滇池水华蓝藻干粉制剂的生物脱毒实验

滇池属长江流域的一个内陆湖泊，近年来水体富营养化日益严重，每年夏季都出现大面积的水华。由品种单一，主要为蓝藻门，其中微囊藻是优势种，产生的微囊藻毒素具有很强的毒性。本实验以富营养化湖湖滇池中的水华蓝藻作为主要原料，将其制成干粉后，利用双协菌株在28－32℃条件下对其进行固态发酵，培养基质初始水份为65％。发酵培养2d后，培养基质中微囊藻毒素含量明显降低，6d后，基质中微囊藻毒素含量未检出（最低浓度检测限1μg/mg）。同时对实验所获得时间序列进行动力学研究，结果表明利用双协菌降解微囊藻毒毒的反应为准一级动力学反应。     

太湖梅梁湾微囊藻毒素归宿研究取得新进展

淡水水体蓝藻水华及其毒素持续、大范围的发生严重干扰了水生态系统功能,对人类健康造成直接和间接的危害。我国经济建设的快速发展加剧了水体富营养化进程,致使许多饮用水源水体中发生大规模的蓝藻水华,成为水质量安全的重大隐患之一。近期太湖蓝藻水华爆发导致无锡市公共饮用水危机就是一个例证。有毒蓝藻水华毒素的环境归宿过程及其在水体中的主要自然消亡途径是近年来国际研究的热点之一。只有认识蓝藻毒素的环境归宿过程才能更好地评价其造成的环境风险,进而制定相应的消除或减低风险的规避策略。近年来,中国科学院水生生物研究所宋立…     

巢湖藻华易堆积区蓝藻时空分布的研究

巢湖西半湖采样分析结果表明夏季蓝藻水华主要集聚于湖滨带。因此选择西半湖藻华易堆积的区域,并监测在风力驱使下蓝藻水华的时空分布规律,分析湖滨带浮游植物生物量与理化因子的相关性。结果表明：湖滨带水华生物量的分布容易受到风向和天气的影响;水体的叶绿素a浓度与总氮（TN）、总磷（TP）和高锰酸钾指数（CODMn）呈显著的正相关（p<001）;湖滨带水体中微囊藻（Microcystis）的生物量几乎占据水体总浮游植物生物量的95%以上,而且越靠近湖岸带微囊藻的生物量所占的比例越大。据此,可以选择湖滨带水华易聚集区作为蓝藻水华尤其是微囊藻去除的重点区域,以有效地削减蓝藻水华污染,从而为巢湖水生态系统的修复创造条件     

太湖和滇池表层水体水质与水华蓝藻生物质生化性状的关系

根据2010年5～8月对滇池海埂和太湖竺山湖监测点的逐月监测结果,对同时期不同地域湖泊水体的污染状况进行比较研究,并评估了表层水体水质与水华蓝藻生化性状指标之间的相关性。结果表明：滇池水体的富营养化程度较太湖高,从取样月份之间差异来看,滇池表层水体水质指标均呈现先升高后降低再升高趋势,以6月份为最高,而太湖则呈逐月升高趋势。滇池蓝藻生物质中凯式氮、全磷和总养分（N+P2O5+K2O）含量均与太湖相当,但是滇池蓝藻C/N较太湖高,且除As、Cd元素超标外,各样品中其余重金属元素的含量均低于有机肥料行业标准（NY525 2011）。通过进一步的相关性分析表明,无论滇池还是太湖水域,其水华蓝藻中的Pb和Cr之间表现出明显的同源性;此外,表层水体NH+4 N水平可以作为水体富营养化程度的快速指示指标     

太湖金墅港水源地蓝藻、细菌群落结构及垂直迁移规律研究

以太湖金墅港水源地蓝藻为研究对象,通过高通量测序技术分析水体和底泥中细菌的群落组成,同时检测常规水质理化因子,分析其对蓝藻变化的影响。结果显示,金墅港水体和底泥中细菌群落主要门组成相似,随着季节的变化水体中蓝藻群落结构的变化较大,底泥中蓝藻的群落结构变化较小;蓝藻门主要的优势科是微囊藻科(Microcystaceae)和聚球藻科(Synechococcales),蓝藻爆发期主要是微囊藻;影响蓝藻群落结构变化的主要环境因子是水温、溶解氧、总氮和总磷;金墅港全年共检测到12个属的溶藻细菌,主要为假单胞菌(Pseudomonas)和黄杆菌(Flavobaeteria),溶藻菌在细菌的占比与蓝藻相反,蓝藻水华爆发时比例较低,蓝藻水华爆发前期、末期则比例较高。此外还发现随着气温升高,底泥中蓝藻的繁殖优先于水体中蓝藻的繁殖;蓝藻爆发期,水体中蓝藻比例较高时会出现向底泥中迁移富集的现象。     

