多源信息融合技术在内陆湖库水华预警中的研究进展与展望

面对水体富营养化愈来愈严重,水华爆发越来越频繁的严峻形式;为减少水华发生频率及由此造成的损失,开展水华预警已成当务之急。水华爆发是水体中营养盐的累积、气候条件与水力条件等众多因素非线性共同作用的产物;为此,有必要在众多水华影响因素的动态监测信息的融合基础上,寻求水华爆发与这些影响因素间的影射关系,这就需要信息融合技术。通过归纳总结多源信息融合技术在内陆湖库水华预警中应用的研究进展,结合目前我国水华预警的具体需求,提出建立基于多源信息融合技术的水华预警决策支持系统的研究前景与初步设想。信息融合技术为水华预警提供了一个良好的平台,它将与水华相关的不同信息源（水文、气象、水环境质量与环境遥感）所提供的局部不完整的观测信息加以集成与互补,消除多源信息之间存在的冗余和矛盾,形成对水华爆发环境相对完整的感知与描述;从而提高水华预警与应急响应决策的效率,提高预警信息的时间与空间分辨率,扩展信息的时空监测范围。     

三峡库区神女溪水华成因初探

通过对神女溪大规模水华进行现场监测和调查,结合当地水文、气象、污染源调查资料,并运用对比、相关分析等方法对神女溪水华原因进行了综合分析,认为叶绿素a与溶解氧、氧化还原电位、总氮、总磷、高锰酸钾指数均存在正相关关系,与pH和电导率呈负相关关系,总磷是此次水华的限制因子.     

水动力条件下蓝藻水华生消的模拟实验研究与探讨

蓝藻水华是当今世界共同面临的重大水污染问题之一。通过室内模拟实验,在温度、光照、初始pH值和营养盐等基本条件相同的前提下模拟水流流速分别为10cm/s、20cm/s、30cm/s、40cm/s时铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)水华的产生与消亡过程,在10～40cm/s流速区间里藻类生长周期随流速增大而变长,藻类最大现存量在40cm/s流速下最大,在10cm/s流速下最小,流速为30cm/s时藻类比增率最大,较适合藻类生存,在整个水华暴发过程中水体氮磷营养浓度呈下降趋势,水体的pH、DO和Ec变化不大。     

利用MALDI-TOF MS技术简便、快速检测水华蓝藻的方法研究

以水华蓝藻为研究对象,用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术对其进行测定分析并获得了蛋白质指纹图谱。对铜绿微囊藻标准株(NIES-843)样品通过3种前处理方法得到的质谱图进行对比,确定了质谱分析的样品前处理方法,建立了利用MALDI-TOF MS技术简便、快速检测水华蓝藻的方法。对在水华中出现的4种不同蓝藻进行MALDI-TOF MS分析,结果表明各种蓝藻具有其特征性波谱,可据此对水华蓝藻进行区分和鉴定。该方法快速、简便、精确、可程序化,具有广泛的应用前景。     

典型湖泊水华特征及相关影响因素分析

通过2011-2015年对太湖、巢湖和滇池水华高发季节的连续监测,以藻类密度和水华面积为判据评价了3个湖体的水华情况及变化趋势,探讨了水华发生的主要影响因素。结果表明：太湖水华程度以"轻度水华"为主,巢湖水华程度以"轻微水华"为主,滇池水华程度以"中度水华"为主;太湖、巢湖和滇池水华规模均以"零星性水华"为主;太湖和巢湖藻类密度与水温、pH、溶解氧、总氮、总磷和高锰酸盐指数均呈显著正相关,与透明度呈显著负相关,与氨氮无显著相关性;滇池藻类密度与水温、总磷和高锰酸盐指数均呈显著正相关,与透明度和氨氮呈显著负相关,与pH、溶解氧和总氮无显著相关性。     

挺水植物化感作用抑制藻类生长的机理与应用

根据国内外挺水植物化感作用抑制藻类的研究,对菖蒲等15科20种挺水植物化感抑制水华鱼腥藻等18种水华藻类的作用予以评述;归纳了挺水植物化感作用在影响藻细胞亚显微结构、酶体系活性、呼吸作用、光合作用、细胞膜和细胞内小分子物质的含量等6方面的抑制藻类生长的机理;对移植栽种植物共培养、从植物中提取化感物质和直接施加化感物质等3种类型抑制藻类的应用方式进行概述;结合当前中国水华频发、抑藻和除藻任务繁重的现状,指出存在的主要问题并提出今后研究和应用化感作用抑制藻类的展望。     

