基于MODIS数据的太湖蓝藻水华时空分布规律研究

利用EOS/MODIS遥感影像数据,采用蓝藻水华分级评价方法和蓝藻水华发生频率分析方法,对2010年～2013年不同级别太湖蓝藻水华时空分布规律进行分析和研究,以期为太湖蓝藻水华预警、监控、治理工作提供技术支持.结果表明：（1） 2010年～2013年,全太湖共发生蓝藻水华354次,其中小型水华发生次数最多,蓝藻水华级别越高,发生次数越少.（2）年际变化上,蓝藻水华发生次数总体趋于平稳,蓝藻水华发生呈现“小型多发、中大型少发、重大型偶发”趋势,蓝藻水华发生规模呈显著缩小趋势.（3）月际变化上,蓝藻水华主要发生在8 ～10月,8月和9月尤其是太湖蓝藻水华的高发月份.发生规模上,4～6月蓝藻水华发生规模较小,7月开始规模逐步扩大,到9月达到顶峰,10月规模有所缩小.（4）空间变化上,太湖西部沿岸是太湖蓝藻水华首次爆发最频繁的水域.从空间分布频率来看,太湖西部沿岸区尤其宜兴沿岸是蓝藻水华爆发频率最高的水域.     

共培养体系中石莼和江蓠对赤潮异弯藻生长的影响

研究共培养体系中2种大型海藻石莼(Ulva pertusa)和江蓠(Gracilaria lemaneiformis)的鲜组织和培养液滤液对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的影响.结果发现:①石莼和江蓠均能明显影响赤潮异弯藻生长,鲜组织的作用更明显,能在短时间内完全灭杀共培养的赤潮异弯藻;石莼对微藻的影响强于江蓠的作用.②除菌作用和补充充足的碳酸盐不能消除或缓解石莼和江蓠对赤潮异弯藻生长的影响,说明细菌和碳限制不是导致大藻对微藻作用的原因.③对共培养体系中硝酸盐和磷酸盐的跟踪测定结果显示,营养盐限制不是造成石莼对赤潮异弯藻影响的原因,但却在江蓠的作用中起重要作用.当向江蓠体系中补充f/2营养盐后发现,充足的营养盐能够减轻但不能完全消除江蓠对赤潮异弯藻生长的影响.另一方面,石莼的起始浓度与其对赤潮异弯藻的生长影响之间存在明显的相关性,石莼的起始浓度越高,对赤潮异弯藻的影响越明显.④实验初步说明,石莼可能通过相生相克作用影响共培养体系中赤潮异弯藻的生长,而相生相克和营养竞争的共同作用是导致江蓠作用的根本原因.     

龟石水库夏季富营养化状况与蓝藻水华暴发特征

龟石水库是贺州市主要的饮用水源,2014年夏季第一次暴发大规模的蓝藻水华.本研究通过分析水体的富营养化时空变化规律、外源污染来源以及浮游藻类群落结构动态变化特征,进而评价水体的富营养化状况,并提出合理的防控措施.结果表明,水库的氮磷浓度逐年升高,TN含量已远超过地表水Ⅱ类标准,部分样点的TP含量也超过Ⅱ类标准,且主要来源为规模化养殖和农业面源污染.水华期间浮游藻类细胞密度变化范围为8.60×10~6~5.36×10~8cells·L~(-1),水华优势种为惠氏微囊藻,密度最高达到5.36×10~8cells·L~(-1)以上,叶绿素a浓度最高为74.48μg·L~(-1),惠氏微囊藻细胞密度随时间推移呈现逐渐降低的趋势,并且垂直方向集中分布在表层及水下2 m处.水华期间浮游藻类总细胞密度与TN、TP、NO_3~--N和高锰酸盐指数呈现显著正相关,与透明度呈显著负相关.微囊藻毒素监测结果表明龟石水库水质未受到微囊藻毒素的污染.综合分析,对于中营养水平的龟石水库而言,蓝藻水华的防控既要关注气候和气象条件,更要尽量削减氮、磷营养盐入库量,维持较低营养盐水平是防范蓝藻水华的关键.     

水环境中微囊藻毒素研究进展

随着水体污染和富营养化进程的加剧,淡水水华暴发的频率和强度亦趋严重,笔者综述了有毒水华发生过程中释放的主要次级代谢物——微囊藻毒素的研究现状。该毒素是一类具有多种异构体的环状多肽物质。由于其毒性大、分布广、结构稳定,从而成为水环境中的潜在危害物质。对微囊藻毒素的产生、迁移及转化途径的研究已成为关注热点。微囊藻毒素作为安全性评价的风险因子,其分析方法主要有液相色谱和酶联免疫法等。为改善水源水质,逐步发展了包括物理、化学、生物等手段的控制方法。在总结国内外研究的基础上,根据我国实情,提出了微囊藻毒素在大型富营养化湖泊治理中的研究内容和方向。      

AVHRR遥感数据在海表赤潮细胞数探测中的应用

以1998年渤海赤潮过程中的现场实测资料和同步的NOAA－14的AVHRR数据,以植被指数（NDVI）为基础,建立了渤海叉角藻赤潮生物细胞数遥感探测模型,该模型使用简便,可以有效地利用目前正在运行的气象卫星数据进行赤潮的业务化监测,直接获取赤潮浮游植物细胞数这个指标,确定赤潮的发生范围,赤潮面积以及赤潮生物分布的密集区,并计算细胞分裂速度以判定赤潮的生消状况,为赤潮灾害的应急防治工作提供依据。同时可以区分赤潮水体与其他如何流或排污口排放的泥沙或悬浮物,以消除这些物质对赤潮识别带来的影响。     