蓝藻水华的拦截和陷阱捕获综合控藻技术研究

基于水文气象条件对巢湖蓝藻水华分布的影响,在西北岸万年埠的迎风岸湖段设置蓝藻水华拦截围隔和蓝藻水华捕获陷阱。通过连续监测,比较围隔内外蓝藻生物量和浮游植物多样性的差异,检测水华陷阱的蓝藻捕获效率,从而对蓝藻水华拦截和陷阱处置综合控藻技术的作用进行评估。结果表明：（1）陷阱设置在西半湖万年埠湖段是科学合理的,监测表明蓝藻水华生物量受风力和水流驱使主要聚集在沿岸带区域;（2）水华拦截围隔对蓝藻水华有很好的拦截效果,在水华暴发期间蓝藻围栏可以拦截50%以上的蓝藻水华和50% 以上的Chla浓度,水华拦截区围隔内的生物多样性指数显著高于拦截围栏之外的水域;（3）陷阱对微囊藻水华的聚集捕获效果显著,在适宜气象条件下聚集效率约为2 kg/(m2·d）。这些研究结果说明该综合技术有很好的控藻效果,具有良好的应用前景     

铜绿微囊藻对有机毒物菲的生理生态响应研究

选取富营养化湖泊蓝藻水华常见优势种铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa,M. aeruginosa）为研究对象,采用室内暴露培养实验考察多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）化合物菲（Phenanthrene,Phe）对铜绿微囊藻生长及生理特性的影响效应和作用机制。研究结果表明,低浓度Phe（0.05~0.2 mg/L）对铜绿微囊藻细胞生长有不同程度的促进作用,0.2 mg/LPhe促进作用最为显著（P＜0.05）;高浓度Phe（0.5~1.0 mg/L）显著抑制铜绿微囊藻生长（P＜0.05）。铜绿微囊藻典型生理指标细胞光合作用率（Fv/Fm）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷氨酰胺还原酶（GR）酶活性以及丙二醛（MDA）含量同步分析结果显示,低浓度Phe通过增强SOD、GR酶活性,降低铜绿微囊藻细胞内MDA含量,提高藻细胞光合作用率,进而促进细胞增殖;高浓度Phe则通过降低SOD、GR酶活性,增加藻细胞内MDA产量,减弱细胞光合作用,从而抑制细胞生长。对不同暴露时刻藻细胞的生长抑制率进行回归分析可得EC50（半抑制浓度）随着污染暴露时间增加而减低,1day EC50为1.27 mg/L,12day EC50降至0.65 mg/L,即高剂量Phe（0.5~1.0 mg/L）对微囊藻细胞生长的抑制作用随时间延长逐渐增强。结合低剂量浓度下Phe对铜〖JP+2〗绿微囊藻生长的促进作用分析,湖泊生态系统Phe污染长期暴露对铜绿微囊藻生长生理特性及优势种的形成和维持具有不可忽视的作用。其中,铜绿微囊藻细胞主要生理指标SOD与GR对Phe污染胁迫反应灵敏,可用作评价PAHs等有机毒物对浮游藻类生理生态影响的生物标记物     

三种水华藻类在振荡条件下的磷吸收动力学及生长预测研究

为了探讨水动力对不同水华发生和演替的影响,以3株常见水华藻类,铜绿微囊藻(蓝藻)、普通小球藻(绿藻)和汉氏冠盘藻(硅藻)为材料,研究了不同流速条件下(0,0.38m/s)3种水华藻类的磷吸收动力学行为,并根据磷吸收动力学参数对3种水华的生长进行预测。结果表明,振荡(0.38m/s)能显著降低铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和汉氏冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii)的磷吸收速率和亲和力(p<0.05),但显著提高普通小球藻(Chlorella vulga)的磷吸收速率和亲和力(p<0.05)。根据Monod模型预测,水体扰动能不同程度的抑制铜绿微囊藻和汉氏冠盘藻的生长而促进普通小球藻的生长。3种水华藻对扰动条件的不同生理响应可能是导致河流中优势藻规律性分布与演替的原因之一。因此随着河流水体流速的减慢和磷浓度的升高,可能出现硅藻水华向蓝绿藻水华演替的风险。     

