水体氮磷浓度对两种沉水植物上附着藻类的影响

为了了解富营养化进程中湖泊水体氮、磷浓度升高对不同沉水植物上附着藻类的影响,通过室内模拟实验,设置3组不同氮磷浓度,研究了常见的沉水植物苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)和狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)上附着藻类生物量及其种群组成.结果表明,附着藻类生物量随水体氮、磷浓度的升高呈显著增加的趋势;狐尾藻上附着藻类生物量均高于苦草,且随富营养化水体氮、磷浓度升高差距越来越大.不同沉水植物上藻类群落组成均以硅藻门、蓝藻门及绿藻门占优势,但优势藻组成和优势藻数量存在差异.研究结果不仅丰富了淡水水体附着藻类生态学的理论知识,也可为富营养化湖泊生态修复过程中沉水植物群落的构建提供一定的理论依据.     

富营养化湖泊水体藻水分离絮凝剂的筛选研究

湖泊水体富营养化带来的突出问题是蓝藻水华暴发,打捞与治理蓝藻水华的关键是实现藻水分离。研究选用7种无毒粘土类絮凝剂作为供试材料,分析比较了7种絮凝剂对浊度去除率和蓝藻去除率及使用絮凝剂后水体pH和EC的变化。结果表明:1)7种天然絮凝剂中,藻水分离效果顺序为:三级海泡石绒、滑石>硅藻土>蒙脱土>海泡石粉>四级海泡石绒>高岭土;2)效果较好的三种絮凝剂为三级海泡石绒、滑石和硅藻土,最适宜投放用量分别为0.2‰、0.6‰、0.4‰;3)三种絮凝剂的投加使用对水体pH、EC均有一定的影响,适宜投放用量条件下,三级海泡石绒使水体pH增加了3.68%,EC值增加了3.42%;滑石使水体pH值降低了5.64%,EC值增加了3.59%;硅藻土使得pH和EC值分别增加了0.86%和0.51%,总体变幅均小于6%。     

菱形藻在污水中的生长及其净化能力

研究了菱形藻(Nitzschia sp.)在不同浓度污水中的生长及其对不同形态氮磷的去除情况。结果表明:(1)菱形藻在不同浓度污水中均可以生长,但比生长速率存在显著差异,其中在50%、80%污水环境与基础培养(f/2)环境中生长较快,比生长速率为5.9～8.5,不存在差异;(2)不同浓度污水培养菱形藻后N、P养分均有一定的去除,总磷(TP)和NO3-N利用率均在60%以上,NO2-N、总氮(TN)、NH4-N的利用率分别在40%、70%、90%以上,表明菱形藻有较强的净化水源的能力;(3)污水培养后菱形藻的营养成分含量均高于纯海水培养的,其中80%污水环境下藻细胞叶绿素、胞外多糖(EPS)、胞内多糖(IPS)、蛋白质和总脂肪含量最高,分别占干重的3.5%、2%、4%、1.5%和14.5%。     

鄱阳湖阻隔湖泊浮游植物群落结构演化特征：以军山湖为例

人类改造自然的行为——建闸筑堤对湖泊生态系统有着重要影响,由于缺乏生态监测对比数据,对阻隔湖泊的浮游植物群落结构变化及其响应特征缺乏足够认识.为探明阻隔湖泊浮游植物群落结构演变趋势,选取了鄱阳湖典型阻隔湖泊——军山湖,于2007~2008年和2012~2013年对其浮游植物进行丰枯水期调查,重点分析群落结构特征.结果表明,2012~2013年共检出浮游植物6门53属,主要由绿藻(种属数占47.2%)、硅藻(22.2%)、蓝藻(14.8%)、裸藻(9.3%)等组成.丰水期优势种属为飞燕角甲藻(Ceratium hirundinella)(生物量百分比20.5%)、鱼腥藻(Anabeana spp.)(18.5%)和微囊藻(Microcystis spp.)(12.9%);枯水期优势种属为卵形隐藻(Cryptomonas ovata)(生物量百分比38.4%)、颗粒直链硅藻(Aulacoseira granulata)(15.2%)和微囊藻(10.5%).浮游植物细胞数量主要由蓝藻(85.4%~87.0%)构成;丰水期生物量主要由蓝藻(45.0%)、甲藻(21.1%)、硅藻(15.6%)和绿藻(11.5%)组成;枯水期生物量则由隐藻(38.2%)、硅藻(31.3%)和蓝藻(21.1%)组成.与2007~2008年军山湖浮游植物群落结构相比,主要变化趋势有:①丰水期,浮游植物优势种从2007~2008年的甲藻-硅藻,甲藻绝对优势型转变为2012~2013年的蓝藻-甲藻,蓝藻绝对优势型;枯水期,从2007~2008年的甲藻-硅藻,甲藻绝对优势型转变为2012~2013年的隐藻-硅藻-蓝藻,隐藻绝对优势型.②浮游植物细胞数量由2007~2008年的2.66×106cell·L-1上升至2012~2013年的6.77×107cell·L-1,生物量由2007~2008年的0.72 mg·L-1增加至2012~2013年的12.30 mg·L-1.总之,军山湖浮游植物群落结构中贫营养型的甲藻比例减少,金藻消失,富营养型的蓝藻和隐藻增加.因此,通过建闸筑堤对湖泊进行人为阻隔后,湖区水体交换时间的延长,水流流速的变缓等水文条件的改变均促进了浮游植物富营养指示种在军山湖湖区内的生长聚集.     

