太湖典型区2010-2017年间水质变化趋势及异常分析

自2007年太湖蓝藻水华引起无锡供水危机后,在太湖流域及湖区开展了一系列综合治理措施以改善太湖水环境质量.本研究在太湖梅梁湾和贡湖湾各设置3个采样点,自2010年4月起每月2次监测太湖水质.结合水文气象数据及无锡市环境监测站和太湖局的同期数据,明确太湖自2010年以来,水质整体良好,总氮浓度在波动中呈现下降的趋势,总磷浓度在2014年前也是在波动中呈现下降的趋势,但在2015和2016年有所回升,回升比例约为15%~20%.2015和2016年总磷浓度出现回升的主要原因是这2年的2次大洪水过程携带大量N、P进入太湖湖区,洪水消退过程中,N大多以溶解态排泄出湖区,而P则由于大多数以颗粒态存在,逐渐沉积到湖泊中,随着微囊藻生长消耗水体溶解态P以及水体pH和溶解氧的变化逐渐释放到太湖水体中.     

微囊藻群体总RNA提取方法的比较

微囊藻群体富含多糖类物质是影响微囊藻RNA提取的关键因素.为了获得高质量的微囊藻群体总RNA,对比分析4种针对多糖含量较高的方法——方法 1 PGTX-bead法、方法 2 CTAB-bead法、方法 3 Fast RNAPro Blue Kit和方法 4RNeasy Mini Kit对微囊藻群体总RNA的提取效果.采用琼脂糖凝胶电泳检测微囊藻群体RNA的完整性,Nanodrop ND1000分光光度计检测RNA纯度及浓度,并采用q PCR检测DNA污染情况.结果表明,4种方法都能从微囊藻群体中提取获得RNA,并在去除DNA后都可以进行RT-PCR等后续实验.方法 1 PGTX-bead提取的RNA产量最高,纯度好,DNA污染小,成本低,适合从微囊藻群体中大量提取RNA;方法 2 CTAB-bead提取的RNA样品产量也较高,但DNA污染严重,适合需要同时提取DNA和RNA的样本;方法 3 Fast RNAPro Blue Kit和方法 4 RNeasy Mini Kit提取的RNA产量都较低,但方法 4操作简单,耗时短,所检测目的基因的相对表达量较高,更适合从少量的微囊藻群体中提取总RNA.     

巢湖微囊藻毒素异构体组成的时空分布特征及影响因子

有害蓝藻释放微囊藻毒素（MCs）,严重威胁饮用水源地用水安全.为了解巢湖MCs污染状况及其异构体组成对水质的影响,于2012年夏季（8月）和秋季（11月）,2013年冬季（2月）和春季（5月）进行采样分析,研究了巢湖水体中胞内微囊藻毒素（IMCs）和胞外微囊藻毒素（EMCs）异构体的时空分布及其与环境因子的关系.结果发现,IMCs和EMCs的平均浓度变化范围分别为0.12~6.45 μg/L和0.69~1.92 μg/L.在3种常见的异构体中,MC-RR和MC-LR比例较高,MC-YR最低,MC-RR和MC-LR是巢湖水体中MCs的主要异构体类型.IMCs和EMCs的异构体浓度及其比例呈现不同的时空分布特征.微囊藻生物量、水温、总磷浓度是影响IMCs和EMCs异构体浓度及其组成变化的关键环境因子.本研究表明巢湖富营养化严重的西湖区夏季能合成更多的MC-RR异构体,而秋、冬季节偏向于释放生理毒性更强的MC-LR异构体.了解MCs异构体组成变化及其关键影响因素,有助于预测预警水体MCs污染状况和评估饮用水源地MCs风险.     

