甲藻赤潮和水华应急处置技术的进展

近年来,我国甲藻赤潮和水华经常发生,致使生态系统进一步恶化。根据国内外有关的研究报道,进行了综合评估分析,为在不同环境条件下,相应地采取生物、物理和化学等方法应急处置甲藻赤潮和水华提供参考。     

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。     

福建龙岩市龙潭湖甲藻水华成因的研究

2009年12月初,在福建龙岩市龙硿洞风景名胜区龙潭湖首次发现拟多甲藻水华,最高细胞密度达到1.11×107cells.经过应急处置,甲藻和其他藻类被杀灭.监测发现,上游小溪和溶洞地下水营养物质均优于国家Ⅱ类标准,但入湖后,TN和TP浓度明显上升.结果表明,龙潭湖蓄水改变了小溪的自然流态,形成了营养盐的累积和甲藻的快速增殖;环境和水温度的明显升高,也起到了一定的促进作用;沉积物营养盐蓄积和内释放对甲藻水华具有重要的贡献,而TP可能是本次水华的主要限制因子.     

湖北省水华预警监测体系的探讨

水华已经成为一个社会和政府共同关注的环境问题。文章通过对湖北省重要水体历年水华相关文献的研究分析并结合水华监测工作经验,提出了湖北省开展水华预警监测的技术体系。湖北省水华易发于夏季晴热天气的富营养湖泊、早春乍暖还寒的河流和水文情势转变下的库湾等3大类水体。季节上分为春季和夏季水华两类。结合湖北省实情,提出了湖北省开展水华预警监测的范围和时间,预警监测的指标和水华分级评价参考阈值,制定了感官监测、走访调查和常规监测等3个预警监测的步骤。湖北省水华预警监测的技术体系的形成,为长江中下游地区水华的水质预警监测提供科学参考。     

九龙江拟多甲藻水华预警和应急处置的初步研究

介绍了九龙江北溪及甲藻水华暴发的情况,根据国内外研究报道和九龙江北溪拟多甲藻水华暴发期间相关监测结果,拟定甲藻密度达到5×10^5个／L、叶绿素a含量〉15mg／m^3、pH〉7、D0〉8mg／L、高锰酸盐指数〉2．0mg／L为临界状态;甲藻密度达到1×10^6个／L、叶绿素a含量〉40mg／m^3、pH值接近8、D0〉9mg／L、高锰酸盐指数〉3．5mg／L为初步暴发状态;甲藻密度达到〉1×10^7个／L、叶绿素a含量〉85mg／m^3、pH〉8、D0〉10mg／L、高锰酸盐指数〉6．0mg／L为严重暴发状态。并结合当地的实际情况,对不同预警条件下应急响应和处置拟多甲藻水华的物理、化学和生物等具体措施进行初步研究。提出九龙江水系中封闭型水域可采取化学方法,支流水域可采用植物及化感技术和超声波方法,干流自来水厂采取围隔过滤和生态调水等方法应急处置拟多甲藻水华。     

关于意大利饮用水水源地水华事件应急处置的思考

随着我国城市化进程加快,水体富营养化引起的水华成了地表饮用水水源地常见的环境问题之一。饮用水水源地水华的爆发会造成水源地水质显著下降,威胁公众身体健康。意大利也曾经历过饮用水水源地的水华事件,其快速有效的应急处置为我国类似事件的应对提供了宝贵的经验。本文旨在研究分析意大利类似事件处理案例和经验、从部门联防联动、水质监测预警、流域综合管理、信息公开等方面为建立饮用水水源地水华应急处置体系提供对策建议。     