紫云英对污染土壤上叶菜生长及其镉和铅含量的影响

为降低城郊菜地土壤叶菜可食部分Cd、Pb含量,通过3茬盆栽试验研究了紫云英(Astragalus sinicus L.)绿肥对重金属污染菜地上的叶菜生长、叶菜镉铅含量及土壤Cd、Pb活性形态(土壤溶液中Cd、Pb浓度及DTPA浸提态)的影响.结果表明,与对照相比,紫云英显著提高了供试生菜和苋菜的地上部生物量;但对DTPA-Cd和DTPA-Pb没有显著影响,对土壤溶液Cd、Pb浓度影响较小,没有显著影响供试生菜和苋菜地上部Cd、Pb含量.因而紫云英可以施用到供试菜地土壤上以提高叶菜产量,且不会提高叶菜Cd、Pb的食物链风险.     

蓝藻蔓延无奈 “富贵病”药方难寻

“水华、湖靛、赤潮”频发 今年春季，江汉流减出现了大面积水 华，这是继滇池、巢湖、太湖、以及渤海海域等相继发生大规模的水华及赤潮之后的又一次蓝藻爆发现象。 我国是一个多湖泊的国家，目前已有许多湖泊水华泛滥，其面积、强度以及藻毒素的含量，均在大幅度增长，人畜中毒现象时有发生。 从１９８５年起，云南滇池每年都要爆发规律性的水华。大量的蓝藻等藻类浮在水面，形成一层“绿色藻浆”，并结成厚块，沿湖岸边浮藻厚复可达１０～２０厘米，简直是不堪入目，伴随着藻体的死亡，湖水变得腥臭、浑浊、丧失了原有的水质和景观价值。…     

稻草秸秆发酵液的抑藻效应及其机理

为有效利用农业废弃物稻草秸秆进行抑藻,本研究对不同稻草秸秆进行了特定方式的发酵,测定了发酵液对常见淡水藻类的化感效应,探讨了其中抑藻作用强的发酵液抑藻机理.结果表明：与普通稻草秸秆发酵液相比,水稻分蘖枝发酵液对铜绿微囊藻的抑制效果显著好于普通稻草秸秆发酵液（P<0.05）,作用72h水稻分蘖枝发酵液抑制率为93.21%,168h为97.96%,而稻草秸秆发酵液120h抑制率为68.20%,168h抑制率反而显著下降,只有27.65%;前者Eh₅₀为14.073h,后者为21.036h;水稻分蘖枝发酵液对蓝藻（铜绿微囊藻）和绿藻（蛋白核小球藻、斜生栅藻）3种淡水藻均有良好抑制作用,对铜绿微囊藻抑制作用最佳（P<0.05）.在水稻分蘖枝发酵液胁迫下,铜绿微囊藻叶绿素a以及藻蓝蛋白（PC）和别藻蓝蛋白（APC）含量下降,藻细胞叶绿素自发荧光值持续降低,藻细胞结构破坏.推测水稻分蘖枝发酵液的抑藻机制之一是将藻细胞光合系统作为其攻击的靶点从而抑制藻类生长,并最终破坏细胞结构,引起细胞凋亡.     

