溶藻细菌研究的最新进展

最近10a来,新的溶藻细菌的不断分离和发现,丰富了水生生态系统的研究内容,也为水华和赤潮的防治提供了新的生物对策.笔者概述了溶藻细菌的最新研究成果,重点讨论了溶藻细菌在分子生物学和分子生态学上的研究趋势.      

不同光照下微囊藻垂直迁移模拟研究

通过室内模拟不同光照条件下微囊藻水华的垂直迁移过程,分析了光强对微囊藻细胞在水柱中聚集和悬浮的影响。结果表明:不同光源下水柱中微囊藻细胞发生垂直迁移,并明显聚集于中下层;I2光源下微囊藻细胞垂直迁移速度高于其他处理,高达2.59 m/h;微囊藻细胞在弱光条件下,通过形成伪空泡使其细胞密度降低、浮力增大,从而悬浮于水柱中,寻找适宜生境;野外水域中以微囊藻为优势藻种的蓝藻水华正是通过在强光条件下伪空泡破裂下沉、弱光条件下伪空泡增多上浮的趋利避害机制而产生。     

太湖北部藻类生长旺盛期大气氮、磷沉降特征

按照<大气降水样品的采集与保存标准>(GB/T 153580.2-92)收集大气N、P沉降物和降水量,并测定了2007年5～11月太湖北部梅梁湾藻类生长旺盛期间大气TN、TP的干、湿沉降通量.结果表明,太湖北部梅粱湾大气TN月湿沉降通量和月总沉降通量的变化趋势均呈双峰型特征,与当地梅雨和台风侵袭时的降水量呈明显正相关,并且TN的月湿沉降通量高于月干沉降适量,但降水量最少的11月则相反;大气TP月干、月湿沉降通量呈相互交替的变化趋势.大气N沉降物中主要以溶解性氮(TDN)为主,平均约占91.4%;而P沉降物中溶解性磷(TDP)占的比例相对较低,平均约为65.1%.经测定,2007年太湖北部梅梁湾TN和TP的年沉降通量分别为2 976、84.0 kg/km2,相比2002年7月至2003年6月分别下降34.4%和78.7%;2007年太湖北部梅粱湾大气TN的年沉降量高达6 958 t,远超过太湖湖泊生态系统理论允许的TN年沉降量.     

有机氮对大亚湾亚历山大藻种群生长的促进作用

2008年1~12月对大亚湾澳头养殖海域溶解有机氮(DON)组成、含量与亚历山大藻种群动态进行了周年调查,同步监测了无机营养盐、水温、盐度等主要环境因子.结果显示,大亚湾澳头海域DON水平4~6月较高,最大值达21.27μmolN/L,其余月份较低,全年平均浓度为7.44μmolN/L.尿素是DON的重要组分,全年平均浓度为1.98μmolN/L,约占DON的20%~30%.可溶性游离氨基酸(DFAA)波动较大,介于1~5μmolN/L.4~6月亚历山大藻种群维持较高密度.4月21日澳头海域发生亚历山大藻水华,最高细胞密度达到3319cells/mL.DON和尿素浓度高峰与亚历山大藻密度高峰同步出现,水华消散后DON和尿素浓度分别大幅下降至高峰期的23.84%和62.86%.统计结果显示,表征有机污染程度的DON、尿素和CODMn与亚历山大藻种群密度具有显著正相关关系(p<0.05).DON含量的增加能够促进亚历山大藻的生长,并在温度、盐度等环境条件适宜的情况下可能成为赤潮暴发的重要诱因.     

湖泊富营养化研究中的主要科学问题——代“湖泊富营养化研究”专栏序言

湖泊富营养化是我国湖泊当前面临的最为突出的环境问题之一,入湖生源要素循环失衡,蓝藻水华暴发与成灾机理,湖泊水生态系统退化与修复机制,以及湖泊管理科学基础等均是我国湖泊富营养化防治研究中急待解决的科学问题与理论基础.     

上海市从源头到龙头的饮用水新型污染物分布特征及健康风险评价

通过监测饮用水新型污染物从源头到龙头的分布情况,研究明确了藻毒素、内分泌干扰物和抗生素三类新型污染物在各供水环节中的浓度情况,并对各类新型污染物对人体的健康风险开展评价工作.结果表明,进厂水中的藻毒素主要以MC-RR和MC-LR为主,内分泌干扰物仅为双酚S和雌酮两种.经过水厂处水工艺后,上述污染物可得到有效的去除.监测期间,除2020年1月检出磺胺类抗生素,其余时段的抗生素类型主要以氟甲砜霉素(FF)为主.FF的去除效果对氯的形态有较明显的相关性,自由氯消毒相对于化合氯消毒,对FF的去除效果较为良好.藻毒素的风险度、内分泌干扰物的非致癌风险值和抗生素的风险商值均远小于1,尤其在二次供水环节,表明这三类饮用水新型污染物对人体健康均不构成直接威胁.     

