太湖蓝藻水华灾害程度评价方法

通过对太湖蓝藻水华灾害分析,借鉴赤潮灾害评价指标,采取蓝藻水华面积和Chla浓度作为灾害程度分级评价指标,应用层次分析法确定权重,结合隶属度函数,采用模糊综合评价建立太湖蓝藻水华灾度分级评价方法,定量描述蓝藻水华灾害程度.结合2008年太湖蓝藻水华灾害事件对该方法进行验证.结果表明,2008年太湖蓝藻水华灾害规模主要为小型、中型和大型,无重大和特大蓝藻水华灾害发生;其中小型蓝藻水华灾害在各月都有分布,中型和大型蓝藻水华灾害主要分布在5月和7~9月.评价结果表明该方法具有一定的科学性和适用性.     

磷营养控制与藻存量削减对蓝藻水华的阻遏

通过原位实验比较了磷营养控制和藻存量削减2种方法对小型富营养化水体蓝藻水华形成早期的影响,测定了水体藻类群落结构、光合系统活性、水温、氮磷等参数的变化。结果显示:对照组水体藻类生物量从7.87 mg/L上升至14.25 mg/L,蓝藻在藻类生物量中所占比例由20%升高至40.8%,实验后期水体表面出现蓝藻局部堆积;磷营养控制组(添加钙盐)藻类生物量保持在7.53⁹.18 mg/L范围,蓝藻所占比例低于30%,后期水华控制效果明显;施用除藻剂(铜盐)可使藻类生物量迅速下降到1.88 mg/L,同时蓝藻所占比例降低至10%以下,但绿藻在后期形成优势,藻类生物量回升并超过对照组。相关性分析表明各组藻类生物量的主要限制因子分别为水温(对照)、总磷浓度(磷营养控制)和铜离子浓度(藻存量削减)。总体而言,2种方法均在水华形成早期对小型富营养化水体的蓝藻水华起到了阻遏作用。     

用杀藻剂抑制湖泊蓝藻水华的尝试

近 年来，各 种污染 导 致滇 池 水 体的 水 质呈 现 严 重的 富 营养 化 状 态， 蓝藻 泛 滥， 水 面 藻如 浮油。在一般 区 域 内， 藻 量 ５ ０００ ～７ ０００ 万 个／ Ｌ、叶 绿 素 － ａ ４００ ｍ ｇ／ ｍ ３ 、 Ｃ Ｏ Ｄ Ｃｒ１８ ｍ ｇ／ Ｌ、 Ｂ Ｏ Ｄ５１６ｍ ｇ／ Ｌ、透明 度３２ｃ ｍ 。在藻类 滋生的严 重的水域 ，藻量高 达１２ ０００ 万 个／ Ｌ， 水体 透明 度为 零。１９９８年５ 月至 ６ 月在云 南省昆明 市 滇池 外 海及 草海 ，采 用 Ｂ Ｃ ６５５ 杀藻 剂 进行 了现 场 杀藻 试 验。 试验结果表 明，在藻 类繁殖最 严重的区 域投加 杀藻 剂６ ｍ ｇ／ Ｌ 时杀 藻率 达７８ ％ 以 上； 投加 量 １５ ｍ ｇ／ Ｌ 时杀藻率 达９０ ％ 以上 ；用絮凝剂 除去部 分蓝藻后 ，只需投 加３ ｍ ｇ／ Ｌ，杀藻率即 可达到 ９９ ％ 以上     

