Integrating Seasonal Information on Nutrients and Benthic Algal Biomass into Stream Water Quality Monitoring

Benthic chlorophyll a (BChl a) and environmental factors that influence algal biomass were measured monthly from February through October in 22 streams from three agricultural regions of the United States. At‐site maximum BChl a ranged from 14 to 406 mg/m² and generally varied with dissolved inorganic nitrogen (DIN): 8 out of 9 sites with at‐site median DIN >0.5 mg/L had maximum BChl a >100 mg/m². BChl a accrued and persisted at levels within 50% of at‐site maximum for only one to three months. No dominant seasonal pattern for algal biomass accrual was observed in any region. A linear model with DIN, water surface gradient, and velocity accounted for most of the cross‐site variation in maximum chlorophyll a (adjusted R² = 0.7), but was no better than a single value of DIN = 0.5 mg/L for distinguishing between low and high‐biomass sites. Studies of nutrient enrichment require multiple samples to estimate algal biomass with sufficient precision given the magnitude of temporal variability of algal biomass. An effective strategy for regional stream assessment of nutrient enrichment could be based on a relation between maximum BChl a and DIN based on repeat sampling at sites selected to represent a gradient in nutrients and application of the relation to a larger number of sites with synoptic nutrient information.     

36种典型除草剂对绿藻的毒性研究

近年来,农药对生态系统的初级生产者——藻类的毒性及其生态毒理学研究引起了国内外学者的广泛关注。除草剂在生产中广泛应用,对藻类的毒性作用最强,其毒性效应远高于杀虫剂和杀菌剂。论文选择市场上具有典型代表性的36种除草剂原药,分析解读除草剂在国内的登记情况,以及在作物、旱田和水田的使用情况;明晰对藻类生长抑制急性毒性效应。结果表明:1)除草剂的作用方式和化学类别对绿藻毒性影响显著;对于抑制植物细胞分裂和作用于植物叶绿体的除草剂对绿藻毒性均较高,以人工合成植物生长素为代表的除草剂对绿藻毒性均较低;2)相同作用方式,不同化学类别的除草剂,对单一绿藻的毒性差异明显。在水稻上获得登记的除草剂对藻类毒性整体低于在旱田获得登记的除草剂对藻类的毒性。开展多种农药对水生生态毒性的研究,为农药的合理安全使用、农药在淡水环境中的生态效应评价以及保护淡水生态系统提供科学依据。     

Biosorption of Cu and Zn from aqueous solutions by dried marine green macroalga Chaetomorpha linum

The biosorption of the heavy metals Cu²⁺ and Zn²⁺ by dried marine green macroalga (Chaetomorpha linum) was investigated. The biosorption capacities of the dried alga for copper and zinc were studied at different solution pH values (2–6), different algal particle sizes (100–800 μm) and different initial metal solution concentrations (0.5–10 mM). An optimum pH value of 5 was found suitable for both metal ions biosorption for both metal ions. At the optimum particle size (100–315 μm), biosorbent dosage (20 g/l) and initial solution pH (pH 5), the dried alga produced maximum copper and zinc uptakes values (q_max) of 1.46 and 1.97 mmol/g respectively (according to the Langmuir model). The kinetic data obtained at different initial metal concentrations indicated that the biosorption rate was fast and most of the process was completed within 120 min. This study illustrated an alternative technique for the management of unwanted biological materials using processed algal material. C. linum is one of the fast-growing marine algae in the lake of Tunis and could be utilized as a biosorbent for the treatment of Cu²⁺ and Zn²⁺ contaminated wastewater streams.     

铜绿微囊藻中性红染色研究

以铜绿微囊藻为材料,研究了中性红染色法在藻细胞活性检测方面的运用。对染色剂浓度、染色时间、细胞密度和细胞活性等条件进行了研究。结果显示,中性红浓度为1/5000,染色时间15min时,染色率可以达到98%以上。而常用的台盼蓝染色效果较差,只有50%左右。在藻细胞活性检测中,中性红比台盼蓝更准确和可靠。     

超声强化混凝去除蓝藻实验研究

研究了超声波对藻类的混凝去除强化,证明超声波可以快速、高效地提高藻类混凝去除效率,减少混凝剂用量.在混凝剂投加量为0.8 mg/L时,5 s超声处理,藻类去除效果比对照样好30%.同样,藻类去除率都为92%时,5 s超声预处理可以将混凝剂投加量降低至1/3.超声预处理时间对强化混凝效果有很大的影响,在实验条件下,1～5 s的超声处理均可产生满意的结果,1 s为最优、最经济时间,而预处理超过30 s反而降低混凝效果.低频下不同处理频率对超声强化混凝效果影响不大,在80 kHz的频率下,最佳功率为50 W.最佳pH值在8～9范围内.     

沉积物-水系统中氮磷变化与上覆水对藻类生长的影响

研究了灭菌、抑制剂添加和磷添加对沉积物-水模拟系统中氮磷转化的影响,并利用试验后的上覆水培养四尾栅藻.结果表明,灭菌增大了系统平衡时上覆水的总磷(TP)浓度,对系统中氮的影响不大; 添加抑制剂组与对照组沉积物-水模拟系统的TP、溶解性总磷(DTP)和总氮(TN)的浓度接近,但抑制剂组的NO^-₃-N含量为19.2 mg·L^-1,明显高于对照组;沉积物对添加的磷有强烈的吸附作用,导致系统平衡时上覆水TP的浓度降低.灭菌组上覆水的藻类生物量高于对照组,主要是因为灭菌导致上覆水TP浓度高于对照组;抑制剂组的最高藻类生物量(224.5×10⁴个·L^-1)远远超过对照组(26×10⁴个·L^-1),且为其它2组试验(灭菌组22.5×10⁴个·L^-1和磷添加组38.5×10⁴个·L^-1)的5～10倍,抑制剂的添加抑制了沉积物-水模拟系统中微生物对某些元素的利用,而这些元素对藻类生长起重要作用;磷添加对试验初藻类生长无明显影响,随着试验进行,磷添加组的藻类适应生长环境,迅速增长,生物量远远超过对照组.灭菌和添加抑制剂组生物可利用磷的增加是由于藻类生物量的增加,而导致了不稳定态的有机磷的增加.     