营养盐水平对念珠藻胞外有机物产生的影响

以我国湖泊典型固氮蓝藻发状念珠藻(Nostoc flagelliforme)为研究对象,考察了氮、磷营养盐对发状念珠藻生长特性及其胞外有机物产生的影响.采用藻细胞浓度计数法表征发状念珠藻生长特性;分别采用溶解性有机碳(DOC)、三维荧光光谱(EEM)和紫外-可见光谱法,从总量和主要物质方面分析了发状念珠藻胞外有机物的产生规律.结果表明,在不同氮、磷营养水平下,发状念珠藻的4个关键生长时期基本相同,氮是控制发状念珠藻生长的关键营养控制要素;氮营养元素浓度的增高,有利于发状念珠藻产生胞外有机物,其产生量逐渐增大,而磷营养元素浓度的增高对胞外有机物产生量贡献较小,氮营养盐是发状念珠藻产生胞外有机物的关键限制因子;通过EEM谱图分析,发状念珠藻胞外有机物主要以类氨基酸类物质和类富里酸物质为主.以磷为控制营养盐时,类富里酸是主要的胞外有机物之一,以氮为控制营养盐时,类富里酸产生量极低;作为主要的胞外有机物,蛋白质和碳水化合物的产生规律显著不同,其中蛋白质含量显著高于碳水化合物含量.     

蓝藻水华对太湖水柱反硝化作用的影响

反硝化作用是湖泊水体最主要的脱氮过程,对减轻湖泊的氮素污染和富营养化控制具有重要意义。蓝藻水华暴发和衰亡可能会通过改变水体氮素循环途径及微环境来促使反硝化作用直接在水柱中发生,加速氮的去除。为了验证这一假设,取太湖湖水进行蓝藻的生长与降解对反硝化影响的模拟实验,不同初始生物量的蓝藻和连续添加NO3--N、PO43--P营养盐10d,测定蓝藻水华期水体各形态氮及其浓度变化,同时利用15N同位素添加培养结合膜进样质谱仪(MIMS)实时定量测定反硝化速率。结果表明,蓝藻在生长期吸收氮素转变为颗粒氮,在衰亡期藻细胞的降解为反硝化作用提供充足的底物,其中以NH4+为主要氮源,是大幅度促进水体反硝化过程的关键,反硝化速率(以N2计,下同)最高达到(1614.52±301.57)μmol·(m2·h)-1,比同时期最低蓝藻浓度组反硝化速率[(534.45±242.18)μmol·(m2·h)-1]高了3倍;添加初始蓝藻浓度倍数最高组的TN去除率达最高(40.02%),是未添加蓝藻组TN去除率(17.72%)的2.26倍。说明系统中存在氮元素转移和去除机制,并且蓝藻浓度刺激了反硝化活跃的强度。蓝藻衰亡时反硝化速率的快慢受NH4+浓度的影响显著,表明附着在藻团的微生物的耦合硝化-反硝化作用是氮盐去除的主要途径。本研究结果表明,水华吸收氮盐并且可加速氮素去除效率,这可能是太湖夏季氮素较低的主要原因。     

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.     

UV-C辐照对延滞期6种微藻生长抑制效果

藻类季节性暴发生长是许多地区水源管理中的难题,亟待研发安全高效的控藻方法。该文以我国水源6种典型藻株为研究对象,包括蓝藻铜绿微囊藻、浮游颤藻、水华鱼腥藻,绿藻普通小球藻、斜生栅藻,硅藻针杆藻,采用准平行光束仪进行50~100 m J/cm2UV-C辐照,研究对于延滞期、低初始生物量的藻类生长抑制效果,分析藻种敏感性差异。结果表明,50~100 m J/cm2UV-C剂量对于铜绿微囊藻、水华鱼腥藻和针杆藻具有2~4 d生长抑制效果,100 m J/cm2剂量组9 d后Chl a浓度减量37%~60%,对于普通小球藻和斜生栅藻仅有1~2 d生长抑制效果,100 m J/cm2剂量组9 d后Chl a浓度减量16%~33%,对于浮游颤藻无抑制效果且会加速其生长。在生长能力和光合活性两方面,硅藻(针杆藻)和蓝藻(铜绿微囊藻和水华鱼腥藻)的敏感性均显著高于绿藻(斜生栅藻和普通小球藻)和蓝藻浮游颤藻藻株。     

