太湖藻源性颗粒物降解过程中营养盐转化及其生态效应

以太湖水体中藻源性颗粒有机物作为切入点,研究了不同环境条件下(有光,无光)藻源性颗粒有机物降解过程中C,N,P等营养元素的形态变化过程,分析了藻源性颗粒有机物对水体营养盐循环和浮游植物生长中的作用.实验结果显示,蓝藻水华过程中,藻源性颗粒有机物最高可占水体总C,N,P比例的81.51%,94.60%,97.47%,是水体营养元素的重要组成部分;有光组颗粒物APA显著高于无光组,说明有光组中颗粒态P降解和转化速率显著高于无光组,但有光组水体中SRP浓度低于无光组,Chl-a浓度高于无光组,说明有光组中藻源性颗粒物降解的同时伴随着藻类的生长,颗粒物释放的SRP被浮游植物吸收并转化为生物量;光照对C,N,P的降解过程有明显影响,无光组颗粒物中C,N,P降解速率是有光组的2倍,可降解比例是有光组的(2.5±0.1)倍;实验中还发现前7d各元素的降解速率要高于之后的降解速率.综上,藻源性颗粒物营养盐总量大,生物可利用性高,降解迅速,且降解产物可被浮游植物吸收,是藻类生长和水华发生重要的营养盐来源.     

太湖生物区系研究及与北美五大湖的比较

研究太湖水生生物区系特征,分析各类生物区系的变化及其原因,并与北美五大湖相应的水生生物区系进行了比较. 结果表明:太湖共有水生生物146科442种,其中鱼类25科107种,占24.2%; 底栖动物21科66种,占14.9%; 浮游动物37科103种,占23.3%; 浮游植物29科81种,占18.3%; 水生植物34科85种,占19.2%. 总体上太湖各类水生生物的种数和科数差别都不大,鱼类和浮游动物稍多. 北美五大湖各类水生生物的种数分别为鱼类134种、底栖动物165种、浮游动物132种以及浮游植物1 456种,除浮游植物种类较多外,其他3类水生生物的种数与太湖大致相当. 五大湖鱼类以鲑科和鲤科鱼类为主体,分别占鱼类总数的18.7%和20.1%,其中除伊利湖外其他4个湖都是鲑科占优势; 太湖鱼类以鲤科为主体,占鱼类总数的56.1%,这是太湖鱼类区系的主要特征,也是我国淡水鱼类的主要特征,所以鲤科是我国水质基准推导的优先选择物种. 太湖和五大湖中鱼类、底栖动物和浮游动物3类生物所占比例差别不大.      

太湖湖滨湿地降解有机物兼性厌氧菌群的筛选及其降解效果

利用梯度间歇曝氧新技术,从太湖湖滨湿地沉积物中筛选出高效降解有机物的土著兼性厌氧菌群,分离纯化、鉴定出优势菌,并研究了接种兼性厌氧菌对湖滨湿地微生物群落结构及有机物降解效果的影响.结果表明,筛选出的兼性厌氧菌群中没有严格好氧菌或严格厌氧菌混杂,筛选后期对沉积物中TOM的去除率为21%.分离出优势菌FA4,FA10和FA14,其16S rDNA鉴定结果分别为Pseudomonas sp.,Flavobacteriaceae bacterium和Haematobacter sp..分别接种优势菌及混合菌群后的湖滨湿地沉积物中兼性厌氧菌数和菌活性ETS值比对照组显著增高.对照组兼性厌氧菌菌群数〔lg(MPN/g),以干质量计,其中MPN为最大概率可能数量〕和ETS(以INTF计,干质量)值分别为4.9和85 μg/(g·2 h),而试验组的兼性厌氧菌菌群数都在5.4以上,ETS值都在240 μg/(g·2 h)以上.筛选出的兼性厌氧菌及菌群能很好地适应环境,有效降解有机物,7 d内将湖滨湿地沉积物中的BOD₅降低了90%以上,而未接种的对照组仅减少了56%;其TOM去除率是对照组的2.0～2.6倍,3 d内对照组TOM去除率为5%,而FA4,FA10,FA14和菌群(FAG)试验组TOM去除率分别为10%,13%,10%和12%.      

印染废水对3种水生生物的毒性作用

为合理评估印染废水对水环境造成的影响,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、大型溞(Daphnia magna)和太湖花(鱼骨)(Hemibarbus maculates)为受试生物,印染废水分别用标准稀释液7346-2按照几何级数稀释成为100.00％、50.00％、25.00％、12.50％和6.25％的系列试验液,研究印染废水对3种水生生物的毒性效应.结果表明,印染废水对水生态系统中不同营养层次的3种生物均有一定的毒性,对斜生栅藻24、48h的半数生长抑制浓度(EC50)分别为(51.55±4.12)％、(20.40±6.27)％,对大型溞24、48h的EC50分别为(78.20±4.31)％、(53.10±1.88)％,对花(鱼骨)卵裂期胚胎、囊胚期胚胎、原肠期胚胎、初孵仔鱼和25日龄仔鱼96h的半数致死浓度(LC50)分别为(19.89±1.68)％、(25.95±2.14)％、(27.24±0.88)％、(19.61±2.21)％和(49.27±3.27)％.研究得出印染废水对水生生物的安全浓度为1.96％,生产中应严格控制其排放.     

