"九五"期间中国沿海有害赤潮灾害状况及其防治对策

有害赤潮不仅破坏了海洋生态环境,而且给沿海地区经济和人身健康造成的危害越来越大,开展有害赤潮的防治研究是促进沿海地区经济发展、保护人类健康的需要.本文分析了"九五"期间我国沿海赤潮灾害的状况,初步探讨了形成赤潮灾害的各种因素,并根据国内外报道的最新赤潮防治方法,提出了针对于我国赤潮防治工作的几点建议.     

藻类生物膜脱氮除磷动力学研究

将水华鱼腥藻附着固定在改性的弹性聚氯乙烯载体表面形成藻类生物膜,用于研究其脱氮除磷动力学过程。保持氮磷比约为11:1,配制NH4+-N和PO43--P初始浓度变化范围分别为4.31~229.91和1.70~69.15 mg/L的模拟废水,在废水pH为6.8~7.2、室温、光照强度3 500 lx、连续光照条件下培养藻类生物膜,利用Michaelis-Menten模型测定产率系数Y、反应速率常数k与半饱和常数Km。结果显示,藻类生物膜对氮、磷的去除速率随着营养物质浓度的升高而增加;与磷相比,藻类生物膜对氮的利用效率更高。藻类生物膜脱氮除磷动力学系数分别为:① N:Y = 0.72(mg/m2 chla)/(mg/L NH4+-N),k=1.24 (mg/L NH4+-N)/((mg/m2 chla)·d),Km=17.88 mg/L;② P:Y = 2.50(mg/m2 chla)/(mg/L PO43--P),k=0.35 (mg/L PO43--P)/(mg/m2 chla)/d,Km=7.29 mg/L。     

光辅助下TiO2-蒙脱土复合材料抑杀蓝藻

以TiCl4和钠基蒙脱土为原料,采用水解法制备了TiO2-蒙脱土复合材料,采用XRD、IR和TEM对其结构和性质进行表征;通过藻细胞的内含物含量、生长代谢活性和形态的变化以及藻细胞膜脂质过氧化分析,研究了TiO2-蒙脱土复合材料在光辅助下去除颤藻的性能.结果表明, TiO2-蒙脱土复合材料中一部分TiO2插入蒙脱层间,增加了蒙脱土的层间距,另一部分以锐钛矿相均匀分散在蒙脱土上;在紫外光辅助下,TiO2-蒙脱土的用量为 50.0 mg/L,1 h后颤藻的除藻率可达94.58%;TiO2-蒙脱土通过光催化作用破坏藻细胞膜、降解藻细胞内含物、降低藻细胞代谢活性和破坏藻细胞形态,从而产生抑藻作用.     

Effectiveness of a fixed-depth sensor deployed from a buoy to estimate water-column cyanobacterial biomass depends on wind speed

Water quality sondes have the advantage of containing multiple sensors,extended deployment times,high temporal resolution,and telecommunication with stakeholder accessible data portals.However,sondes that are part of buoy deployments often suffer from typically being fixed at one depth.Because water treatment plants are interested in water quality at a depth of the water intake and other stakeholders (ex.boaters and swimmers) are interested in the surface,we examined whether a fixed depth of app...     

基于溶气法制备的混凝型胶质气泡用于高效去除水体中蓝藻并抑制其再生的效果

为有效治理蓝藻水华,采用溶气法制备了混凝型胶质气泡,高效去除蓝藻并抑制其再生。实验在0.4 MPa压力下溶空气于表面活性剂(十二烷基二甲基甜菜碱,BS-12)和无机高分子混凝剂(聚合氯化铝,PACl)的混合溶液,产生混凝型胶质气泡,并考察了该气泡在不同初始细胞密度下对蓝藻细胞的去除及对其再生的抑制效果。结果表明,与相同方法下制得的普通气泡相比,混凝型胶质气泡粒径减小了82%,气含率提高了7.9倍。在3种不同的初始细胞密度(OD₆₈₀=0.05、0.26、0.76)下,投加适量的BS-12和PACl,在5 min内85.0%~93.8%的藻细胞被去除,10 d内未见铜绿微囊藻再生长。与常规混凝-气浮工艺相比,混凝型胶质气泡具有快速高效除藻、再生抑制效果好、结构简单等优点,可为水华修复提供技术参考。     

Anaerobic digestion of microalgal biomass after ultrasound pretreatment

High rate algal ponds are an economic and sustainable alternative for wastewater treatment, where microalgae and bacteria grow in symbiosis removing organic matter and nutrients. Microalgal biomass produced in these systems can be valorised through anaerobic digestion. However, microalgae anaerobic biodegradability is limited by the complex cell wall structure and therefore a pretreatment step may be required to improve the methane yield. In this study, ultrasound pretreatment at a range of applied specific energy (16–67 MJ/kg TS) was investigated prior to microalgae anaerobic digestion. Experiments showed how organic matter solubilisation (16–100%), hydrolysis rate (25–56%) and methane yield (6–33%) were improved as the pretreatment intensity increased. Mathematical modelling revealed that ultrasonication had a higher effect on the methane yield than on the hydrolysis rate. A preliminary energy assessment indicated that the methane yield increase was not high enough as to compensate the electricity requirement of ultrasonication without biomass dewatering (8% VS).     