大型植物过量生长型的富营养化湖泊--乌梁素海

由于营养物的增加和积累 ,水体的主要生物相应为浮游植物和大型水生植物 ,表现为浮游植物疯长(藻型 )和大型水生植物的过量生长 (草型 )。草藻混合型应视为过渡型。草型富营养化湖泊多发生在浅水湖泊 (水深 <4m ) ,我国大部分湖泊水域均处在浅水区域 ,且湖泊水体营养物含量多数已大大超过富营养化控制警戒线。因此 ,在研究和控制湖泊富营养化问题时 ,更应高度重视草型富营养化湖泊。本文将以内蒙古乌梁素海为例 ,说明草型富营养化湖泊发展的危害和治理控制的重要性和必要性     

50种常用香料对铜绿微囊藻的生态毒性效应

为探究香料对铜绿微囊藻生长的影响,以常用的50种典型香料为供试目标物,测定不同暴露浓度下对藻生长的影响,并选择了对藻的生长有显著抑制作用的4种香料2-甲氧基萘?麝香草酚?月桂烯和吲哚测定不同暴露浓度下对藻的叶绿素a、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD)以及丙二醛(MD...     

浮游植物和水质表征:从瑞典梅拉伦、哈马伦、韦特恩和维纳恩湖等大湖泊中获得的经验

自20世纪60年代以来,瑞典梅拉伦湖、哈马伦湖、韦特恩湖和维纳恩湖等大湖泊的浮游植物和环境变量一直处于监测之下.20世纪70年代政府出台了一些减少磷和工业废品排放的措施,于是水体磷的含量降低了90%～95%,结果大多数污染湖盆磷的浓度减少了一半.体现在浮游植物群落的变化是夏季蓝藻细菌、春季硅藻和隐鞭毛藻的生物量迅速降低,另一个反应是藻华期变短,生长季节的物种丰富度和生物量均匀度增加,浮游植物群落内物种数量和组成发生变化.此外,大湖泊物种丰富度相应与湖泊的特征有关.本文对湖泊中有毒蓝藻细菌的发生作了介绍,结合哈马伦湖和梅拉伦湖的藻华,确定在13～0.1 μg/L之间的微藻素最大和最小值;给出利用浮游植物作为监测指标确定水质量变化的基本框架,并提出了评价标准.     

压力强化混凝除藻工艺中藻毒素安全性研究

为了研究预压力强化混凝沉淀蓝藻水处理工艺中,外加压力是否会引起藻细胞破裂,导致细胞内藻毒素泄漏到水体中,影响供水安全,实验对比研究了预压力和预氧化含藻水后藻毒素浓度的变化,以及预压力混凝沉淀和预氧化混凝沉淀除藻工艺中藻毒素浓度的变化和藻类去除效果.结果表明,含藻水经0.4~0.8 MPa压力加压后,水中藻毒素浓度没有增加,而次氯酸钠预氧化后水中藻毒素浓度大幅度增加.在0.5~0.8 MPa压力范围内,加压后混凝沉淀取得了较好的除藻除浊效果,蓝藻去除率达到90%~93.5%,浊度1.23~1.95 NTU,而次氯酸钠预氧化混凝沉淀后,蓝藻去除率56.2%~78.8%,浊度8.01~10.7 NTU,说明压力强化混凝沉淀除藻工艺是安全有效的.     

应高度重视大型植物过量生长型的湖泊富营养化问题

由于营养物的增加和积累,水体的主要生物相应为浮游植物和大型水生植物,表现为浮游植物疯长(藻型)和大型水生植物的过量生长(草型)。草藻混合型应视为过渡型。草型富营养化湖泊多发生在浅水湖泊(水深<4m),我国大部分湖泊水域均处在浅水区域,且湖泊水体营养物含量多数已大大超过富营养化控制警戒线。因此,在研究和控制湖泊富营养化问题时,更应高度重视草型富营养化湖泊。本文将以内蒙古乌梁素海为例,说明草型富营养化湖泊发展的危害和治理控制的重要性和必要性。     

长江中下游草型湖泊浮游植物群落及其与环境因子的典范对应分析

2011年9月对长江中下游的4个草型清水湖泊(龙感湖、梁子湖、斧头湖及保安湖)的浮游植物群落进行了调查,共检出浮游植物7门231种,浮游植物主要由蓝藻、硅藻和绿藻组成.4个湖泊均处于中营养状态,出现的主要浮游植物有窝形席藻、肘状针杆藻、小席藻、小型黄丝藻等.运用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)对调查范围内的每个湖泊所有采样点的主要浮游植物与8个环境因子关系进行研究.结果表明,pH值和总磷是影响长江中下游4个典型草型湖泊浮游植物群落分布的主要环境因子.     