变形虫Naegleria sp.TH8的分离鉴定及食藻特性

从太湖水样品中筛选分离到一株能吞噬水华鱼腥藻的原生动物TH8,经形态学及ITS rRNA序列分析鉴定为纳氏属变形虫(Naegleria sp.).显微观察显示变形虫TH8呈蛞蝓状,用透明半球形单伪足爆破前进,有运动滋养体、包囊和鞭毛体3个形态.变形虫TH8能在10~30℃生长并具有食藻活性,但在37℃或灭菌后的水华鱼腥藻中均不能生长.在新鲜水华鱼腥藻中25℃下指数期生长速率达到1.68 cell d-1.食藻特性研究表明,该变形虫在水华鱼腥藻生长的对数初期、对数后期和稳定期的吞食效果优于对数中期.水华鱼腥藻Chl a下降程度与变形虫初始浓度有关.     

无机矿质颗粒悬浮物对富营养化水体氨氮的吸附特性

利用蒙脱土、高岭土和太湖沉积物矿质组分3种材料,模拟研究了水体悬浮矿质颗粒物对富营养化水体中氨氮的吸附特性.实验表明,30min内3种材料对氨氮的吸附基本可达到平衡;等温平衡吸附均符合Henry吸附模式,在无机矿质颗粒悬浮物浓度1000mg/L,初始氨氮浓度1.0mg/L,pH=7.00实验条件下,吸附分配系数分别依次为548.30,287.36,191.27L/kg.相同实验条件下,随着pH、盐度和温度的增大或升高,矿质颗粒对氨氮的平衡吸附量均有不同程度的减小趋势,pH的影响较显著.随着悬浮颗粒物浓度在1000mg/L以下范围增大,固相氨氮平衡吸附量显著减小.     

磷(P)在天然沉积物-水界面上的吸附

考虑到已吸附在沉积物上的那部分可交换态P,从经典的Langmuir吸附等温线模型出发,推导出适合描述P在已有P污染的沉积物上吸附定量数学模型,并用此模型对P在6个太湖沉积物样品上吸附实验数据进行了拟合．拟合结果得到最大吸附容量(Γmax),Langmuir吸附平衡常数(k)．利用所得的拟合参数通过公式计算方法得到原有易交换态P(NAP),临界磷平衡浓度(Cmp),以及固-液分配系数Kp值．最后通过线性回归数据分析方法发现分配系数Kp,吸附容量Γmax都与沉积物中活性态Fe和Al含量呈良好的线性关系,表明太湖沉积物中活性Fe和Al是对P持留的主要作用．     

太湖渔业环境优化技术初探

根据对东太湖养殖区主要水化学指标进行的跟踪监测结果,系统分析研究了N、P等主要营养物质的变化趋势。结果显示,TP网围内的周年平均值为0.034mg/L,网围外周年平均值为0.042mg/L,TN网内周年平均值为0.72mg/L,网外周年平均值为0.73mg/L。并依据试验及监测结果,估算了太湖养殖渔业对水体的营养贡献份额(N、P),现有养殖状况每年通过水产品可带出湖中19.51tN和6.62tP。通过调整、优化养殖模式,大力推广应用轮牧式网围养殖,大幅降低放养量,合理搭配滤食性鱼类,在养殖区普及种植太湖优势水生植物,移植本湖底栖动物,利用水生植物和底栖动物既可有效净化养殖环境,又能作为养殖对象的适口饲料这种作用和功能,同时充分利用湖区低值鱼资源作为河蟹的饲料,最终将水草、螺、低值鱼等转化成水产品,并通过水产品的形式将营养物质带出湖区,从而达到优化改善渔业环境的目的。     

Influence of phosphorus on Microcystis growth and the changes of other environmental factors

The growth processes of Microcystis aeruginosa （FACHB-41） in simulated Taihu Lake water with different phosphorus concentrations were investigated using laboratory microcosms. The algal biomass increased with the increase of phosphorus concentration when it was lower than 0.445 mg/L, while the dissolved oxygen （DO） and pH increased, dissolved inorganic nitrogen （DIN） and light intensity underwater（I） decreased. Responding to the changes of the “environmental factors”, the cellular carbohydrate and its ratio to cellular protein decreased generally as phosphorus increased. However, when phosphorus concentration was higher than l. 645 mg/L, the biomass, the “environmental factors”, the cellular carbohydrate and its ratio to cellular protein did not change likewise. Since the environmental factors and the physiological and biochemical responses are important factors, the change of environmental factors and cell physiology and biochemistry induced by phosphorus may become the key factors that steer the growth and dominance of Microcystis under certain conditions. To sum up, phosphorus not only stimulate the growth of Microcystis directly by supplying nutrient element, but also has complex interactions with other “environmental factors” and play important roles in the growth processes of Microcystis .     

北部太湖DO、pH时空变化及其与叶绿素a的相关性分析

基于北部太湖贡湖、梅梁湾、竺山湖2013～2018年湖泛期逐日巡查数据和2013～2018年各月监测数据,采用频率曲线等方法分析了三湖湾溶解氧(DO)和pH的时空变化特征,利用相关分析法探讨了水体富营养化对DO和pH的可能影响.研究结果表明:(1)湖泛期多年平均DO竺山湖(7.41mg/L)＜梅梁湾(8.62mg/L)...