营养物质对铜绿微囊藻生长和藻际细菌的影响

菌-藻"体系在水生态平衡中发挥重要作用,为探明蓝藻水华时期的菌藻关系,研究了原位营养刺激后藻际微生物对铜绿微囊藻生长的影响.结果表明,LB培养基可抑制铜绿微囊藻生长,抑藻率为86.49%;而乙酸钠、葡萄糖和柠檬酸钠可促进藻细胞生长,增长率均在50%以上.对LB培养基和蛋白胨刺激后的藻际细菌进行溶藻菌的筛选,共分离出6株具有强效抑藻作用的菌株,其中Bacillus sp.A1抑藻率高达97.55%.16S rRNA高通量测序表明,向铜绿微囊藻中投加营养物质均可改变藻际细菌群落结构并增加物种丰富度,添加LB培养基和蛋白胨可促使藻际细菌群落数量剧增.生理生化响应表明,藻细胞受LB培养基和蛋白胨胁迫后,活性氧（ROS）水平和丙二醛（MDA）含量激增,细胞氧化损伤严重;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性先急剧上升后下降,抗氧化酶系统受损.扫描电镜显示,LB培养基可使藻细胞逐渐萎缩,最终破碎;而藻际细菌显著增多.因此,在蓝藻水华暴发的水体进行适当的外部营养刺激可在一定程度上实现溶藻菌原位抑藻.     

全球气候变化对太湖蓝藻水华发展演变的影响

对太湖周边4个常规气象观测站的47年观测资料进行分析,以探讨全球气候变化对太湖蓝藻水华演变的影响.结果表明,20世纪80年代之前,太湖流域气象条件的年代际尺度变化趋势不利于蓝藻的生长和水华的形成,而在20世纪80年代以后,尤其是20世纪90年代以后,气温、风速、降水变化都较大,且都有利于蓝藻的生长和水华的形成,这与蓝藻水华的观测事实一致.据此定义了蓝藻水华气象指数,每年太湖蓝藻水华气象指数能够很好地反映蓝藻水华的发展变化情况.进而,分析了反映ENSO循环变化的Ni?o3指数与太湖流域气象条件变化的相关性,结果表明ENSO循环与太湖流域风速、降水在年代际尺度上有着非常好的相关性.据此预测,2000年以后10~20年中,太湖蓝藻水华气象指数将继续在高位振荡,若蓝藻生长所需的营养盐浓度得不到有效的控制和明显的降低,蓝藻水华在气候条件的影响下,仍将可能大面积暴发.     

应用遥感数据评价蓝藻水华对太湖取水口的影响

为量化蓝藻水华对太湖饮用水取水口的影响,将太湖矢量图进行栅格化,根据权重函数计算像元的权重因子;再将权重因子图与由遥感影像得到的水华分布图进行叠加,对对应像元进行影响因子计算;最后根据像元的影响因子求出归一化影响指数(NII),并以此进行影响评价.通过对2007年5月1~16日太湖MODIS EVI影像进行的实例分析和验证,表明该方法能较好地反映太湖水华对取水口的影响程度,与实际情况符合;在提出的3种权重函数模型中,负指数模型和正态分布模型能较好地反映蓝藻水华对饮用水取水口的影响程度,可以作为影响评价的权重模型.     

北京市城区地表水体叶绿素a与藻密度相关性研究

实验主要研究在实验室培养条件下,对北京市城区地表水体进行分析,发现在叶绿素a浓度>40μg/L时,叶绿素a与藻密度有较好的相关性,R2值均>0.8705。同时,通过对实验数据及现象的分析,得到了水华阈值在叶绿素a浓度40μg/L,以及结合藻类生长曲线和藻密度、叶绿素a的日增长率的变化量得出各个河湖"水华"暴发的暴发点。     

不同起始密度对3种赤潮微藻种群增长的影响

研究了不同起始密度下,赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻种群增长的特征。结果表明:3种赤潮藻的生长曲线可用逻辑斯谛增长模型拟合。不同的起始密度(0.2×104mL-1、0.4×104mL-1和0.8×104mL-1)对3种藻生长过程中进入指数生长期和静止期的时间、所达到的种群最大密度均有影响。随着起始密度的提高,3种藻进入指数生长期和静止期的时间缩短,但所达到的种群最大密度有降低的趋势。     