活性炭石英砂双层深床滤料浮滤池处理高藻水源水的研究

活性炭石英砂双层深床滤料浮滤池是一种采用气浮过滤一体化,活性炭石英砂双层深床过滤,常规处理和深度处理一体化的工艺.该工艺处理高藻原水的结果显示:出水藻总数为4.30×10⁵个/L,总去除率为95.1%;出水叶绿素-a为0.88μg/L,总去除率为92.2%;出水浊度为0.18NTU;出水UV₂₅₄为0.016cm^-1,总去除率为54.3%;出水耗氧量为0.78mg/L,总去除率为63.6%,出水没有嗅味,色度为3度,总去除率为86.4%.出水残留铝含量为0.011mg/L,满足饮用水水质标准.过滤单元运行周期为36h,滤柱产水能力UFRV为504m³/m².     

青藏高原拉萨河流域附石藻类群落结构特征及其驱动因子分析

为探究拉萨河中下游流域附石藻类群落结构特征及其驱动因子,于2019年9月采集并鉴定附石藻类,分析了附石藻类物种组成及空间分布状况,并采用冗余分析识别了影响附石藻类群落的关键环境因子.结果表明,共计鉴定出附石藻类6门31属,附石藻类平均细胞密度为1.92×10⁶ cells·m^-2,其中硅藻门种类数和细胞密度在各采样点均最大;干、支流附石藻类种类数和细胞密度差异显著.干、支流的优势藻属差异较小,干流的主要优势属有硅藻门异极藻（Gomphonema）、脆杆藻（Fragilaria）、桥弯藻（Cymbella）和蓝藻门浮鞘丝藻（Planktolyngbya）,支流的主要优势属有硅藻门异极藻（Gomphonema）、脆杆藻（Fragilaria）、桥弯藻（Cymbella）和蓝藻门颤藻（Oscillatoria）.冗余分析表明,温度、pH和溶解氧是影响干流附石藻类优势属群落结构的主要驱动因子,HCO₃^-和流速是影响支流附石藻类优势属群落结构的主要驱动因子.本研究为拉萨河中下游流域水生生态系统保护及水质管理提供基础资料和理论依据.     

太湖水体溶解性有机质荧光特征及其来源解析

利用三维荧光光谱(3DEEM)-平行因子分析(PARAFAC)技术,通过野外现场调查和室内模拟实验,分析富营养化湖泊(太湖)水体溶解性有机质(DOM)组成结构、分布规律及其来源,进一步研究藻类和水生植物残骸腐烂分解以及沉积物释放对水体DOM荧光组成特征的影响.结果表明:1太湖水体各个湖区DOM主要以类色氨酸物质(T1、T2峰)为主,竺山湾还存在类腐殖质和类富里酸物质,其荧光指数(f450/500)为1.53±0.06,接近陆源f450/500值(1.4),DOC浓度全湖最高((7.13±2.45)mg·L-1),兼具陆源与生物来源的双重特性.2太湖藻类DOM组成丰富,出现了7种荧光组分,主要为类腐殖质、类富里酸和类蛋白物质(包括类色氨酸和类酪氨酸),藻类腐烂分解后,紫外区类色氨酸T2峰和类酪氨酸B2峰消失,其他类蛋白物质和部分易降解的类富里酸物质向水体中释放,其中A峰和C峰所代表的类富里酸物质降解率较高,分别降解了70.3%和41.0%.3水生植物DOM以类腐殖酸物质为主,其残骸腐烂分解后DOM由陆源类腐殖质向类腐殖酸物质转化.4沉积物DOM出现了5类荧光峰,兼具外源污染的类富里酸荧光C峰和A峰,同时含有生物来源的B1、B2、T2类蛋白荧光峰,随其降解时间的增长,T2荧光峰消失,B1、B2荧光物质降解率分别高达86.5%和82.5%,而C峰和A峰分别上升25.1%和1.5%,沉积物降解过程中大量类蛋白物质向上覆水体中释放,同时部分类蛋白物质向着更稳定的类富里酸物质转化.因此,外源输入和内源负荷(藻类和水生植物残骸腐烂分解以及沉积物释放等)对湖泊水体DOM组成结构以及富营养化过程具有重要影响.     

水动力条件对嘉陵江重庆主城段藻类生长影响的数值模拟

为研究水动力条件对嘉陵江重庆主城段藻类生长繁殖和富营养化的影响,通过对现有藻类生长率计算式中的流速影响函数进行改进,引入表征藻类生长最佳流速与流速范围的参数,构建了二维非稳态藻类生长动力学模型,并用实测数据以及现有的实验成果对其参数进行率定与优化.针对三峡水库水华高发时段的气候条件和研究河段现有的营养盐状况,就不同水位下的叶绿素a浓度的时空分布进行数值仿真、对可能发生水华的位置和范围进行分析和预测.结果表明,对于嘉陵江重庆主城段,流速在0.04m·s-1左右最有利于藻类的生长繁殖.