大宁河水华敏感期浮游植物与环境因子关系

以三峡支流大宁河水华敏感期(2008年4～5月)水环境状况的监测数据为基础,运用数理统计分析手段,对浮游植物的分布特征及其与环境因子的关系进行了讨论.结果表明,水温、总氮(TN)、硝酸盐氮(NO3--N)、pH和溶解氧(DO)时空分布差异显著(ANOVA,p<0.05).浮游植物细胞密度时空分布差异显著(ANOVA,p...     

太湖梅梁湾理化指标分层的空间分布特征

为了解大型浅水湖泊水体理化指标的空间分异特征,在太湖梅梁湾布设62个采样点,垂向分为3层,调查水体中Chla、TN、TDN(溶解性总氮)、TP、TDP(溶解性总磷)的质量浓度及SD(透明度)、DOS(溶解氧饱和度)等水体理化指标,统计分析了夏季太湖水体理化指标空间分布特征及影响因素. 结果表明:①梅梁湾水体理化指标垂向时空变幅不同,垂向相对变幅平均值ρ(TN)为68.0%,ρ(TDN)为40.1%,ρ(TP)为138.0%,ρ(TDP)为35.7%,ρ(Chla)为66.0%,DOS为79.0%,营养盐总量的垂向差异比溶解态大;②平面上,水华堆积区ρ(TN)、ρ(TDN)、ρ(TP)、ρ(TDP)、ρ(Chla)、DOS平均值分别为梅梁湾平均值的4.45、2.45、6.45、4.74、2.08、1.02倍,比垂向差异大;③风场驱动下蓝藻堆积对水体各理化指标空间分布的影响巨大;④ρ(Chla)垂向分层明显,ρ(Chla)的垂向变幅表层0.2m处显著高于下层,可达89.7μg/L. 浅水湖泊的水体理化指标时空变异大,受气象条件、水动力条件等因素的影响,故在监测点位布设及数据分析时,应考虑垂直分层采样、滨岸带采样并详细记录采样条件.      

蓝藻水华优势藻高效防控铜制剂的筛选

在对比络合铜、有机铜和无机铜3类5种典型铜制剂对蓝藻水华优势藻--铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和2种非靶标藻种--普通小球藻(Chlorella vulgaris)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的96 h生长抑制效果的基础上,进一步开展了3类铜制剂抑制铜绿微囊藻生长的15 d延长效应研究.试验结果表明,质量分数为25%的络氨铜水剂、30%琥胶肥酸铜可湿性粉剂和20%乙酸铜可湿性粉剂对蓝藻水华优势种有较好的生长抑制效果,其对初始密度为2×105～4×105mL-1铜绿微囊藻的96 h半抑制浓度(以下均以有效成分的质量计)分别为0.03、0.06和0.05 mg·L-1,且初始藻密度对抑藻效果并无明显影响.试验质量浓度为0.25 mg·L-1的25%络氨铜水剂、0.30 mg·L-1的30%琥胶肥酸铜可湿性粉剂或0.20 mg·L-1的20%乙酸铜可湿性粉剂均能抑制铜绿微囊藻增长,且在0～15 d内都不会出现藻细胞再次复苏和增长.此外,由于铜制剂对铜绿微囊藻的96 h半抑制浓度远低于其对普通小球藻和斜生栅藻的96 h半抑制浓度,因此可在有效控制靶标藻种的同时不对非靶标藻种的生长造成严重威胁.络氨铜、琥胶肥酸铜、乙酸铜有望被开发成为高效、绿色的蓝藻水华控制剂.     

三峡水库香溪河库湾春季水华暴发藻类种源研究

2008年2月18日-4月17日,在距离香溪河河口约19 km处设一野外观测站,对观测站附近一定点进行持续监测,并在观测站进行围隔试验,探索香溪河库湾春季水华暴发藻类的种源,揭示水华暴发过程.监测结果表明:香溪河库湾春季硅藻(Diatom)(主要是针杆藻Synedra、星杆藻Asterionella)冰华藻类种源是原地水体,底泥对硅藻水华暴发影响不明显;2008年观测站附近的甲藻(Protoperidinium sp .)种源不是底泥中的孢囊.2008年春季香溪河库湾水华暴发过程可以分为"复苏-增长-衰亡"三个阶段,其中溶解性硅酸盐(D-Si)和光照是水华藻类复苏阶段的主要影响因子,而增长阶段的主要影响因子则是溶解性硅酸盐(D-Si)和总磷(TP),衰亡阶段由于4月8日骤降暴雨,浊度和降雨量是该阶段的主要影响因子.