滇池水华蓝藻藻蓝蛋白的分离纯化与毒性研究

采用从昆明滇池机械收获的产毒水华蓝藻为材料,通过采用抽提、粗过滤、微滤、超滤脱毒(截留分子量100 kDa)、低温静置离心、真空干燥等提取纯化方法,从1kg微囊藻粉中制备纯度(A620/A280)高达1.80的57g藻蓝蛋白干粉,小鼠急性毒性试验显示,纯化的藻蓝蛋白无毒性;LD50大于3.71 g·kg-1,而对照原料藻粉的LD50为0.10 g·kg-1,Ames试验结果显示,5个藻蓝蛋白剂量组回变菌落数均未超过阴性对照菌落数2倍,亦无剂量一效应关系,Ames实验结果阴性,初步通过食品安全性毒理学评价程序.     

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。     

水华蓝藻上浮特征与机理的试验研究

利用柱状反应器和太湖蓝藻水华爆发期含有蓝藻颗粒的水体进行试验,模拟了蓝藻上浮特征,对水华蓝藻上浮过程中相关的物理化学因素进行了研究,探讨了蓝藻上浮与物理化学因素之间的相互作用和相关性。试验结果表明：反应器表层蓝藻上浮率明显大于底部,表层以下上浮率随时间没有明显变化规律,不同时刻上浮率变化特征是晚上22：00〉10：00〉14：00;pH和正磷酸盐呈现相似的变化规律,表层和底层的值均小于中间;对相关性进行分析表明,碳水化合物、氨氮和溶解氧是蓝藻上浮的主要影响因素,10：00时与上浮率相关性较大的指标是碳水化合物（P〈0.01）,14：00是溶解氧（P〈0.01）,22：00是碳水化合物（P〈0.05）与氨氮（P〈0.01）,相关系数分别达到0.896、0.887、0.887、0.860。     

太湖中微囊藻群落的季节变化分析

采用显微观察和PCR-DGGE 2种方法分析太湖(河口、梅梁湾湾心、湖湾交汇处和湖心)4个代表性区域微囊藻群落的季节变化,研究太湖中微囊藻群落的季节变化规律.显微形态分析未发现微囊藻属的主要优势种铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)和水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)存在明显的季节变化规律(P>0.05).DGGE条带测序结果的亲缘分析表明,太湖夏季和冬季样品中的微囊藻彼此分离成2大特征类群,而春季和秋季样品中的微囊藻彼此混杂.遗传距离分析结果显示,同一季节内微囊藻的遗传距离小于不同季节间的遗传距离(P<0.01),太湖夏季水华主要由亲缘关系很近的微囊藻类群构成.     

1株微小杆菌对4种蓝藻的生长影响

利用过滤的天然珍珠养殖水参照BG11配制加富培养液,将1株能促进鱼害微囊藻生长的微小杆菌属菌株(Exiguobacterium sp.013,简写为E.sp.013)进行纯化扩大培养后与铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华微囊藻(Microcystis flosaquae)、平裂藻(Merismopedia sp.)和惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)按一定菌、藻密度比例同时接种后进行为期24 d的培养试验,利用特定生长率和细胞密度等指标观察并检验E.sp.013菌株对4种蓝藻生长的影响,同时检测培养液中优势菌群的数量变化趋势.结果表明:E.sp.013菌对铜绿微囊藻、水华微囊藻和惠氏微囊藻具有显著促生长和延长稳定生长期作用,对平裂藻不具有显著促生长作用,但对延长其稳定生长期具有显著效果;试验培养过程中E.sp.013菌落数量占所有菌落总数的比例始终高于46％,处于绝对优势地位,表明E.sp.013菌具有调控其他菌群的能力.     

