorus removal, but knowledge about its effect on zooplankton species is poor. In our study, polyaluminium chloride toxicity was tested on both artificial and natural freshwaters for a better understanding and prediction of effects in real ecosystems. Our results indicate that prediction of effects in a real ecosystem based on standard ISO methods is insufficient, and tests with nontarget species (including invertebrates) should be done before each treatment using the water samples from the treated location. Effective concentrations of polyaluminium chloride can differ markedly according to the type of water composition used in the assay. Our experiments proved that EC₅₀ values can fluctuate between 9.89 and 54.29 mg·L^?1 of Al³⁺, and the toxicity is dominantly dependent on the treated water conductivity. This parameter seems to be the dominant source of different effects on zooplankton species after treatment and thus should be properly tested before each use of polyaluminium chloride as a treatment compound.     

压力下伪空胞破裂对3种水华蓝藻生长及光合作用的影响

采用批量培养方式,研究了伪空胞的破裂对3种典型水华蓝藻——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、螺旋鱼腥藻(Anabaena spiroides)和孟氏浮游蓝丝藻(Plankothrix mougeotii)生长的影响,同时分析了伪空胞破裂对3种藻光合作用及细胞形态的影响.结果表明,伪空胞破裂对3种藻的生长影响不同,铜绿微囊藻和孟氏浮游蓝丝藻的细胞生长不受伪空胞破裂的影响,而螺旋鱼腥藻生长初期出现了5 d的延滞期;伪空胞破裂对3种藻光合作用影响较小,其中铜绿微囊藻和螺旋鱼腥藻的光合作用没有受到影响,而孟氏浮游蓝丝藻在饱和光强时最大光合作用速率降低了12.6%.铜绿微囊藻、孟氏浮游蓝丝藻及螺旋鱼腥藻细胞在伪空胞破裂后恢复较快,在3～5 d内又重新生成了大部分的伪空胞.      

太湖蓝藻水华暴发程度年度预测

近年来,尽管太湖主要水质指标有所改善,但蓝藻水华暴发的频次和面积并未明显减少.为了探讨太湖蓝藻水华暴发的环境驱动因子,统计了2012—2020年历年4—10月预警期间的太湖蓝藻水华发生规模与频次,结合同步浮标自动监测数据和实验室分析数据,构建了蓝藻水华预测模型.以太湖蓝藻水华综合指数(Ic)表征蓝藻水华强度,并通过Ic...     

氮磷比对水华蓝藻优势形成的影响

通过批量培养实验研究了不同磷水平下N/P比对铜绿微囊藻(蓝藻)和斜生栅藻(绿藻)生长速率的影响,并在太湖蓝藻水华暴发期间,监测了梅梁湾和湖心区水体叶绿素a浓度和氮磷营养盐结构变化,以探讨N/P比对蓝藻优势形成的影响.结果表明, N/P比对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响并不表现在一个确定值上,而与水体氮磷的绝对浓度有关,在0.02mg/L磷浓度下,铜绿微囊藻和斜生栅藻在N/P比为4:1~32:1范围内生长速率均较低(0.067~0.074,0.018~0.022d-1),说明受到营养盐的限制;当磷浓度达到0.20mg/L时, 铜绿微囊藻在N/P比为32:1时生长速率达到最大值(0.240d-1),斜生栅藻在N/P比为64:1时生长速率达到最大值(0.380 d-1);而在磷浓度升高到2.00mg/L时,不同N/P比下铜绿微囊藻和斜生栅藻均达到最大生长速率(0.24~0.25, 0.378~0.381d-1),说明氮磷浓度均比较充足,N/P比对生长速率已经没影响.可见,氮磷浓度比N/P比对两种藻的生长影响更大.与斜生栅藻相比,铜绿微囊藻对氮磷营养的生理需求和最大生长速率均相对较低,属K策略物种,易在低氮磷浓度下形成优势.梅梁湾在水华暴发期间氮浓度一直远低于水华较轻的湖心区,而磷浓度远高于湖心区,进而导致梅梁湾N/P质量比(低于20:1)在水华期间一直低于湖心区(124:1),低N/P比是蓝藻水华暴发导致氮浓度下降,磷浓度升高的结果.     

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.     

官厅水库微囊藻毒素的LC-ESI/MS定性分析

在利用高效液相色谱方法研究的基础上,采用液相色谱-电喷雾质谱(LC-ESI/MS)方法对相同的藻毒素样品进行了进一步的定性研究.结果表明,官厅水库微囊藻产生的5种微囊藻毒素中3种分别是常见的Microcystin-RR,Microcystin-LR和Microcystin-YR,分子量分别为1 038,995和1 045.另外2种分子量分别为1 052和1 009,分别与Microcystin-YY和Mglu-LR的分子量相同,但完全的验证工作还有待更深入的研究.     

广州市典型中小型水库营养状态与蓝藻种群特征

中小型水库是广州市供水的重要水源地和后备水源地,为了解这类水库的富营养化特征以及蓝藻种群的动态,于2010年的枯水期、丰水期对广州市6座典型的中小型水库进行了采样与分析。结果表明：梅州水库、芙蓉嶂水库为贫-中营养型,三坑水库、百花林水库、和龙水库为中-富营养型,洪秀全水库为富营养型,水库营养状态指数季节变化差异不显著。在同一座水库中,水力滞留时间越长,营养状态指数越高;在不同水库之间,营养状态指数与集雨区内人类活动影响有关。6座水库蓝藻生物量的季节变化明显,受水温和水体稳定性的影响,枯水期蓝藻生物量在0.14~171.8μg.L-1之间,占浮游植物总生物量的0.1%~10.0%;丰水期蓝藻生物量在0.013~32.8 mg.L-1之间,占浮游植物总生物量的6.5%~97.0%。不同营养状态的水库之间蓝藻的生物量和种类差异明显,受营养盐和水力滞留时间的影响,梅州水库、芙蓉嶂水库蓝藻生物量在0.1~16μg.L-1之间,主要种类为泽丝藻（Limnothrix redekei）、卷曲鱼腥藻（Anabaena pertuthate）、水华微囊藻（Microcystis flos-aquae）、粘球藻（Gloeocapsa sp.）;三坑水库、百花林水库、和龙水库蓝藻生物量在0.057~32.8 mg.L-1之间,主要优势种为拟柱孢藻（Cylindrospermopsis raciborskii）、泽丝藻、假鱼腥藻（Pseudanabaena limnetica）;洪秀全水库蓝藻生物量在0.107~2.637 mg.L-1之间,主要优势种为阿氏颤藻（Oscillatoria agardhii）、水华微囊藻、卷曲鱼腥藻。