蓝藻水华聚集对水葫芦生理生态的影响

蓝藻水华聚集后常会引起水体溶氧(DO)下降、水体环境恶化,从而对水生植物的生长产生影响.采用模拟实验,研究了在不超过25℃、5种不同浓度蓝藻聚集后,对水葫芦生长的影响及其生理响应变化,以期为减轻蓝藻聚集对植物不良影响和提高水体净化效果提供理论依据.结果表明,蓝藻聚集浓度低于60 g·L-1的处理中,随着蓝藻浓度的增加,水体的DO、p H下降,ORP值降低到100 m V左右,TN降低了58%~78%、TP降低了43%~68%、COD降低了59%~73%,植物叶片可溶性蛋白、可溶性糖、MDA含量增加;并且蓝藻浓度越高,MDA含量越高.在不同蓝藻浓度处理中,在低于60 g·L-1的蓝藻聚集下,水葫芦仍可以生长;超过60 g·L-1的处理中,DO、ORP大幅度降低,水体出现缺氧乃至厌氧状态,植物叶片中可溶性糖的含量随着实验的进行表现为先增加、后减小的变化趋势,表明随着蓝藻浓度的增加,水葫芦对水体中氮磷的吸收能力降低,蓝藻聚集将对其产生不可逆的胁迫.各处理中植物的根长、总长、鲜重与实验刚开始相比,都呈现增加的趋势,根长增加0.29~2.44倍,总长增加0.41~0.76倍,鲜重增加0.9~1.43倍,并且随蓝藻浓度的增加,根长、总长增加的幅度减小.因此在利用漂浮植物水体净化中,将避免蓝藻的严重聚集,从而更好地发挥其水体净化功能.     

蓝藻水华对沉积物-水界面氮交换的影响

为了解蓝藻水华对浅水富营养化湖泊沉积物-水界面氮交换的影响,2013年9月在太湖梅梁湾采集沉积物与上覆水进行加藻培养实验。培养过程中监测温度、p H、溶解氧(DO)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)。结果表明:培养过程中加藻组铵态氮、硝氮和总氮的变化分别在1.73~11.45、0.16~1.10、12.05~20.34 mg/L之间,显著高于对照组。培养后加藻组与对照组氮组分的变化差异明显。蓝藻水华衰亡显著降低DO浓度和ORP值,造成水体极度缺氧环境(DO接近0),促进沉积物和上覆水体的氮素交换。     

湖泊蓝藻水华对连通河道水质的影响

为认知湖泊蓝藻水华灾害对连通河道的影响强度及其变化因素,以太湖梅梁湾连通河道梁溪河为例,在夏季水华期开展河道蓝藻颗粒物及氮磷和溶解氧等水质指标的逐日监测,结合河道水质指标空间变化调查,以及同期流量、温度和风场特征等水文气象因子数据,分析湖泊蓝藻水华物质对连通河道水质的影响特征.结果发现,夏季蓝藻水华暴发期间,水华颗粒物能够随水流大量进入连通的河道,进入河道的藻颗粒通量总量可观,夏季3个月梅梁湾进入梁溪河的蓝藻水华颗粒物总量达到9 733 t,与当年全湖的工程打捞量相近;由湖泊进入连通河道的水华颗粒物通量日变化很大,夏季调查期间进入梁溪河的藻颗粒通量介于75～496 t·d-1,平均值为105 t·d-1,通量大小主要受水文气象条件控制,水量、温度、风向是最主要的影响因素;携带大量蓝藻水华颗粒物的湖水进入河道后,在显著改善城市河道水体溶解氧、氨氮等指标的同时,也显著增加了河道颗粒态氮、磷等营养盐含量,对溶解态氮磷的影响较小;空间上,因蓝藻颗粒物带来的氮、磷浓度随离湖距离增加而下降,水体叶绿素浓度也迅速下降,汇入7 km之后的运河后,蓝藻颗粒物基本分解,水体颗粒态藻体叶绿素a含量由刚入河的152. 93μg·L~(-1)下降到1. 99μg·L~(-1).结果表明,受蓝藻水华问题困扰的湖泊对周边河道水质影响也很大,河湖连通过程尽管能有效缓解湖泊的湖泛灾害,解决城市河道黑臭的问题,但是对河道的营养盐等指标会产生较大影响;管理上应因河道和湖泊不同的保护目标,充分考虑湖泊水华情势及水文气象因素,制定机动灵活的调水方案,优化湖泊及河道的水生态服务功能.     

