基于临界层理论的水华生消机理实验研究

三峡水库蓄水后,支流库湾水华频发,为研究淡水湖库中混合层深度与水华的关系,结合临界层理论,在三峡水库支流神农溪库湾建立水上围隔,开展不同混合层深度即不同层化结构对藻类水华生消过程的影响实验。结果表明,Z_(eu)/Z_(mix)(真光层深度与混合层深度之比)1的围隔暴发水华,且其比值越大,叶绿素a浓度越高;反之Z_(eu)/Z_(mix)1的围隔藻类生长缓慢,没有暴发水华。实验结果证明临界层理论能很好地解释淡水湖库中水华的生消机理。     

太湖梅梁湾附生细菌和游离细菌群落结构分析

细菌是浮游藻类群落结构重要的生物调节因子之一.采用PCR-DGGE技术研究太湖梅梁湾水域的菌群结构,主要分析水华发展阶段和暴发阶段该水域附生细菌和游离细菌的群落结构,以获得富营养化水体更丰富的微生态信息,探讨附生细菌和游离细菌在水华过程中可能具有的重要生态功能.结果表明,附生菌群结构简单,具有较高的时空稳定性,是水华发展阶段的优势菌群,其优势种群主要为α-proteobacteria和γ-proteobacteria;比较而言,游离菌群具有明显的时间差异性,水华发展阶段的种群多样性非常低,水华暴发阶段的则相当高,从而成为这一时期的优势菌群,以Actinobacteria和α-proteobacteria为主.此外,在水华发展与暴发阶段均发现淡水水体中较为罕见的SAR11种群,且这类细菌在附生菌群和游离菌群中均可检测到.     

络合硫酸铜除藻剂应急治理水华对水质及鱼类的影响

在水华爆发严重时期,投加络合硫酸铜除藻剂对富营养化池塘进行应急治理,考察了投药后水体的水质动态变化及非洲鲫鱼对铜的富集作用。结果表明,水华在投药后得到了有效控制,ρ(叶绿素a)从298.98降至40.71μg.L-1,浊度从14.45降至5.70 NTU,投药期间水体ρ(Cu2+)低于0.3 mg.L-1;停止投药后10 d藻类生物量开始上升,叶绿素a浓度从40.71上升至125.29μg.L-1,浊度从5.70上升至12.15 NTU,22 d后水体ρ(Cu2+)低于检出限。非洲鲫鱼各组织对铜的富集能力从大到小依次为肝脏(512.50 mg.kg-1)、鳃(17.00 mg.kg-1)、肌肉,鱼肉中未发现明显的铜富集,停止投药后鱼鳃中铜富集量明显降低。     

宁波市常见藻华的现场快速诊断

为了建立宁波市常见水华现场快速判断方法,根据宁波市常见水华的表观特征以及在叶绿素荧光仪上的响应,确定可能的水华优势种类,从而达到现场快速判断的目的。进一步结合实验室得出的水华藻影响因子和毒性等相关参数,得出水华的程度、可能的变化趋势和水源的安全性。结合水文、气象等其他影响因子,及时更新宁波市藻华数据库和检索表,可得出较为科学的判断结果。     

基于MLST鄱阳湖微囊藻的遗传多样性及其系统发育

为了研究鄱阳湖微囊藻的遗传多样性及其系统发育关系，基于7个管家基因（ftsZ、glnA、gltX、gyrB、pgi、recA和tpi），建立了一个多位点序列分型（MLST）方法.对来自鄱阳湖的20株微囊藻分离株进行MLST研究，并构建本地微囊藻MLST基因库.结果表明：这20株藻株具有20种独特的序列型（STs），揭示了微囊藻高水平的遗传多样性（H=0.986）.基于7个MLST位点串联序列的系统发育分析显示，微囊藻藻株序列型可分为5个不同的组.与之前日本湖泊研究的237个STs共建的系统发育树比对表明，本研究的STs形成了独立的分枝.该结果说明不同地区的微囊藻是相对稳定的，因此可以用MLST进行明确的表征.     

太湖水华前表层水CDOM的光谱特征与来源解析

有色溶解性有机质（CDOM）是水生态系统中营养盐生物地球化学循环的重要环节,为探究太湖水华前表层水中CDOM的组分特征与来源,采用紫外-可见光谱与激发发射矩阵荧光光谱-平行因子分析（EEM-PARAFAC）技术对表层水中的CDOM组分进行了解析,结合CDOM光学参数（a₃₅₅、SUVA₂₅₄、a₂₅₀/a₃₆₅、FI、BIX和HIX）辨识其空间差异与污染来源,并与太湖CDOM组分历史数据进行了初步对比.结果表明,a₃₅₅、SUVA₂₅₄和a₂₅₀/a₃₆₅显示太湖东部表层水CDOM呈现高浓度、高芳香性和低相对分子量的特征,而北部与之相反.平行因子分析法从CDOM中分离出4个组分,类酪氨酸（C1）、两种类色氨酸（C2、C4）和类富里酸（C3）,且主要组分C1与C2和C3组分具有较强的线性关系,不同组分来自相似污染源,荧光指数显示,太湖CDOM不同区域间受内源与陆源输入影响存在差异,但整体腐殖化程度较低.这表明太湖CDOM组分以类蛋白（C1、C2和C4）为主（>85%）且以自生源为主,可生化利用性好.     