水体及沉积物氮磷水平对附植藻类的影响

为了探讨湖泊富营养化过程中沉积物及水体氮、磷浓度对附植藻类的影响,通过室内模拟实验,研究了水体及沉积物氮、磷升高对苦草(Vallisnerianatans(Lour.) Hara)上附植藻类生长、群落组成及其体内氮、磷含量的影响.结果表明,在实验条件下,随着水中氮、磷含量升高,附植藻类生物量及附植藻类氮、磷含量均呈极显著增加(p0.01).随着水体可获得的氮、磷浓度升高,附植藻类的相对丰度有所变化,舟形藻(Navicula)、小球藻(Chlorella)及微囊藻(Microcystis)相对丰度随着氮、磷水平的升高而下降,直链藻(Melosira)则相反,但舟形藻、直链藻、微囊藻、小环藻(Cyclotella)和小球藻均为群落的优势属种.沉积物氮、磷含量升高对附植藻类生物量、优势种丰度及群落氮、磷含量影响较小,均未达到显著水平(p0.05).在实验条件下,沉积物氮、磷含量对附植藻类影响不大,而水体氮、磷浓度升高显著地促进了附植藻类生长.研究结果也为解释富营养化湖泊沉水植物衰退及消亡提供了一定的科学依据.     

蓝藻生长与衰亡对太湖水体氮素迁移转化的影响

氮是控制蓝藻生长和水华形成的关键元素之一,反之蓝藻水华也会对氮的浓度变化和形态转化产生影响.通过采集太湖竺山湾蓝藻、沉积物和水样,设立湖水对照组(A0)、湖水加藻避光培养处理组(A1)、泥柱避光培养处理组(A2)、泥柱加藻避光培养处理组(A3)、湖水加藻光照培养处理组(A4)、泥柱加藻光照培养处理组(A5)进行室内培养试验,探究在蓝藻生长和衰亡的不同时期中氮的转化过程.结果表明：(1)蓝藻生长会大量吸收水体中的溶解态氮,最终A4和A5处理组中DTN浓度分别降低46.4%和60.7%、NO₃^--N浓度分别降低61.7%和80.6%.(2)蓝藻的衰亡会降低水体DO浓度,加速底泥氮素脱除,试验结束时A0和A1处理组中NO₃^--N浓度基本无变化,A2和A3处理组中NO₃^--N浓度分别降低40.8%和56.6%.(3)蓝藻衰亡时会释放大量NH₄⁺-N,大幅提高水体中DTN浓度,并因试验期间的低溶氧条件使得NH4_+...     

蓝藻水华对太湖水柱反硝化作用的影响

反硝化作用是湖泊水体最主要的脱氮过程,对减轻湖泊的氮素污染和富营养化控制具有重要意义.蓝藻水华暴发和衰亡可能会通过改变水体氮素循环途径及微环境来促使反硝化作用直接在水柱中发生,加速氮的去除.为了验证这一假设,取太湖湖水添加不同生物量的蓝藻和连续10 d的NO_3~--N、PO_4~(3-)-P营养盐,进行蓝藻生长与降解对反硝化影响的模拟实验,测定蓝藻水华期水体藻类生物量和各形态氮浓度的动态变化,同时利用~(15)N同位素添加培养结合膜进样质谱仪(MIMS)实时定量测定反硝化速率.结果表明,蓝藻在生长期吸收氮素转变为颗粒氮,在衰亡期藻细胞通过降解矿化释放了大量的NH_4~+-N,继而转化为NO_3~--N,为反硝化作用提供底物,是大幅度促进水体反硝化作用的关键;反硝化速率(以N2计,下同)最高达到(1 614. 52±301. 57)μmol·(m~2·h)~(-1),是同时期最低蓝藻生物量组反硝化速率[(534. 45±242. 18)μmol·(m~2·h)~(-1)]的3倍,实验结束时添加初始蓝藻生物量倍数最高组的TN去除率达最高(40. 02%),是未添加蓝藻组TN去除率(17. 72%)的2. 26倍,说明蓝藻堆积会显著促进反硝化作用的强度,加速水体氮素的去除.蓝藻衰亡时反硝化速率的快慢受NH_4~+浓度的影响显著,表明附着在藻团的微生物的耦合硝化-反硝化作用是氮盐去除的主要途径.本研究结果表明,水华蓝藻生长期快速吸收氮素转变为颗粒氮,蓝藻死亡降解后通过耦合硝化-反硝化作用加速氮素去除,这可能是太湖夏季氮素浓度降低的原因之一.