三峡水库香溪河库湾拟多甲藻的昼夜垂直迁移特性

2008年4月3日08:00—4日08:00在三峡水库香溪河库湾5个监测点对拟多甲藻(Peridiniopsis sp.)进行了24 h连续监测,以研究拟多甲藻的昼夜垂直迁移特性,并解释拟多甲藻水华表层水体表观颜色昼夜变化的原因. 结果表明:拟多甲藻在12 m水深以上水柱中存在明显的周期性昼夜垂直迁移特性,00:00—16:00拟多甲藻向表层水体迁移并聚集,最大上移速度约为2 m/h;16:00—00:00拟多甲藻向下部水体迁移,最大下移速度约为4 m/h;拟多甲藻的昼夜垂直迁移是导致拟多甲藻水华表层水体表观颜色不断变化的主要原因. 水体中各层叶绿素a质量浓度〔ρ(Chla)〕昼夜变化较大,用单层ρ(Chla)不足以评价藻类水华暴发程度;均深叶绿素a质量浓度〔ρ(A.D. Chla)〕的昼夜变化不大,能够综合表征藻类迁移水柱中藻类的现存量,可以作为河道型水库拟多甲藻水华暴发程度的评价指标.      

三峡水库退水期间大宁河“水华”监测探讨

三峡水库2011年上半年在大宁河支流白水河发生了以绿藻为主的“水华”,用DS5x便携式多参数水质测定仪进行了现场监测。通过分析发现溶解氧、pH、PCY、叶绿素4项指标成正相关的关系,在水柱监测中发现水温、溶解氧、pH、PCY、叶绿素5项指标从水面往下是递减,且5m以下趋于稳定。基于此,建议今后在水华应急监测中可以直接用现场监测指标来判断水华的严重程度。     

九龙江北溪拟多甲藻水华防治与应急处置

2009年初以来,在福建省九龙江北溪的支流和干流连续发生了拟多甲藻（Peridiniopsis penardii）水华。经检测,拟多甲藻水华没有明显的生物毒性,但其所形成的深褐色水色和轻微藻腥味对该流域的龙岩、漳州和厦门三城市的生产和生活是造成了一定的影响。研究结果表明,在甲藻水华的防治与应急处置过程中,必须进一步加强组织体系建设,明确各职能部门职责,并根据不同水域的实际情况和季节变化,采取相应的物理、化学和生物方法予以防治和应急处置。     

三峡水库香溪河库湾冬季甲藻水华生消机理初探

2010年1—2月在香溪河库湾上、中、下游各选取1个监测点对水体环境因子及藻类进行监测,对水温、营养盐含量等进行分析,探讨香溪河库湾冬季甲藻水华的生消机理. 结果表明:2010年冬季,香溪河库湾末端暴发了甲藻水华,持续44 d,优势藻种为拟多甲藻(Peridiniopsis sp.),最高细胞密度达到11.8×106 L-1;适宜的水温、充足的营养盐以及良好的光照、弱分层水体是香溪河库湾冬季甲藻水华暴发的主要原因;Zmix/Zeu〔Zmix(混合层深度)与Zeu(真光层深度)之比〕在2~3之间时有利于甲藻生长;库湾中下游因水体掺混强烈而在冬季未暴发水华;后期水体分层状态的加强及Zmix/Zeu的减小是甲藻水华消失的主要原因.      

香溪河夏季水华暴发差异性研究及其机制分析

三峡水库支流水华已成广泛关注问题,香溪河在同一时期不同空间暴发了不同藻类水华。2017年6-7月对香溪河水华藻种进行连续跟踪监测,分析水华藻种和环境因子的变化及其关系。结果表明:香溪河总氮平均浓度为2.212 mg/L,总磷平均浓度为0.071 mg/L,表层水温在24.95～29.93℃之间。总磷浓度从上游到下游呈递减趋势,总氮从上游到下游呈递增趋势。监测期间中下游暴发了蓝藻水华,叶绿素a最高浓度为69.62μg/L;上游暴发了甲藻水华,叶绿素a最高浓度为100.56μg/L,水华的优势藻种呈现空间差异性。这种藻类空间分布的差异性主要受中层倒灌异重流影响,倒灌的范围同时也决定了2种水华的暴发范围。中下游水体高浓度氮与中层倒灌异重流是蓝藻水华暴发的关键。上游区间具有特殊的循环水流与高浓度磷是甲藻水华暴发的关键。     