新型除藻剂对滇池含藻水体的除藻效果研究

将从前期研制的除藻材料的原材料中提炼出的除藻有效成分制备成新型除藻剂,并实验考察了新型除藻剂对滇池含藻水样的净化效果。实验结果表明,加入一定量的新型除藻剂后,实验处理的滇池含藻水样的各项水质指标均有明显好转:pH值从8.78降为6.65,吸光度值由0.028降为0.004;对CODMn、TN、TP、叶绿素a的去除率分别达到61.64%、90.57%、95.87%、88.30%。实验研究结果表明,该新型除藻剂对水体无二次污染,是一种具有较好研发前景的湖泊水体除藻剂。     

微囊藻栅藻资源竞争的动力学过程Ⅰ.光能和磷营养的半饱和参数及其生长率动态

以Ｔｉｌｍａｎ提出的“资源竞争机制学说”为依据，在单因子（光、磷）限制条件下，测定并计算铜绿微囊藻（Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）和斜生栅藻（Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ ｏｂｌｉｑｕｕｓ）的半饱和常数，以双因子交互作用模型预测它们的生长动态。结果表明；在光强为１０．０～１７．１ｕＥ的磷浓度为３．１０～２０．０ｕｍｏｌ的范围内，微囊藻的生长率大于栅藻的生长率，说明磷的增加是微囊藻成为水华     

去藻247对滇池水除藻效果的研究

采用去藻247处理滇池草海出口处水样进行试验,结果表明,在大比例投加药剂时,去藻247在0～20mg/L这一范围内的除藻效果较好,且随着投加量的增加,其去除效果越好;在精确投加时,当投加量为20 mg/L时,其去除效果最佳.其中叶绿素、TP的平均去除率达到27.0%和25.3%,对TN也有一定的去除.使用去藻247后,通过测定铜离子残留浓度可知,水样中铜离子的残留浓度在10天之内就迅速降低,且远低于国家饮用水标准中铜离子的允许值1.0mg/L,因此该药剂对水体无二次污染,去藻247是一种具有进一步研究价值的除藻剂.     

微囊藻栅藻资源竞争的动力学过程Ⅰ.光能和磷营养的半饱和参数及其生长率动态

以Tilman提出的“资源竞争机制学说”为依据 ,在单因子 (光、磷 )限制条件下 ,测定并计算铜绿微囊藻 (Microcystisaeruginosa)和斜生栅藻 (Scenedesmusobliquus)的半饱和常数 ,以双因子交互作用模型预测它们的生长动态 .结果表明 :在光强为 10 .0～ 17.1μE和磷浓度为 3.10～ 2 0 .0 μmol的范围内 ,微囊藻的生长率大于栅藻的生长率 .说明磷的增加是微囊藻成为水华的充分条件 ,但不是必要条件 ,至少低光强是一个重要的作用因子 .     

蓝藻水华粗提物对小鼠肝脏HSP70,GRP78表达的影响

为研究在活体条件下自然水环境中蓝藻水华对生物体的毒性效应,将小鼠连续7d经灌胃暴露于不同浓度的蓝藻水华粗提物,通过western-blotting法测定小鼠肝组织中热应激蛋白HSP70、与内质网应激相关的GRP78、CHOP以及caspaser-12蛋白表达水平.结果显示,随着暴露浓度的提高,在最高浓度组,HSP70,GRP78的表达水平显著提高,但未见CHOP和caspaser-12表达的明显改变.研究结果表明,蓝藻水华粗提物使小鼠肝组织处于内质网应激状态.     