杏林湾水库上游水域水华期和非水华期水质变化

为了查明厦门市杏林湾水库上游水域水华期和非水华期水质变化情况,对17个水体主要指标(温度、pH、氧化还原电位、溶解氧、盐度、电导率、浊度、透明度、叶绿素a浓度、总碳、总有机碳、总氮、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷和正磷酸盐的浓度)进行了测定.结果显示:水华期和非水华期叶绿素a浓度(μg/L)分别为121.31±18.8...     

河流型硅藻水华研究进展

通过对硅藻水华发生机制相关文献的研究分析,对硅藻水华发生机制做了一般性探讨,并重点关注了河流型水华的发生机制的独特点。河流水华种类主要为中心硅藻纲,静水生态系统水华种类除中心硅藻纲还包括部分羽纹硅藻纲种类。河流水华硅藻种类对营养盐浓度、温度和光照等环境因子具有一定的适应范围。与静水生态系统相比,河流硅藻水华受气象和水文等物理指标的影响更为明显。河流硅藻水华中常具有时滞现象,其中由气象和水文因素引起的时滞现象最为明显。目前河流硅藻水华的防治仍然以上游水库下泄稀释为主,但是这种方法会造成一定的水资源浪费。河流水华硅藻的生理属性、硅藻水华对生态系统的影响、节水与抑制水华的统筹以及其他控制水华的方法都是未来河流硅藻水华研究的重点。     

水华束丝藻与铜绿微囊藻净化水体氮磷及其脂质积累过程比较

选取水华束丝藻与铜绿微囊藻作为典型水华蓝藻,探索水华蓝藻净化水体及合成生物柴油的潜力.采用氮磷浓度为NH4-N 7.5 mg/L,PO43--P 1.0 mg/L的模拟污水,重点考察了在光照强度与温度不同的条件下2种微藻对氮磷的去除率,并利用尼罗红荧光染色法测定了微藻中的中性脂含量.结果表明,2种藻对PO43--P的去除率均较高,最高达到98％,对NH4+-N的去除率稍低,最高为52％.水华束丝藻及铜绿微囊藻均具有较强积累中性脂的能力,适宜的温度与光照条件有利于微藻对氮磷的去除及细胞中脂类的积累.2种藻均在光照强度为12 000 lx时中性脂含量更高.水华束丝藻在温度为18 ～22℃条件下,生长更优,氮磷净化效果较好,中性脂积累能力更强.而铜绿微囊藻在温度为22～ 26℃时表现更好.     

寒区水体中溶藻铜绿假单胞菌的分离和性质研究

我国北方,尤其是东北地区的一些水体由于富营养化导致的水华现象呈增加趋势,成为急需解决的水环境问题.溶藻菌可从生态调控的角度来控制水华的爆发,因此,在富营养化水体治理方面逐渐得到重视.本文从寒区水华爆发水体中分离获得了一株溶藻细菌JM1,系统发育分析表明,菌株JM1与铜绿假单胞菌的同源性最高.VITEK系统鉴定表明,菌株JM1与铜绿假单胞菌的相似度为98%.菌株JM1在不同的碳源和氮源培养基中可产生不同颜色和p H值的代谢产物,而以葡萄糖和蛋白胨分别为碳源和氮源时发酵液的溶藻效果明显好于其它培养基.菌株JM1的溶藻效果随藻细胞初始密度的降低而增强,随发酵液添加量的增加而增加;当菌体细胞的密度达到1011CFU·m L-1时,可单一抑制藻细胞的生长;当菌体细胞的密度大于105CFU·m L-1时,菌体细胞可促进发酵液的溶藻作用.发酵液作用于藻细胞6 h时可明显影响其恢复能力,当暴露时间达18 h时,藻细胞彻底丧失了恢复能力.菌株JM1发酵液在中性和偏碱性的藻液中的溶藻效果最强,并且经过酸化、碱化和高温处理后,仍然保持较高的溶藻活性.本研究可为基于微生物作用过程的水华控制提供优势的土著菌种及其应用上的技术支持.