水华藻斑漂移速度时变特征研究

以太湖水华藻斑为研究对象,采用自主研发的藻斑漂移原位观测技术,研究分析了不同时间尺度下太湖蓝藻水华易发区藻斑漂移速度的变化特征.结果表明：日内藻斑漂移速率在（0.0793±0.0135）~（0.146±0.0318）m/s范围内变化,藻斑漂移速度的北向分量在-0.0896~0.0247m/s之间,东向分量在-0.0157~0.0029m/s之间.漂移速率日均值变化呈现出锯齿式交替特征即增加-减少-再增加的往复循环,变化范围为（0.0499±0.0141）~（0.1580±0.0120）m/s,漂移方向以北向为主.藻斑漂移速度的月际变化明显,6月~8月,向东漂移的占比逐渐降低,而向西漂移的占比逐渐增加,此期间漂移方向均以北向为主.漂移速率6月上旬最小,均值为0.0680m/s,7月上旬达到最大,均值为0.1350m/s,7月中旬~8月下旬水华藻斑漂移速率在0.0800m/s附近波动.     

基于MODIS数据的洞庭湖水体和水华时空变化研究

为明确洞庭湖水华发生规律、水体面积的变化规律及其影响因子,利用MODIS传感器提供的MOD02HKM数据,采用多波段水体指数（MBWI）模型、浮游藻类指数（FAI）方法识别、提取洞庭湖水体、水华范围,并对2001~2015年洞庭湖水体、水华时空分布数据进行分析.结果表明：洞庭湖的水面范围在年内呈现明显的季节变化,在年际成缩减趋势.水域面积由大到小依次是夏季、秋季、春季、冬季,且2001~2015年丰水期水体的平均面积是枯水期的2.2倍;2001~2015年洞庭湖水域面积萎缩速率为-14.574km²/a,其中夏季的萎缩速率最大,达到-38.678km²/a;2001~2015年期间,洞庭湖区域均发生水华,水华主要集中发生在东洞庭湖的西部湖湾区,西洞庭湖和南洞庭湖的水华则沿河岸零星分布;洞庭湖水华存在明显的季节变化和年季变化.每年水华面积基本呈现正态分布,最小值出现在冬季,最大值出现在夏季和秋季,其值达到681.43km²;2001~2015年水华爆发面积最高占全湖面积的18.2%,水华面积年平均变化率为-8.657km²/a,水华爆发面积呈现缩小的趋势.     

低强度超声波强化混凝技术中试应用试验

依托天津外环河500 m~3/d人工快渗污水处理工程,在混凝沉淀段开展了低强度超声波强化混凝除藻技术的中试应用试验。试验结果表明,采用频率为80 kHz且功率小于90 W的低强度超声波对混凝沉淀工艺除藻效果的提升作用显著,其中藻细胞去除率可提高18. 52%～20. 32%,浊度去除率可提高9. 27%～21. 60%;超声波发生器最佳功率为60 W,最佳放置位置为絮凝池前端。试验结论为低强度超声波强化混凝除藻技术的工程应用提供参考。     

芦苇水浸提液对水华微囊藻的化感作用研究

通过测定水华微囊藻(Microcystis flosaquae)细胞密度、叶绿素a、藻胆素质量浓度及SOD活性,研究了不同质量浓度芦苇(Phragmites communis)水浸提液对水华微囊藻的化感抑制作用。结果表明:1)低质量浓度芦苇水浸提液对水华微囊藻生长有促进作用,芦苇水浸提液质量浓度≥20 g/L时对水华微囊藻具有明显抑制作用;2)芦苇水浸提液质量浓度≥20 g/L时,可破坏水华微囊藻的光系统Ⅱ,减少其同化产物,促进叶绿素a的降解,而藻胆素不是主要作用靶点;3)当芦苇水浸提液质量浓度≥20 g/L时,藻细胞受到胁迫,其细胞活性氧的产量增加,抗氧化体系不能及时清除这些活性氧,导致植物细胞内发生过氧化反应,尤其是脂质过氧化反应,破坏细胞内膜系统,使抗氧化体系酶活性降低。