固氮鱼腥藻Anabaena sphaerica和念珠藻Nostoc muscorum对有机氯农药林丹的降解效应和机理

研究了固氮鱼腥藻A.sphaerica和念珠藻N.muscorum对林丹(γ-HCH)的降解效应及机理.结果表明,在初始藻种叶绿素含量约为37mg·L-1,林丹起始浓度均为0.2mg·L-1条件下,A.sphaerica和N.muscorum均能明显降解林丹,5d降解率分别为66.1%和69.5%,其降解半衰期分别为3.19和3.23d.在培养过程中,0.2mg·L-1林丹并不会抑制两种固氮藻的生长,培养5d后,叶绿素a的含量分别增加0.82倍和1.36倍.升高温度和增强光照均能增加林丹的降解率.相对于N2,NaNO3作为唯一氮源更能刺激固氮蓝藻对林丹的降解,对于A.sphaerica和N.muscorum,其对林丹的5d降解率分别增加44.6%和40.5%.气质联用检测结果表明,脱去HCl生成γ-五氯环己烯是两种固氮蓝藻降解林丹的主要脱氯分子机理.     

反硝化脱氮对太湖蓝藻水华态势的影响

反硝化作用是水生生态系统的主要脱氮过程,与蓝藻生长之间存在对氮素的竞争作用,然而气候变化背景下反硝化脱氮对蓝藻水华发生动态的影响仍不清楚.基于2017~2021年北太湖为期5 a的水质监测历史数据,结合不同温度下蓝藻生长和沉积物泥浆培养实验,探究了湖体反硝化脱氮与蓝藻水华之间的相互影响.监测数据表明,太湖水体藻类生物量（以Chla表示）高值主要出现在夏秋季节,而总氮浓度季节变化规律与藻类生物量完全相反,冬春季较高,夏秋季显著降低,溶解态无机氮主要以硝态氮为主,并且硝态氮浓度在夏秋季节几乎接近于零.总磷浓度与Chla浓度变化一致.蓝藻培养实验结果表明,20℃以下蓝藻不能大量生长繁殖.泥浆培养实验结果发现,太湖反硝化作用的最高温度阈值为25℃,在10~25℃之间反硝化潜力与温度呈现显著的线性关系（R²=0.99）.反硝化作用发生的最高硝态氮浓度阈值为4 mg ·L^-1,远高于太湖水体的硝态氮浓度,反硝化潜力最高达到（62.98±21.36）μmol ·（kg ·h）^-1.太湖水体反硝化速率受到硝态氮浓度的限制,而气候变暖导致湖泊温度提前升高,会使蓝藻提前生长,蓝藻生长对硝态氮的同化吸收会和反硝化作用产生竞争,使得大量氮还未被反硝化作用脱除就被藻类吸收利用,从而加剧蓝藻水华暴发的态势.研究结果对于解释近年来气候变化背景下太湖蓝藻水华反弹的机制具有重要科学意义.     

UV-B辐射增强对亚历山大藻和赤潮异弯藻种群竞争的影响

通过共培养的方法,研究了亚历山大藻和赤潮异弯藻种群竞争关系对UV-B辐射增强的响应变化．结果表明,不同的接种密度对亚历山大藻和赤潮异弯藻种群竞争有明显的影响．当亚历山大藻(A)和赤潮异弯藻(H)的接种比例为A：H=1：4时,赤潮异弯藻在与亚历山大藻的竞争中占优势;当接种比例为A：H=1：1和A：H=4：1时,亚历山大藻在竞争中占优势．UV—B辐射增强可改变亚历山大藻和赤潮异弯藻种群竞争的关系,使赤潮异弯藻的种群竞争能力降低,使亚历山大藻的种群竞争能力大大提高,从而导致亚历山大藻在处理Ⅱ(A：H=1：1)和处理Ⅲ(A：H=4：1)中的优势地位更加明显．     

太湖蓝藻水华衰亡对沉积物氮、磷释放的影响

在太湖草型区、藻型区及河口区采集原状泥柱进行加藻培养实验,监测培养过程中溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)、磷酸根(PO43--P)等相关指标的变化.结果表明,蔽光培养导致加藻体系中蓝藻大量死亡,形成水体极度缺氧环境(DO接近0),沉积物氮、磷释放量改变,上覆水NH4+-N、PO43--P...