北方富营养分层型水库藻类季节性暴发机制及其阈值分析

季节性藻类水华严重威胁供水安全,为探明北方富营养分层型水库藻类季节性暴发机制,以李家河水库为例,于2017～2020年开展长期连续高频监测,采用传统藻群和功能藻群分类法,并耦合局部加权回归法和边界分析模型,提炼藻华季节性(春季和夏季)演替规律及暴发环境因子阈值.结果表明：(1)春季和夏季藻华演替规律及响应机制不同,春季以绿藻、硅藻和甲藻为主,而夏季以绿藻、硅藻和蓝藻为主;其中,春季以低温、小型且高比表面积藻为主,而夏季以高温、大型或团状且低比表面积藻为主;藻类生理和形态特征差异是造成季节性藻华的主要内因;(2)春季和夏季藻华主要驱动因子不同,春季藻华主要为水温、混合层深度(Z_mix)和光利用率(Z_eu/Z_mix)控制,而夏季藻华主要受水温、Z_mix、Z_eu/Z_mix和总磷(TP)的共同影响;主驱动因子的变化差异是诱发季节性藻华的主要外因;(3)春季和夏季藻华暴发的水环境阈值不同,春季藻类暴发的水温、Z_mix和Z_eu     

湖泊蓝藻水华对连通河道水质的影响

为认知湖泊蓝藻水华灾害对连通河道的影响强度及其变化因素,以太湖梅梁湾连通河道梁溪河为例,在夏季水华期开展河道蓝藻颗粒物及氮磷和溶解氧等水质指标的逐日监测,结合河道水质指标空间变化调查,以及同期流量、温度和风场特征等水文气象因子数据,分析湖泊蓝藻水华物质对连通河道水质的影响特征.结果发现,夏季蓝藻水华暴发期间,水华颗粒物能够随水流大量进入连通的河道,进入河道的藻颗粒通量总量可观,夏季3个月梅梁湾进入梁溪河的蓝藻水华颗粒物总量达到9 733 t,与当年全湖的工程打捞量相近;由湖泊进入连通河道的水华颗粒物通量日变化很大,夏季调查期间进入梁溪河的藻颗粒通量介于75～496 t·d-1,平均值为105 t·d-1,通量大小主要受水文气象条件控制,水量、温度、风向是最主要的影响因素;携带大量蓝藻水华颗粒物的湖水进入河道后,在显著改善城市河道水体溶解氧、氨氮等指标的同时,也显著增加了河道颗粒态氮、磷等营养盐含量,对溶解态氮磷的影响较小;空间上,因蓝藻颗粒物带来的氮、磷浓度随离湖距离增加而下降,水体叶绿素浓度也迅速下降,汇入7 km之后的运河后,蓝藻颗粒物基本分解,水体颗粒态藻体叶绿素a含量由刚入河的152. 93μg·L~(-1)下降到1. 99μg·L~(-1).结果表明,受蓝藻水华问题困扰的湖泊对周边河道水质影响也很大,河湖连通过程尽管能有效缓解湖泊的湖泛灾害,解决城市河道黑臭的问题,但是对河道的营养盐等指标会产生较大影响;管理上应因河道和湖泊不同的保护目标,充分考虑湖泊水华情势及水文气象因素,制定机动灵活的调水方案,优化湖泊及河道的水生态服务功能.     

The Health of the Oceans - A 1994 Update

Three collectives of substances - plastics, plant nutrients, biotoxins - are candidates for monitoring programmes that could keep track of the quality of ocean waters for vital life processes. All three are not subject to systematic surveillance at present. They are each characterized by long residence times in the marine environment, by increasing influx, and by growing evidence of their deleterious impacts on living systems.     

基于复杂网络的城市湖库藻类水华形成识别研究

在对城市湖库藻类水华形成机理深入研究的基础上,将提取的影响水华暴发的关键因子总磷(TP)、总氮(TN)、温度(T)、pH值、溶解氧(DO)、光照(I)、叶绿素a浓度(chl_a)作为网络节点,将影响因素间的关系抽象成网络的边,构建了藻类水华形成的有向网络模型.同时,计算了复杂网络的统计特征参数,构建了节点的关键度模型,并进行修正,进而构建了水华形成的复杂网络统计特征参数模型G,对其进行半定量分级,从而实现对水华暴发的有效识别,最后采用北京城市河湖水质的实验数据对模型进行了验证.结果表明,复杂网络统计特征参数G与叶绿素a浓度有显著的相关性,能够较好地表征水华形成过程.