鄱阳湖蓝藻时空分布特征及其驱动因子研究

富营养化引起的局部水体蓝藻水华问题给鄱阳湖水生态环境保护带来挑战。为弄清鄱阳湖蓝藻时空分布特征及其影响因素,于2019～2020年对鄱阳湖蓝藻进行了现场监测,并通过冗余分析(RDA),探讨了影响蓝藻时空分布的主要驱动因子。结果表明：调查期间,共检出浮游植物7门128种,其中蓝藻15种,占总种类数量的11.72%,蓝藻种类数呈丰水期>平水期>枯水期,主湖区>入江水道>东湖区的分布规律。蓝藻细胞密度为0～2.19×10⁷ cells/L,各点位蓝藻占比为0%～83.98%,其中蓝藻细胞密度主湖区>东部湖区>入江水道,丰水期>平水期>枯水期,2020年>2019年。假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为东部湖区蓝藻优势种,微囊藻(Microcystis sp.)、假鱼腥藻为主湖区和入江水道蓝藻优势种。水温(T)、悬浮物(SS)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、风速(VW)是主湖区蓝藻群落分布的主要影响因子,特殊的湖流和风场也是影响该湖区蓝藻分布格局的重要因素;透明度(SD)、SS和COD<...     

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。〖     

揭开武汉东湖蓝藻水华消失之谜

水华（亦称湖靛）是湖泊富营养化最恶劣的表征之一。武汉东湖７０年代至１９８４年间每年夏季出现蓝藻水华,１９８５年起突然消失,至今已有１４年没有重现,原因何在？通过三次设在湖里的围隔试验,证明鲢鳙的大量放养,是水华消失的决定性因素。     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

人工湿地系统去除藻毒素研究

以含水华的鱼塘水作为进水灌溉两套上行流－下行流人工湿地系统,系统内种植芦苇等水生植物。灌溉一周后收集人工湿地进出水水样,用ＨＰＬＣ法检测其藻毒素定量,结合温度、电位、溶氧等理化指标和细菌、藻类数量的变化,分析人工湿地系统对藻毒素的去除效果及影响其效果的可能因素。结果表明,人工湿地系统对藻毒素有一定的去除效果优于茭白－石菖蒲组合的湿地系统。在三种主要藻毒素ＲＲ、ＹＲ、ＬＲ中,湿地对ＹＲ的去除效果最好     

多源信息融合技术在内陆湖库水华预警中的研究进展与展望

面对水体富营养化愈来愈严重，水华爆发越来越频繁的严峻形式；为减少水华发生频率及由此造成的损失，开展水华预警已成当务之急。水华爆发是水体中营养盐的累积、气候条件与水力条件等众多因素非线性共同作用的产物；为此，有必要在众多水华影响因素的动态监测信息的融合基础上，寻求水华爆发与这些影响因素间的影射关系，这就需要信息融合技术。通过归纳总结多源信息融合技术在内陆湖库水华预警中应用的研究进展，结合目前我国水华预警的具体需求，提出建立基于多源信息融合技术的水华预警决策支持系统的研究前景与初步设想。信息融合技术为水华预警提供了一个良好的平台，它将与水华相关的不同信息源（水文、气象、水环境质量与环境遥感）所提供的局部不完整的观测信息加以集成与互补，消除多源信息之间存在的冗余和矛盾，形成对水华爆发环境相对完整的感知与描述；从而提高水华预警与应急响应决策的效率，提高预警信息的时间与空间分辨率，扩展信息的时空监测范围。     

