2012—2023年哈素海富营养程度变化分析和水华防治探讨

本文通过对2012—2023年哈素海的水质特征指标(高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、总氮、氨氮、总磷、叶绿素a)进行分析,结果表明:总磷、叶绿素a总体呈现增长趋势,哈素海的其余各项水质指标整体比较稳定,呈现波动状态。针对每年7—8月(丰水期)水华高发期间,对历年水华特征评价指标(高锰酸盐指数、总氮、氨氮、总磷、叶绿素a)进行富营养程度探讨。结果表明:哈素海各项水质指标整体比较稳定,水体富营养化指标为轻度富营养化,但是个别年份为中度富营养化。通过对主要影响因子的分析,为进一步提高哈素海污染防治水平以及水华防治的针对性提供数据支撑,从而实现良好的生态环境。

MBR膜工艺在湖水净化中的应用研究

MBR膜技术是一种活性污泥法与膜分离相结合的水处理技术,具有优越的耐冲击负荷能力,产水水质清澈而稳定,对污染物的降解能力明显优于传统活性污泥法。本文以江苏某大学校园景观湖水治理为例,简要阐述MBR膜工艺处理污水的应用,即通过采用好氧生化+MBR工艺对湖水进行循环净化,设计进水量为5000m³/d,产水水质指标稳定达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水标准。夏季藻类爆发期间,通过调整MBR运行模式、增加水反洗,采用低剂量多频次的维护性清洗模式,辅以絮凝剂的投加改善絮体性状,并强化排泥,使膜系统跨膜压差增长速率得到控制,系统得以平稳运行。

洞庭湖出入湖氮磷通量特征及滞留效应研究

采用2013—2017年洞庭湖主要出入湖断面水质、水量监测数据,估算洞庭湖经由“四水”(湘江、资水、沅江、澧水)和长江“三口”(松滋口、太平口、藕池口)入湖及城陵矶出湖氮、磷通量,分析其时空变化特征及滞留效应。结果表明:时间上,2013—2016年“四水”“三口”年均入湖氮、磷通量总体呈增加趋势,但2017年受入湖水质改善、水量减小的同步影响,相比2016年入湖氮、磷通量分别减小了19.93%、23.14%,受水情影响,入湖氮、磷通量在年内分配不均,70%以上集中在4—9月;空间上,入湖氮、磷通量主要来源于“四水”水系,分别占78.48%和71.77%,其中湘江和沅江的贡献较大。“四水”受点、面源污染的综合作用,而“三口”的面源污染是其主要污染来源。此外,洞庭湖氮、磷滞留率很低,藻类浓度不高,但湖区氮、磷浓度(1.73、0.075 mg/L)仍远高于湖泊藻类暴发的临界值(0.20、0.02 mg/L)。为降低湖泊水华的发生风险,关键是保持湖泊的连通性,警惕长江“三口”区域总磷风险,并兼顾湖滨区污染物控制。

扬水曝气对峡谷分层型水库藻类控制机制研究

为探明扬水曝气对峡谷分层型水库中不同径向藻类生物量和结构的影响,以李家河水库为对象,对扬水曝气系统(WLAs)运行期间水体理化性质参数和藻类数量及物种进行了高频监测,采用藻类传统和功能分类法,建立了控制条件下藻类的演替规律和控制机制.结果表明,WLAs运行12d后,径向S1~S4点藻密度削减率分别为92.7%、92.9%、92.1%和89.2%;径向S1~S4点藻属结构发生演替,绿藻(珊藻)和硅藻(短缝藻和羽纹藻)转向硅藻(针杆藻,小环藻),即“高温、大型且低比表面积(S/V)藻”转向“低温、小型且高S/V藻”;水温、光可利用率(Zeu/Zmix)、营养盐的降低和混合层深度(Zmix)的增加是扬水曝气系统控藻的主要原因;径向S1~S4点Q指数升高且TLI指数降低,表明富营养化得到改善.