太湖表层沉积物中多磷酸盐检出的环境意义

在氮限制型富营养化湖泊中,沉积多磷酸盐(Poly-P)可以用来示踪营养盐磷的输入和湖泊的富营养化过程。太湖是一个典型的磷限制型富营养化湖泊,通过对太湖表层沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、氢氧化钠可提取磷(NaOH-P)以及Poly-P的提取分析,初步探讨了太湖营养盐磷输入的历史记录,并揭示了该湖Poly-P的主要来源和保存机制。太湖Poly-P的质量浓度较低,变化范围为0.004~0.065mg·g-1。NaOH-P占TP组成的22%,是太湖沉积物总磷的主要组成部分之一。结果显示,在湖泊水体藻类生物量较大和NaOH-P是沉积物TP重要组成部分的磷限制型湖泊中,Poly-P也是沉积物磷汇组成的一个重要部分,同时还是一个可以反映由人为磷输入增大导致湖泊富营养化程度加剧的敏感指标。     

野生及养殖背角无齿蚌中元素的生物积累特征

作为建立渔业生态环境“淡水贝类观察”体系的基础研究之一,以宜兴养殖水域（N=7）和太湖三山岛自然水域（N=7）采集的背角无齿蚌（Anodonta woodiana）为对象,运用电感耦合等离子质谱仪测定了背角无齿蚌软组织中元素Na、K、Ca、Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Se、Cu、Cr、Cd的质量分数范围,并对各种元素积累水平的差异进行比较研究。结果表明,两水域中背角无齿蚌对元素的积累高低顺序具有相似的趋势。其中Ca质量分数最高,Co、Cr的质量分数最低,其它元素界于其间。养殖蚌样中的常量元素Na、K、Ca、Mg和微量元素Mn、Co的积累质量分数高于或接近自然水域蚌样中的相应元素,但后者中的重金属元素Cr、Cu、Cd、Ni质量分数显著地高于前者。养殖水域蚌样中的Mg-K、Mg-Ca、Mg-Ni、Mg-Mn、K-Ca、K—Co、K．Mn、Ca—Co、Ca—Ni、Ca．Mn、Ni—Mn、Cr-Co、Cu-Cd以及自然水域蚌样中的Mg—K、Ca-Cr、Ca—Mn、Ca-Ni、Ca-Cd、Cr—Mn、Cr-Ni、Cr-Cd质量分数之间呈现显著的相关性。     

2018-2020年太湖鱼类群落结构及其环境因子典范对应分析

为探究2018-2020年太湖鱼类群落结构现状及其与湖泊环境的关系,采用定制网具在不同湖区设置24个点位,采集40个点位鱼类样品进行鉴定分析.调查共采集鱼类52种4160尾,隶属6目11科37属,数量优势种为湖鲚(Coilia nasus/Coilia ectenes taihuensis),质量优势种为鲤(Cypri...     

太湖西部入湖口沉积物中有机物分布及其潜在指示意义

太湖作为重要的工农业用水水源以及周边居民饮用水源,其水质安全受到高度关注。在太湖西部入湖口采集7个沉积物样品,研究了合成麝香、多环芳烃(PAHs)、有机磷酸酯阻燃剂/增塑剂(OPs)和有机氯农药(OCPs)含量水平和分布规律。研究结果表明,沉积物中多种污染物分布广泛,含量水平差异较大。其中,Σ15PAHs含量371 ng·g~(-1)~2.53$103ng·g~(-1),主要来源于生物质燃烧和化石燃料高温裂解;沉积物中检出4种多环麝香,主要组分为佳乐麝香(HHCB)(0.0792 ng·g~(-1)~1.17 ng·g~(-1))和吐纳麝香(AHTN)(0.123 ng·g~(-1)~1.29 ng·g~(-1)),它们指示了太湖水体已遭受一定程度生活污水输入影响;沉积物中Σ6OPs含量范围为1.63 ng·g~(-1)~21.9 ng·g~(-1),主要污染组分为磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)和磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP),并呈现明显的点源排放特征;沉积物中六六六系列(HCHs)(0.310 ng·g~(-1)~1.11 ng·g~(-1))和滴滴涕系列(DDTs)(0.551 ng·g~(-1)~6.40 ng·g~(-1))主要来源于历史残留。位于太滆流域的几个入湖口沉积物中多种污染物含量多高于浙江省辖区3个入湖口沉积物。     

典型城区水-土-生物介质中铅和汞的生物可利用性

生物可利用性一般是指环境中重金属元素在生物体内的吸收积累程度或毒性程度,即生物受体暴露于环境介质中污染物的限度.常用的预测、评估重金属元素生物可利用性的方法是相关性分析.重金属在环境介质中迁移、转化过程中其生物可利用性必然发生改变,只有了解重金属在各环境介质中的环境行为,才能综合评价其生态风险以及筛选合适的修复方案.     