数据缺失条件下基于MLP神经网络的水华风险预警方法研究

针对水华风险预警过程中相关监测指标数据缺失的问题,借鉴多元统计和随机分析构建了一种缺失数据插补方法,用于弥补现场调查数据的不足.基于主成分分析,对水华相关影响指标进行降维,确定水体水华风险预警模型的输入层变量.同时,采用多层感知器(MLP)人工神经网络模型对水华表征指标叶绿素a的浓度进行预测,并引入风险概率的概念,提出了水华风险概率计算公式,完善了水华预警的风险表达.最后以三峡库区典型支流大宁河为案例的研究证明了上述方法的可操作性.研究结果显示,插补数据条件下和未插补数据条件下的大宁河水华风险预警模型决定系数分别为0.9711和0.7769,前者的模型准确性更高,叶绿素a浓度预测效果更好;预测时段内大宁河11 d为水华蓝色预警(无警)级别,水华发生的风险概率为1.99%~18.61%;1 d达到水华橙色预警(中警)级别,水华发生概率为90.48%.     

城市大型水库水华发生预警及管理模型研究

以一座典型的供水防洪城市大型水库为研究对象,采用决策树方法,构建其水华发生预警及管理模型。结果显示,该水库水体叶绿素浓度水平受多重因素的影响,其中,总磷、氮磷比及调水量对水库水体叶绿素水平的影响最大,其次为水温和溶解氧。叶绿素浓度与氮磷比值之间存在显著的正相关关系(R~2=0.25)。水库水体的TN∶TP多年平均值为25∶1,该水库为磷限制。决策树分析结果表明,该水库水华暴发的重要因素为来水量、氮磷比和总磷浓度。防止研究区水华暴发的最有效措施是提高水库的来水量,当每月来水量高于7 776万m~3时,就能在一定程度上避免该水库暴发水华灾害。此外,该水库水华暴发时氮磷比一般高于30,通过控制水体总磷的浓度和氮磷比,可降低该水库水华暴发的风险。     

淡水甲藻水华形成原因及原位控制研究进展

甲藻是一类浮游植物,多数在海洋生长,但部分甲藻可以在淡水中生长并引发水华,导致水生生物大量死亡,产生藻毒素和嗅味物质,引发供水安全问题,因此明确其形成原因并探索高效的原位控制方法至关重要.目前关于淡水甲藻水华已有较多研究成果,但缺少综述性整理,尤其涉及饮用水水源.水华形成机制的研究主要包括外界环境因素(水动力条件、光照、温度、营养盐等)和甲藻独特的生理特性(孢囊、垂直迁移等),而控制方法主要包括物理、化学和生物方法等.本文从甲藻生理生态、淡水水华形成原因及原位控制方法等方面进行论述,并与常见蓝藻水华进行对比,展望后续研究热点,旨在推进淡水甲藻水华的相关研究,保障水体生态系统健康及饮用水水质安全.     

河湖藻类水华应急治理决策研究

对河湖藻类水华影响因素进行了归纳,对藻类水华应急治理决策影响因素进行了阐述,综述了现行水华治理方法,概述了水华应急治理决策相关流程、打造水华应急治理智能决策平台等内容.     

广东大亚湾藻类水华的动力学分析 Ⅱ.藻类水华与营养元素的关系研究

1998年1月－12月在广东大亚湾澳头海域布设6个监测站位，每3天采样1次，连续监测浮游植物种群结构及其时空演替。4月－6月上旬同步监测水温、盐度、光照、pH值、DO、叶绿素a、COD、浊度和营养元素等环境因子，其余月份每月测定一次。监测结果表明，大亚湾澳头海域1998年全年先后发生日本星杆藻（Asterionella japonica)水华、细弱海链藻（Thalathiostira subtilis)水华、裸甲藻（Gymnodinium sp)水华、角毛藻（Chaetoceros spp.)水华。对各种营养元素在水华形成和消亡过程中的作用和机制的研究结果显示：不同的藻类对DIN、DIP的需求量并不相同，且藻类对NO3^-－N、NH4^＋－N、NO2^－－N的吸收具有选择性。海水DIP、可溶性Fe浓度的异常增大是水华发生的诱因，DIP、可溶性Fe被消耗殆尽是水华结束的原因之一。     