浦城东风水库水华情况调查和防控措施

水华是藻类在富营养化水体中大量繁殖的常见自然现象,是集环境、气象、水文和生物等多种因素相互作用的结果 ,存在季节性的特征。本文对2021—2022年东风水库水华易发期的藻类群落结构、密度变化和水华暴发的原因进行了调查分析,并提出了水华防控的建议,为该水库的管理和饮用水安全提供理论依据和可行措施。做到防范化解生态环境风险,推进源头治理、标本兼治。

芦苇化感物质对藻类细胞膜选择透性的影响

以藻类渗出的K+、Mg2+、Ca2+浓度为表征,以ICP-MS检测为手段,研究了芦苇抑藻化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(eathyl-2-methyl acetoacetate,EMA)对铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和普通小球藻细胞膜选择透性的影响.结果表明,在实验条件下,铜绿微囊藻和蛋白核小球藻细胞经煮沸完全破坏细胞膜时K+渗出量为1.45、1.59μg.(109cell)-1,当EMA浓度为2 mg.L-1时,铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的K+渗出量为1.38、1.40μg.(109cell)-1,当EMA浓度为4 mg.L-1时,铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的K+渗出量为1.441、.58μg.(109cell)-1,离子渗出量达到完全破坏细胞膜最大渗出量的95%以上.EMA浓度为4 mg.L-1时,普通小球藻的细胞内K+渗出量为0.64μg.(109cell)-1,仅为完全破坏细胞膜后K+渗出量的31.5%.EMA对Mg2+、Ca2+的渗出量的影响规律与K+相同.EMA破坏了铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的细胞膜,但对普通小球藻的细胞膜透性没有显著影响.这是EMA选择性抑藻的机理之一.

植物化感作用抑制藻类生长的研究进展

有效控制水华,治理富营养化水体是目前环境领域的研究热点和前沿。植物化感作用抑藻作为一种新型的生物抑藻技术已备受关注。多种生活类型的水生植物对藻类均有化感抑制作用,现已从一些水生植物中分离得到具有抑藻活性的化感物质,并对其抑藻特性和机理开展了一定研究。文章对化感作用的概念、水生植物对藻类的化感抑制作用、水生植物中化感物质的分离鉴定及其抑藻特性以及化感作用抑藻机理等进行了较系统的论述。还对今后植物化感作用抑藻技术的研究方向进行了展望,提出应多学科结合,对化感物质对不同藻类的影响及其选择性抑制机理做更深入的研究。

人工打捞对铜绿微囊藻生长影响的模拟试验

采用一次性培养的方式,在铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的对数期和稳定期进行人工打捞模拟试验,通过测定培养液中藻细胞密度,研究人工打捞对铜绿微囊藻生长的影响。结果表明:不同生长阶段的人工打捞对铜绿微囊藻的后续生长影响差异很大;在对数期进行人工打捞,铜绿微囊藻仍可以较好地生长,并且随着打捞强度的加大,微囊藻进入指数生长期的时间延长,所达到的种群最大密度呈升高趋势;而在稳定期进行人工打捞,铜绿微囊藻很快就进入稳定期,抑制了其后续生长。藻体内丙二醛(MDA)积累量和超氧化物歧化酶(SOD)活性测定结果表明,人工打捞消除了微囊藻生长过程中的密度制约,延缓了藻细胞的衰老。

硫酸铜控藻对浮游植物群落的影响

硫酸铜广泛用于水华藻类的去除和控制。本文测定了不同藻类对Cu2+的敏感性,几种常见水华藻类对Cu2+的敏感性顺序为:铜绿微囊藻>水华鱼腥藻>小环藻>莱哈衣藻>斜生栅藻。在某城市的富营养化湖泊中用Cu-SO4.5H2O(102μg/LCu2+)作为杀藻剂控制蓝藻水华的试验结果表明:在用硫酸铜控制蓝藻水华的过程中,水体透明度有明显改善;总氮总磷无显著变化;浮游植物总数在试验初期下降,但在试验后期则有所回升,在试验初期蓝藻门数量有所下降,绿藻门和硅藻门数量增加,这与不同藻类对Cu2+敏感性差异相关;试验后期,蓝藻门种类快速生长,并成为优势种;水柱中微囊藻毒素的浓度随藻类数量的减少在4d内大幅降低。