应用MODIS监测太湖蓝藻水华时空分布特征

利用波段比值算法对经几何校正和大气矫正后的MODIS/Terra L 1B数据进行处理,获取了2004～2010年天气晴好条件下太湖及各分湖区蓝藻水华的面积与时空分布,并在此基础上对太湖蓝藻水华的时空变化特征进行了分析。结果表明：2004～2010年太湖地区共暴发蓝藻水华539次;2004～2007年太湖蓝藻水华首次暴发时间逐年提前,暴发频次逐年增加,2007～2010年太湖蓝藻水华首次暴发时间逐年推迟,暴发频次逐年减少;2004～2010年3～8月份蓝藻水华暴发次数有增加的趋势,8～12月份蓝藻水华暴发次数有减小的趋势;2004～2010年太湖蓝藻水华主要发生在北部和西部湖区,东部和南部湖区发生次数较少,各分湖区蓝藻水华暴发概率大小的顺序为：西部沿岸>大太湖>梅梁湾>南部沿岸>竺山湖>贡湖     

望虞河引清调水改善太湖水环境定量分析

以望虞河引清调水实践为背景,利用引水调水现状及实测数据,建立适合太湖的二维水量水质数学模型,并模拟计算调水前后湖体各项水质因子浓度的空间变化规律。结果显示：水利调度影响下太湖湖体中高锰酸盐指数、氨氮、和总氮的浓度大体上有所减小,改善率分别为60%、160%和92%,总磷稍有反弹,其指标恶化了44%,太湖湖体水质总体改善面积37%,主要集中在贡湖、梅梁湖及东部湖区这些引排水水流流经的区域,表明“引江济太”调水工程对改善太湖局部湖区水质、保障太湖供水安全具有重要意义,可为其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据     

滇池水污染经济损失估算

滇池的水污染问题已经严重影响昆明经济社会的可持续发展。为估算因水污染造成的经济损失,首先利用滇池外海8个观测点的水质监测数据,应用时空地质统计学模拟滇池水体各污染因子浓度的分布,并依据水质指标的浓度分布对滇池水质区域划分为北部、中部、南部3个区域,然后从饮用水、渔业、旅游、灌溉4种水体功能入手,结合詹姆斯“浓度-价值曲线”模型和污染损失率法分别对滇池每个区域的水污染经济损失进行估算。通过计算,2010年滇池水污染经济损失总计7275亿元,其中北部、中部、南部区域的水污染经济损失分别为1552、3759、1964亿元。从各区域的污染损失率来看,滇池水资源饮用水源功能已丧失,渔业功能部分丧失（损失率＞90%）,目前滇池水资源主要用于旅游和灌溉     

三峡水库藻类“水华”预测

根据三峡库区江段16条一级支流以及重庆市35座大中型〖JP2〗水库的调查资料，分析天然河流与水库两种不同水流条件下，水体叶绿素a浓度与总磷和透明度的关系。结果发现,在水库环境中，水体叶绿素a的浓度与总磷以及与透明度都具有较好的相关性，但在河流条件下则没有明显的关系。由于三峡库区江段大多数支流的营养水平已达到富营养化状况，当三峡水库建成、水流条件发生变化后，在支流河口等水域存在爆发“水华”的风险。为此，我们根据1998年枯水期，在三峡库区长江江段流域面积大于100 km2的40条支流河口实测的总磷浓度，利用所建立的水库环境中总磷与叶绿素a 浓度的关系，对三峡成库后在局部水域爆发“水华”的可能性和程度进行了分析，并提出了相应的对策。     

多源信息融合技术在内陆湖库水华预警中的研究进展与展望

面对水体富营养化愈来愈严重,水华爆发越来越频繁的严峻形式;为减少水华发生频率及由此造成的损失,开展水华预警已成当务之急。水华爆发是水体中营养盐的累积、气候条件与水力条件等众多因素非线性共同作用的产物;为此,有必要在众多水华影响因素的动态监测信息的融合基础上,寻求水华爆发与这些影响因素间的影射关系,这就需要信息融合技术。通过归纳总结多源信息融合技术在内陆湖库水华预警中应用的研究进展,结合目前我国水华预警的具体需求,提出建立基于多源信息融合技术的水华预警决策支持系统的研究前景与初步设想。信息融合技术为水华预警提供了一个良好的平台,它将与水华相关的不同信息源（水文、气象、水环境质量与环境遥感）所提供的局部不完整的观测信息加以集成与互补,消除多源信息之间存在的冗余和矛盾,形成对水华爆发环境相对完整的感知与描述;从而提高水华预警与应急响应决策的效率,提高预警信息的时间与空间分辨率,扩展信息的时空监测范围。