玄武湖蓝藻水华应急治理成效分析

2005年9-10月间，以粘土法为主，对玄武湖蓝藻水华进行了应急治理。经监测表明，应急治理有效抑制了蓝藻水华，湖区景观明显改善。形成蓝藻水华的微囊藻，各湖区下降幅度大于95％。综合污染指数、富营养化程度均有不同程度的降低，水体透明度提高0．14m，水质化学耗氧量、高锰酸盐指数、总磷浓度大幅降低，但生态补水主要流经区域pH无明显改善，各湖区总氮超标率有所上升。浮游植物数量下降93％，浮游动物种群数量上升47％，底栖动物种类数量无显著变化。相对静止水域细菌总数持平，生态补水流经区域细菌总数下降幅度较大。治理期间未发现大型水生植物、鱼虾批量死亡。沉积物中，铜、铅、砷含量无明显差异，汞含量升高，但低于往年监测水平，有机质略有升高，总磷含量有较大幅度上升。     

太湖水华期营养盐空间分异特征与赋存量估算

基于2013年7月的空间高密度采样数据,对太湖水华期水体营养盐进行了空间分异特征分析及赋存量估算,探讨了大型浅水湖泊不同生态类型湖区水华与营养盐的相关关系及样点设置的代表性.结果发现,水华期太湖水体营养盐及叶绿素a浓度(CHL)总体上均呈现由西北向东南降低的趋势;氮主要以溶解态存在,占总氮(TN)的76.28%,磷主要以颗粒态赋存,占总磷(TP)的66.38%.采用主成分分析和聚类分析,可以将采样点分为相互之间具有显著性差异的4个区域:第一区位于西北湖区,代表水华严重的重富营养湖区;第二区主要包括梅梁湾及南太湖的入湖河口一带湖区,代表水华和富营养化程度都相对中等的湖区;第三区包括湖心区和西南湖区,代表中等污染但水华频现湖区;第四区包括贡湖湾、胥口湾和东太湖等其他区域,代表水华影响较弱、水质较好湖区.分区统计分析表明,不同湖区影响浮游藻类生长的因子也不同:从全湖来看,与CHL显著相关的营养盐指标为TP、TN、溶解性总氮(TDN)和硝态氮(NO-3-N),而在第一区则为TP和TDN,第二区为TN和TDN,第三区为TP、磷酸盐(PO3-4-P)和TDN,第四区为PO3-4-P、溶解性总磷(TDP)和亚硝酸盐(NO-2-N).基于空间插值获得调查期间太湖水体TN、TDN、TP和TDP的赋存量分别为12 800、9 800、445和150 t.研究表明,作为一个大型浅水湖泊,因蓝藻水华空间迁移积聚特征和生态类型异化等特征,太湖水华期的营养盐具有高度空间异质性,对于此类大型浅水湖泊的监测与评价,应当考虑点位的合理布设及结果的恰当解读,避免因监测布点和统计方法不当而以偏概全.     

环境一号卫星CCD数据在太湖蓝藻水华遥感监测中的应用

利用环境一号卫星(HJ-1)CCD数据,对太湖水华进行遥感监测,并比对同时相的EOS/MODIS卫星遥感数据。结果表明,HJ-1星CCD数据具有优于EOS/MODIS数据的蓝藻水华识别能力,并有良好抗云层干扰能力,适合用于太湖蓝藻水华应急监测。     

氮、磷等环境因子对太湖微囊藻与水华鱼腥藻生长的影响

为探索太湖主要水华藻类（微囊藻与水华鱼腥藻）在多种环境因子作用下的生长变化机理，在实验室内对部分水华藻类（微囊藻、鱼腥藻）进行分离培养，研究氮、磷、温度等环境因子对水华藻类生长增殖的影响。研究表明，高水温（30℃）是微囊藻的最适生长温度；随着氮、磷浓度的提高，微囊藻的生长速率加快；低磷是鱼腥藻生长的限制因子。同时，通过野外测定的各项指标发现，当藻类密度较低时，其与总氮、总磷呈正相关。     

蓝藻水华的成因及其生态控制进展

从水体生态系统的平衡、供水水质、人类及其它动物的健康风险、水域生态景观等方面分析了蓝藻水华的危害。对蓝藻水华形成的内在因素（高温适应的一系列特殊的生化调控机制或特性、三套色素系统——低光补偿机制、奢侈消费机制、固氮——营养补偿机制、休眠——回避不良条件机制、产生天然毒素来抑制竞争者和捕食者的机制）和环境因素（物理，如温度、光照、扰动及混合和水的滞留时间等；化学，如主要营养盐、微量营养元素、溶解无机碳、溶解有机碳和盐度等；生物因子，如牧食、微生物作用和与较高等动植物的共生等）进行了分析。并对蓝藻水华的生态控制（微生物控藻、大型水生植物抑藻、水生动物控藻如经典生物操纵、非经典生物操纵和罗非鱼控藻）的研究进展进行了综述。〖     

巢湖2016年蓝藻水华时空分布及环境驱动力分析

针对近年来巢湖蓝藻水华暴发频繁,基于中分辨率成像光谱仪（moderate-resolution imaging spectrum-radiometer,MODIS）多光谱遥感数据,采用浮游藻类指数（floating algae index,FAI）和藻华像元生长算法（algae pixel-growing algorithm,APA）提取了巢湖蓝藻水华覆盖面积,在分析2016年巢湖蓝藻水华时空分布规律基础上,结合巢湖水质、气象数据,讨论了藻华暴发的主要环境驱动力.结果表明,2016年巢湖藻华暴发季节与往年一致（5~11月）,但藻华首次暴发时间推迟到5月,持续时间缩短至204 d,平均藻华面积85.53 km².其环境驱动力研究发现,尽管巢湖主要水质指标呈现下降趋势,但总氮、总磷浓度依然分别超过V类和IV类水质标准;与往年相比,2016年春季风速偏大（△W=0.1 m·s^-1）、降水偏多（△P=0.8 mm）与日照时数偏低（△S=-1.3 h）是巢湖藻华面积减少、起始暴发时间推迟的主要原因;藻华持续期内,降水成为影响藻华面积月际变化的主要影响因素,当日平均风速不仅与当天藻华面积存在较显著的负相关（P<0.05）,当风速较大时对后续几日的藻华面积产生一定的滞后影响.这些研究结果有助于了解巢湖蓝藻水华情况,为应对巢湖藻华暴发与气候变化提供理论依据.     

蓝藻水华应急处置技术的新进展

对国内外采取物理、化学和生物等方法去除和抑制蓝藻水华的应急处置技术的新进展予以评述。     

特异性功能光和细菌克制蓝藻水华——对光合细菌抑制蓝藻生长的探讨

分析了蓝藻水华暴发的条件,详细论述了特异性功能光合细菌在蓝藻水华覆盖面治理、蓝藻水华未暴发前治理、内污染源底泥治理、点面源污水治理方面取得的试验成果,并结合对特异性光合细菌的分解技术路线和使用性能的分析得出结论:EPSB生物制剂完全可靠,不存在二次污染,使用投资省、运行费用低.     

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...