芦苇化感组分对斜生栅藻Scenedesmus obliquus生长特性的影响

水华或赤潮现象是备受关注的环境问题之一。利用植物化感作用抑制藻类生长作为一种新型的生物抑藻技术在近年来开始受到研究者的重视,并取得了一定的研究成果。文章研究了从芦苇PhragmitiscommunisTrin中分离得到的化感组分对斜生栅藻Scenedesmusobliquus生长特性的影响。在藻类的对数生长期向培养液中投加不同浓度的化感组分,分别测定并观察了培养期间受试藻种藻密度、藻细胞结构和群体形态的变化。结果表明,该化感组分在培养初期对斜生栅藻藻密度的增长具有明显的抑制作用,半效应质量浓度(EC50,4d)值为0.45mg·L-1,但在培养6d后,出现促进作用,且随投加浓度的增加而增强。斜生栅藻生长受到抑制期间,藻细胞形态变大,投加0.5mg·L-1化感组分时,藻细胞平均宽度是对照组的2倍。TEM观察观察结果表明藻细胞亚显微结构受到破坏。另外,EMA提高了斜生栅藻的沉降性和吸附性。

水华蓝藻暴发的预防与控制技术研究进展

经济的快速发展加速了自然界氮素循环速率,大量湖泊和水库呈现富营养化状态。含有大量微囊藻毒素的蓝藻水华,给人们造成巨大的经济损失和健康危害。本文在参考大量文献的基础上,简要讨论了富营养化水体中微囊藻的优势生长机制,并主要从预防和控制两方面阐述了富营养化水体中蓝藻的治理途径。蓝藻水华就像是湖泊的慢性疾病一样,完全"治愈"是非常困难的,但可以预防和控制相结合,把其危害减低到最小。

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。

芦苇化感物质EMA对铜绿微囊藻生长及藻毒素产生和释放的影响

研究了芦苇化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(ethyl-2-methylacetoacetate,EMA)对铜绿微囊藻PCC7806的生长抑制特性以及对微囊藻毒素MC-LR产生和释放的影响.结果表明,EMA在培养1周内对铜绿微囊藻PCC7806具有较强的抑制作用,EC50,7d值为2.0 mg.L-1,但EMA的抑制效果随时间的延长而减弱.整个培养期间,EMA对MC-LR的胞外释放无显著影响.培养7 d后,单位藻细胞内MC-LR的含量随EMA浓度的增加而升高,EMA投加浓度为1.5 mg.L-1时,单位藻细胞MC-LR的含量为25ng.(106个)-1,比对照组增加了39%.但单位体积培养液中MC-LR总量(胞内和胞外的总和)随EMA浓度增加先略微升高后显著降低,EMA投加浓度为3 mg.L-1时,培养液中MC-LR胞内胞外总量为28μg.L-1,约为对照组的一半;16 d后,EMA对单个细胞内MC-LR的含量以及MC-LR总量均无显著影响.

2012-2018年巢湖水质变化趋势分析和蓝藻防控建议

巢湖自1990s中期至2012年间水质明显改善,但是近年来水质改善效果变缓,2018年蓝藻水华面积显著增加,为有效评估巢湖水体环境的变化,通过对20122018年巢湖17个点位的逐月调查数据分析阐述了近年来巢湖水质和藻情的变化特征,并在流域空间尺度上分析了巢湖流域水污染治理的进展和不足,为后续治理方向的调整和确定提供支撑.20122018年湖区调查数据显示:巢湖湖体总磷和总氮浓度显著升高,铵态氮浓度显著下降,水华蓝藻总量显著升高.在空间上,各污染指标水平呈现由西向东呈逐渐降低的趋势,但是各指标在不同湖区随时间的变化趋势差异明显,西部湖区的总磷、总氮和水华蓝藻指标近年来略有下降或持平,中部和东部湖区则显著升高,所以巢湖湖体总氮和总磷浓度的升高主要源于中、东部湖区的升高,这也是这两个湖区水华蓝藻变动的主要驱动因素.主要入湖河口数据显示:西部4条主要入湖污染河流(南淝河、十五里河、塘西河和派河)水质明显改善,但仍处于较高污染水平,中东部入湖河流(兆河、双桥河和柘皋河)总磷浓度明显升高,是中东部湖区水体营养盐升高的主要原因.中东部河流入湖污染的增加加剧了该区域湖体的富营养化水平,尤其是总磷浓度明显提升,导致中东部湖区夏季水华蓝藻的优势种从鱼腥藻种类演替为微囊藻种类.夏季微囊藻的大量繁殖,使得2018年巢湖中东部湖区部分月份水华面积异常增高.因此,巢湖流域的治理应该在持续强化流域西部合肥市污染治理的同时,增加对流域中部和东部治理的关注和投入.