普萘洛尔在太湖沉积物上的吸附特征

主要研究了pH、离子强度、腐殖酸和沉积物有机质对普萘洛尔在太湖沉积物上吸附行为的影响.结果表明,沉积物对普萘洛尔具有一定的吸附能力.在强酸环境下,由于H+与带正电荷的普萘洛尔之间的竞争作用使得普萘洛尔的吸附量较小,随着pH的增大,吸附量逐渐增大至基本稳定,但当pH＞9时,吸附量明显下降.K+、Na+和Ca2+的存在会减...     

太湖五里湖背角无齿蚌体内滴滴涕和六六六的残留

作为建立淡水"贝类观察"体系的初步尝试,选定2003年3月采自太湖五里湖水域的背角无齿蚌(Anodonta woodiana)为研究对象,测定其体内滴滴涕(DDT)和六六六(HCH)含量.除β型外,α型、γ型和δ型HCH异构体及p,p'-DDE,o,p'-DDT,p,p'-DDD,p,p'-DDT均在蚌样本中明显检出.∑DDTs湿重含量5.86～14.13 ng·g-1[平均(9.27±3.04) ng·g-1],高于∑HCHs湿重含量2.45～6.46 ng·g-1[平均(4.00±1.22) ng·g-1].p,p'-DDE、p,p'-DDD与α型、γ型HCH异构体分别为∑DDTs和∑HCHs的优势组分,说明太湖五里湖水域目前DDT的污染源可能很少,但存在较明显的新输入HCH.各蚌样的残留水平没有超过农业部、美国食品与药品管理局(FDA)和联合国粮农组织(FAO)颁布的最大限量.     

太湖北部表层沉积物重金属污染及其生物毒性研究

在分析太湖北部梅梁湾、竺山湾和贡湖表层沉积物和野生铜锈环棱螺体内重金属残留水平基础上,利用潜在生态危害指数法评价了区域重金属污染的潜在生态风险,并利用综合污染指数法评价了野生铜锈环棱螺受重金属污染的状况。研究结果表明,3个区域表层沉积物孔隙水的生物综合毒性处于低毒到中毒水平,而表层沉积物重金属污染均处于较低的生态风险,但3个区域的野生铜锈环棱螺体内重金属的综合污染指数处于中度到重度的污染水平。由此可以得出太湖北部沉积物重金属污染对底栖生物仍具有一定的潜在生态风险。     

池塘养殖及野外移殖三角帆蚌元素积累的差异

以从湖北公安养殖池塘移殖到三峡库区童庄河自然水域试养1 a和仍在原池塘养殖的同1批次三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)为对象,用电感耦合等离子质谱仪测定了2地三角帆蚌软组织中K、Mg、Ca、Fe、Zn、Mn、Cu、As、Al、Cr、Ni、Se、Mo、Ag、Cd、Ti、Pb 17种元素的含量.结果表明,虽然2水域中三角帆蚌软组织内各元素含量间的高低差异具有相似的趋势,体现了三角帆蚌对元素积累的特征,但自然水域蚌中有9种元素的水平高于养殖水域,提示不同栖息环境背景对元素的积累水平能产生重要影响.自然水域单个三角帆蚌体内软组织中元素积累的平均负荷量普遍高于养殖池塘的个体,提示三角帆蚌具有显著的元素吸收、净化能力.本研究为今后通过大规模移殖双壳贝类来监测自然水域元素污染提供了依据.     