汉江中下游硅藻水华形成条件及其防治对策

文章总结了汉江中下游五次硅藻水华开始发生的时间、地点及范围、持续时间、浮游植物最高密度以及浮游植物群落结构特点,1992-2000年汉江中下游硅藻水华呈现加重趋势,2000年以后,硅藻水华发生范围有所减小,但发生频度明显增加。在对历次硅藻水华形成的气象条件、水文条件、营养条件和生物条件进行分析的基础上,从控制汉江污染途径、提高汉江中下游硅藻水华预警时效和生态调水方式等方面,提出了防治汉江中下游硅藻水华对策。     

光催化去除有害藻类的研究进展

水体富营养化及有害藻类水华严重威胁着水体生态环境和人类健康,如何有效防治藻类水华成为研究者面临的重大环境问题之一。光催化技术具有效率高、成本低、环境友好等特点,有望成为未来高新技术的新希望。文章阐述了光催化技术的原理及该技术应用于去除水华藻类的优势。综述了近年来TiO2和改性TiO2等几类催化剂应用于光催化除藻的研究进展,并分析和总结了光催化除藻技术的影响因素和一般性规律,指出了光催化除藻存在的问题和发展前景,为光催化技术应用于防治有害藻类水华的研究与实践提供理论依据。     

Effects of sludge dredging on the prevention and control of algae-caused black bloom in Taihu Lake, China

Algae-caused black bloom (also known as black water agglomerate) has recently become a critical problem in some Chinese lakes.It has been suggested that the occurrence of algae-caused black bloom was caused by the cooperation of nutrient-rich sediment with dead algae,and sludge dredging was adopted to control black bloom in some lakes of China.In this article,based on the simulation of black bloom using a Y-shape apparatus for modeling natural conditions,both un-dredged and dredged sites in three areas of Taihu Lake,China were studied to estimate the effects of dredging on the prevention and control of black bloom.During the experiment,drained algae were added to all six sites as an additional organic load;subsequently,the dissolved oxygen decreased rapidly,dropping to 0 mg/L at the sediment-water interface.Black bloom did not occur in the dredged sites of Moon Bay and Nan Quan,whereas all three un-dredged sites at Fudu Port,Moon Bay and Nan Quan experienced black bloom.Black bloom also occurred at the dredged site of Fudu Port one day later than at the other sites,and the odor and color were lighter than at the other locations.The color and odor of the black water mainly result from the presence of sulfides such as metal sulfides and hydrogen sulfide,among other chemicals,under reductive conditions.The color and odor of the water,together with the high concentrations of nutrients,were mainly caused by the decomposition of the algae and the presence of nutrient-rich sediment.Overall,the removal of the nutrient-rich sediment by dredging can prevent the occurrence and control the degree of algae-caused black bloom in Taihu Lake.     

壳聚糖改性粘土对水华优势藻铜绿微囊藻的絮凝去除

研究了壳聚糖改性对粘土絮凝去除铜绿微囊藻的影响.经壳聚糖包覆改性后的海泡石在投加总量仅为11 mg/L时,0.5h即可去除80%的藻细胞,2h去除率达到90%.不同粘土改性后絮凝除藻能力均有大幅度提高,原来除藻能力相去甚远的不同粘土,包括一般的黄土,改性后除藻能力被提升到相近的水平,投加量11 mg/L,可去除铜绿微囊藻90%以上.改性粘土和一般絮凝剂一样有一最佳投加量(本研究为11 mg/L),低于或超过此最佳值,絮凝除藻效果均下降.     

Denitrification and the controlling factors in Yunnan Plateau Lakes (China): Exploring the role of enhanced internal nitrogen cycling by algal blooms

Denitrification plays an important role in nitrogen(N) removal in freshwater ecosystems.This internal process regulates the fluctuations of N concentration, especially for lakes with high nutrients concentrations and long residence time. Lakes in Yunnan plateau(southwestern China) provide typical cases, while studies in this region have been rare.Therefore, we studied denitrification of two lakes(Lake Dianchi in hypereutrophic state and Lake Erhai in mesotrophic) in this region. We used acetylene inhibition technique to quantify potential denitrification rate(PDR) of these lakes in April and August, 2015 and 2016. PDR of the sediments ranged 0–1.21 μmol/(N·m~2·hr), and that of overlying water ranged 0–0.24 μmol/(N·L·hr). Then, we used Least Angle Regression to determine the controlling factors for denitrification. Nutrients controlled PDR from two aspects: providing essential nitrogen sources; and affecting the richness and metabolism of denitrifying bacteria. In April, both aspects limited PDR; while only nitrogen sources limited PDR in August, due to depleted nitrate and enhanced denitrifying bacteria activity. Ammonia was most significant to denitrification, indicating that nitrate from nitrification transported to the bottom of wellmixed lake provide major N source by denitrification. The high PDR and low nitrate concentrate in August were evidence of an enhanced internal N cycling by algal blooms.