余氯对再生水中铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长抑制作用

以北京市污水处理厂二级出水为对象,考察了余氯对再生水中铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的影响.实验表明,0.2mg.l-1以上的余氯对铜绿微囊藻的生长有明显抑制效果,抑制率在培养第2天达60%—80%,第8天达99%,抑制效果持续60d.再生水中的氨氮浓度越高,余氯对铜绿微囊藻的抑制效果越差.氯的不同形态对铜绿微囊藻的生长抑制效果不同,氯对铜绿微囊藻的抑制效果优于氯胺.

湖库水华治理的微电流电解抑藻技术研究

相比于现有的水华末端治理方式,采用以预防为主的思路进行水华防控,避免水华发生带来的不利影响,是更为经济有效、生态友好的水华治理措施。详细阐述了控制藻类"种源"的微电流电解抑藻技术,对微电流电解抑藻技术的最佳应用时机、技术原理、应用效果等进行了分析,深入探讨了微电流电解技术抑制湖库藻类生长的机理,同时开展了技术应用研究。结果表明,移动式微电流电解对湖泊藻类生长具有良好的抑制效果,2 h的处理可使50 m3水体中85%的藻类失活。

溶藻细菌DC-L5的分离、鉴定及其溶藻特性

从滇池蓝藻水华集聚区分离获得一株溶藻细菌DC-L5,通过形态及16S rDNA测序分析鉴定为短小芽孢杆菌。用小白鼠进行生物安全实验,小白鼠无中毒症状。研究表明当细菌处于对数生长期时溶藻效果最强,共培养5d使铜锈微囊藻的叶绿素a含量下降83.33%,使惠氏微囊藻、绿色微囊藻、水华束丝藻和水华鱼腥藻4种蓝藻叶绿素a下降率最高为67.6%,最低为58.5%,平均为62.25%。离心沉降后,发现沉淀菌体和无菌上清液对铜锈微囊藻都有溶藻效果,但溶藻效果不及原菌液,推测DC-L5可能是通过直接接触使藻细胞凝聚下沉及进一步的生物降解,同时存在抑制藻细胞生长的胞外分泌物。高温热处理后菌液溶藻作用不明显,推测高温可能使菌体或胞外分泌物质失活。

水动力调控三峡库区支流水华方案初步研究

针对三峡水库蓄水运用后支流库湾春季水华频现问题，利用MIKE21模型建立了香溪河一三峡库区整体平面二维水动力数学模型，对春季不同水文条件下香溪河口回水区的流速进行了数值模拟。计算结果表明，三峡水库单独调控时，小于香溪河库湾水华的临界流速0．05m／s．而支流水库单独调控时，在丰水年香溪河口流速可大于0．05m／s，仅利用三峡水库小幅度水位变动（0．6～1．0m／d）对支流库湾流速的改善效果十分有限，而利用干支流水库对香溪河库湾流速的联合调控效果明显，可适度控制三峡库区支流库湾水华的爆发。

饮用水源蓝藻水华的生物防治研究进展

综述了蓝藻水华生物防治的各种方法,提出了太湖饮用水源防治蓝藻水华的设想。

群体感应介导的溶藻行为对蓝藻水华控制的研究

水体富营养化加剧了蓝藻水华的暴发,生物方法控藻在有效应对蓝藻水华方面具有广阔的前景.在暴发蓝藻水华的水体中存在大量溶藻细菌,其溶藻能力与群体感应作用紧密联系.溶藻细菌通过群体感应调控胞外溶藻物质的分泌,从而实现对蓝藻水华的控制.通过对溶藻菌群体感应系统、蓝藻自身的群体感应及菌藻关系研究现状的综合分析,探讨溶藻细菌群体感应在蓝藻水华治理中的作用,为蓝藻水华的防控提供参考.