西南山区典型河道型水库藻类功能群时空演替特征及其影响因素:以紫坪铺水库为例

为了解中国西南山区河道型水库——紫坪铺水库的藻种类的构成、演替及其影响因素,于2016年4月~2017年3月对紫坪铺水库8个点位进行采样分析,首次探索该区藻类生物量、藻类构成并进行藻类功能分组、分析环境因子与功能群之间的关系.结果表明,共检出藻类6门49属,其中绿藻门18属,硅藻门15属,裸藻门7属,蓝藻门6属,甲藻门2属,隐藻门1属,可分为21个功能群:B、C、D、F、G、H_1、J、L_0、L_M、M_P、N、P、S_2、T、W_1、W_2、X_1、X_2、X_3、Y、Z.紫坪铺库区一年内不同时期的藻类优势功能群存在明显差异,其中W_2、Y、L_0、W_1、M_P、B是紫坪铺水库的优势藻类功能群.该库区藻类C-R-S生长策略的季节演替过程中,R策略藻种长期占据优势地位,S与C策略藻种占优时间相对较少.紫坪铺库区2016年6月发生轻度水华,水华藻种为甲藻门多甲藻属,其功能群分组为L_0,生长策略为S型胁迫耐受者.藻密度、叶绿素a、水温、五日生化需氧量是主要的影响因子,其中水温的变化对藻类功能群演替影响程度最大.     

封闭湖泊蓝藻水华预警机制及应急控制方法

随着我国城市化进程的不断推进以及经济的快速发展,城市封闭湖泊水体污染日益严重,蓝藻水华现象频频发生。文章分析了该类水体水华的主要影响因素,并提出了预警机制。根据已开展的湖泊污染治理工程效果,针对性地提出了几种有效的封闭湖泊蓝藻水华应急控制方法。     

大宁河2010年春季水华浮游植物群落结构分析

2010年3月对大宁河发生水华现象的水质及其浮游植物进行调查监测研究,应用多样性指数、物种丰富度指数及均匀性指数对藻类多样性进行评价,研究了藻类的优势种、细胞密度及藻类的空间分布。结果表明,其水质属于中富营养型,浮游植物主要为甲藻门的拟多甲藻,绿藻门的小球藻,共鉴定出7个门31个属。在水平方向,S8点的藻密度最大;在垂直方向,各种浮游植物藻类细胞密度出现明显的分层变化,不同深度的优势种也有一定的差异;在水华期间,表层藻细胞密度最高,随着深度的增加,藻类细胞密度逐渐减小。     

富春江库区高温热浪变化特征及对藻类水华潜在影响研究

随着全球气候变暖,夏季高温热浪出现频次、强度和持续时间明显增加. 为探明气候变暖引起的夏季高温热浪对藻类水华及淡水生态系统的影响, 基于长期气象观测、高频浮标水温监测、藻华过程浮游植物生物量连续监测以及卫星遥感反演,分析了富春江库区夏季高温热浪长期变化特征以及2016年高温热浪对富春江水库藻类水华的影响过程. 结果表明:①1972—2020年近50年富春江水库呈现明显的区域增温,平均气温增速为0.35 ℃/(10 a),2016年达最高值(18.13 ℃);与此同时,高温热浪频次和天数也显著增加,且起始时间显著提前,结束时间显著推迟,2016年经历了近50年来较严重的高温热浪事件. ②野外实测和卫星遥感反演表明,2016年7—8月富春江水库暴发严重的藻类水华,库区叶绿素a浓度在8月19日达最高值〔(65.3±21.3) μg/L〕. ③因果分析显示,高温热浪引起的气温和水温增加、降水和风速减少以及热力分层强化等直接或者间接诱发和促进了浮游植物生物量累积及蓝藻水华形成. 研究显示,夏季高温热浪加剧了富春江水库藻类水华暴发,未来全球变暖背景下高温热浪频次和强度将继续增加,需开展高频同步监测和受控试验,深入揭示高温热浪对藻类水华形成的驱动机制.