流速对太湖铜绿微囊藻生长的影响

通过室内模拟试验研究了不同流速条件对太湖水中铜绿微囊藻生长的影响.结果表明:在温度为25 ℃、[光]照度为3 300 lx、光暗比为10 h: 14 h的条件下,流速在0～75 cm·s-1范围内,适合藻类生长的最佳流速条件为u=30 cm·s-1,当流速u＜30 cm·s-1或u＞30 cm·s-1时,藻类生长均受到不同程度的影响.尤其当流速u≥50 cm·s-1时,藻类生长受到明显限制,数量无明显增加.     

太湖藻类抗逆性的初步研究

分析太湖鲜底泥和干底泥中活体藻类的种类和数量,以及几种太湖水华优势藻类经过低温、低光处理后的变化,探讨了太湖水华中的优势藻类对湖泊不良环境的适应。研究结果表明,在鲜底泥中检测到11种活体藻类。经低温(5~6℃)处理的底泥中检测到8种活体藻类,总细胞密度为2100个·mL-1,比常温(10~28℃)下保存的底泥中的活体藻类种类(4种)更多,总细胞密度(1090个·mL-1)更高。长期干旱处理也不能使底泥中的藻类完全失去生命力;经过低温、无光处理7个月的微囊藻(Microcystisaeruginosa)和斜生栅列藻(Scenedesmusobliquus)依然保持良好的生长能力,只是微囊藻的对数生长期比对照出现的晚一些。它们在湖泊中广泛存在,在水华中的爆发的特性是与它们对不良环境的适应性和抗性密切相关的。     

太湖不同湖区无机氮转化潜力

采集太湖梅梁湾和东太湖的水样和积物,在实验室内模拟研究不同湖区水体中溶解性无机氮(DIN)短期内的转化潜力.研究结果表明,太湖藻型湖区(梅梁湾)和草型湖区(东太湖)水体中存在着强烈的硝化作用,NH 4-N和NO3-N含量之间表现出显著的负相关关系(P＜0.05或P＜0.01),NH 4-N质量浓度下降速率为0.08～0.19 mg·L-1·d-1.在同样的试验条件下,藻型湖区硝化速率高于草型湖区.NH 4-N初始浓度越高则硝化速率也越高,不添加外源氮时硝化速率随着时间的推移而逐渐降低.藻型湖区的反硝化作用强于草型湖区.室内模拟试验20 d后,沉积物中TN含量平均下降了3.7%,东太湖水样中平均下降26.7%,梅梁湾平均下降42.2%.湖泊沉积物是进行反硝化作用的重要场所.短期内DIN的转化潜力反映了不同湖区氮素转化速率,也反映了不同生态类型水体对湖泊氮素转化的影响.     

太湖流域近地表大气二氧化碳本底体积分数观测研究

基于2003年1月至2005年6月用气相色谱法对太湖流域近地表大气中二氧化碳本底体积分数的监测资料,对太湖流域近地表大气二氧化碳体积分数的变化特征进行了分析研究。结果表明:在观测时段内,太湖流域近地表大气二氧化碳体积分数平均值为(413.7±19.2)×10-6,且呈上升的趋势,主要受人类活动、工农业生产和交通运输业发展的影响;二氧化碳体积分数季节变化明显,冬春季高,夏秋季低,冬季出现峰值,平均体积分数为(417.8±3.7)×10-6,夏季出现谷值,平均体积分数为(400.8±14.7)×10-6,一年中最高值(424.0±1.1)×10-6出现在12月份,最低值(387.7±1.4)×10-6出现在8月份,主要受源汇强度变化影响;二氧化碳体积分数日变化基本呈双峰态,这是源汇强度变化和边界层稳定程度相互作用的结果。     

应用物种敏感性分布法分析太湖及天目湖水体的生态风险

采用物种敏感性分布法(SSDs法),应用水生生物急性和慢性毒性数据计算了31种污染物在水中和其中疏水物质在沉积物中的预测无效应浓度(PNECwater和PNECsed),通过收集以往报道的16种污染物在太湖和天目湖的环境浓度,用商值法求得物质的风险商并进行排序.结果发现:蒽、菲、萘、荧蒽、阿特拉津和马拉硫磷在太湖的梅梁湾和五里湖具有很大的生态风险;毒死蜱、三丁基锡氧化物和环己锡虽无环境浓度报道但很有可能具有风险.