淡水硅藻水华成因与控制技术研究进展

在全球气候变暖和人类活动的共同影响下,硅藻水华爆发趋势加剧,并对水生态及供水安全产生负面影响.因此明确其形成原因并探索高效的防控技术至关重要.目前关于淡水硅藻水华已有较多研究成果,但缺少系统性整理.淡水硅藻水华爆发的关键因素为温度、光照、营养盐和流速.在原位防控方面,生态调度和扬水曝气等物理技术较为成熟,低剂量的化学药剂处理效果不佳,而生物方法的实施会受到环境条件的限制.联合使用混凝剂和助凝剂或氧化剂可以有效去除硅藻,但硅藻水华范围的扩大致使部分水厂未能及时调整工艺,影响制水效率.本文对硅藻水华的成因及防治方法进行了分析和总结,与蓝藻水华进行比较,并展望后续研究热点,对确保饮用水安全和水体污染控制与治理有着重要意义.

城市湖库蓝藻水华形成机理

水华防治是水环境污染治理的重点,而对水华形成机理的深入把握是解决这一问题的关键。在对城市湖库蓝藻水华形成过程深入分析的基础上,通过实验室模拟城市湖库蓝藻水华形成的整个过程,结合正交试验方法和粗糙集理论获取影响城市湖库蓝藻水华形成的关键因子——溶解氧、温度、光照、氮、磷,作为蓝藻水华形成机理建模的输入参量,以叶绿素a作为城市湖库蓝藻水华形成的表征指标,根据相互之间的作用机制构建了适合于描述城市湖库蓝藻水华形成过程的机理模型,同时通过改进的粒子群优化算法对机理模型中涉及的参数如蓝藻最大生长率、光半饱和常数、光系数、氨氮半饱和常数、溶解氧半饱和系数、蓝藻最大死亡率以及净损失率等进行非线性优化率定,提高了城市湖库蓝藻水华形成机理模型的适用性及有效性,为深入研究蓝藻水华形成机理提供一条有效途径。

富营养化湖库天空地一体化监控平台系统设计与实践

湖泊和水库是我国的主要饮用水源地,但大都处于富营养化状态,蓝藻水华频发,已成为影响社会稳定、制约区域社会经济可持续发展的重大问题.蓝藻水华的整体应对策略,已经从被动应急转变为主动防御;但要做到主动防御,必须有现代化全方位的蓝藻灾害监测监控手段和体系,及时掌握蓝藻水华及其衍生灾害现状和动向,在未发生或者刚发生时及时觉察.本文针对富营养化湖库富营养化引起的蓝藻水华应急监控问题,按照"整个湖体、重点区域、关键位置"3个监测层次,利用中高分辨率卫星、无人机、岸基/平台视频、自动浮标、人工巡测等技术或手段,围绕"现状掌握、异常报警、原因追溯"的建设目标,提出了天-空-地一体化监控系统建设框架,明确了不同手段的协同方式和业务流程,并正在巢湖进行应用实践.相信本文提出的系统架构不仅在巢湖,在更多的富营养化湖库都具有重要的应用和推广价值.

湖库水体常见蓝藻水华成因分析——以江西省2个典型水体为例

蓝藻水华的暴发受水温、营养盐及其自身生理特性等多种因素影响.江西省湖泊水库众多,且各自的水生态环境特点差异较大,为了解江西湖库蓝藻暴发成因,本研究选取柘林水库(柘林湖)和共青城西南湖作为典型研究对象进行了水生态环境调查分析,结果表明:两水体的藻类组成繁杂多样,且以蓝绿藻为主要优势种,当地气候条件较适合藻类生长;具有滤食性和捕食藻类的大型底栖动物和大型浮游动物的数量比例过少;水生维管束植物覆盖度过低,水体营养盐适宜,来源稳定、充足,加上江西地区富含微量元素的土壤地质条件,上述因素均将导致该地区水体蓝藻水华较易发生,应针对性加以防范治理.

缓丘地带黄河镇水库微生物群落多样性特征

微生物群落是缓丘地带湖库水生生态系统的重要组成部分,为了解析水体营养与缓丘地带湖库微生态的耦合变化关系,以四川省内江市典型缓丘地带富营养湖库黄河镇水库为研究对象,采集4个不同富营养化区域的水样,通过高通量测序技术分析不同采样点营养水平对微生物群落结构特征和多样性的影响.结果表明,当水体综合营养指数(TLI)为40-60,营养程度较低,水质较好时,轮虫门、绿弯菌门、α变形菌等微生物相对丰度较高;当水体综合营养指数大于70,营养程度较高时,水体中的微生物群落多样性和丰富度增加,放线菌门、绿藻门、硅藻门等占据主导;当营养程度进一步增加,蓝藻暴发生长时,水体中的微生物群落多样性和丰富度会大幅度降低,同时,拟杆菌门、厚壁菌门、黄杆菌属等微生物开始大量增殖.上述结果表明水体营养程度对水库微生态有重要影响,微生物群落丰度和多样性差异是判断水体富营养程度的重要生态学指标.