超声波处理对微囊藻群体光合活性和沉降过程的影响

关注微囊藻群体在超声处理下光合活性变化及超声解除后的浮力恢复情况,可以为超声波控藻技术提供理论依据和数据支撑,具有重要的实践意义.本研究采用处理后水柱中叶绿素a浓度的垂向分布比例和叶绿素荧光变化情况分析微囊藻群体在超声波处理下的光合活性变化和沉降过程.结果表明,适量的超声处理(35 kHz、0.0353 W/cm~3)能在避免破裂藻细胞的同时,显著抑制其光合活性;60 s的处理造成了45.5%的光合活性被抑制.然而,在适宜生长条件下,所有实验组藻细胞中受抑制的光合活性均在24 h内恢复至对照组的80%左右.此外,在上述超声条件下,5 s的超声处理能使水柱中叶绿素a浓度在短时间内(0.5 h)的去除率达79.5%.然而,当处理时间小于30 s时,大于90%的沉降藻细胞可在超声解除后的72 h内恢复浮力上浮;而当处理时间延长至60 s以后,藻细胞基本丧失了上浮能力.通过分析发现,超声处理后微囊藻群体的粒径分布对藻细胞沉降及上浮过程起决定性作用,并且还发现微囊藻群体在超声处理时首先表现为藻细胞失去浮力下沉和光合系统受损,进而发生大群体振散.     

片状微囊藻(Microcystis panniformis)——中国微囊藻属的一个新记录种

目前全球范围内先后有50多种微囊藻被描述记载,国内最新研究报道有12种.根据采自太湖的野外藻类样品,确定了中国微囊藻属的一个新记录种——片状微囊藻(Microcystis panniformis),对其分类学的形态特征进行详细的描述,并对其和分类学上相近的属种Pannus以及微囊藻属的鱼害微囊藻(M.ichthyoblabe)、铜绿微囊藻(M.aeruginosa)和水华微囊藻(M.flos-aquae)等的区分进行讨论.     

滇池水体中微囊藻毒素含量变化与环境因子的相关性研究

本文对2003年4-12月滇池马村湾、海东湾微囊藻毒素和总磷、总氮、溶解氧、透明度、光照强度、叶绿素a、pH值、水温及微囊藻种群优势度进行了分析,讨论了以上指标在滇池马村湾和海东湾的分布和月变化情况以及与微囊藻毒素含量之间的关系．相关性分析表明马村湾、海东湾微囊藻毒素在水体中分布与总氮和氮磷比之间呈现非常显著的负相关性(P<0．01);与透明度、光照强度和微囊藻种群优势度存在显著的正相关性(P<0．05)．在影响微囊藻毒素的各因素中,运用多因素逐步回归分析得知马村湾、海东湾微囊藻毒素浓度主要南水体的总氮、总磷、叶绿素a和溶解氧以及透明度决定(R2=0．560,P<0．017)．     

有机改性粘土对铜绿微囊藻的絮凝去除

如何有效的去除富营养化水体中频繁出现的藻华,已成为湖泊环境治理中的一个迫切问题.通过用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵改性的原位沉积物为介质,利用搅拌器和沉积物再悬浮发生装置来研究烷基铵盐改性物质絮凝去除铜绿微囊藻细胞的作用和效果.结果表明,烷基铵盐和粘土的添加量分别为0.3g/L和0.2g/L,搅拌停止30min后,其去除效率达83.9%:在絮凝沉降500min后,水体中藻细胞去除率可达98.9%,较能有效的絮凝沉降藻细胞;同时水体的浊度也有相应的提高.电镜扫描表明这种活性剂形成的网捕包膜作用对藻细胞的沉降起到了重要作用.但烷基铵盐的杀菌作用可能会造成藻细胞内含物向水体释放的风险.     

滇池北部湖湾不同底泥性状对微囊藻复苏影响的模拟

滇池北部福保湾主要承接上游昆明市的生活污水及周边工业污水,其污染程度极为严重.本研究在福保湖湾内设置4个采样点,分别采集了不同区域的沉积物,首次模拟研究了微囊藻(Microcystis)在不同沉积物环境中复苏能力差异,结果表明微囊藻在模拟实验中的复苏能力表现出对不同底质的不同适应性,入口湖区的沉积物对微囊藻的复苏有极强的抑制作用.藻类复苏后达到的最大生物量(以叶绿素a计)分别为东岸对照区的4.7%,西岸对照区的6.6%及吹填区的11.9%,其中微囊藻生物量也远低于其它各样点,占东岸对照、吹填区及西岸对照的比例分别为5.2%、10.3%和19.4%.以上研究暗示了河口处沉积物不适合微囊藻的复苏.福保湾藻类水华的种源贡献应该主要依靠外源性输入,即湖流场和风向所导致的藻类水平迁移贡献远远大于底泥复苏至水体的垂直迁移.     

小球藻和铜绿微囊藻的高浓度Chl-a高光谱定量模型

本研究将地物高光谱遥感技术应用于室内实验,从而得到小球藻和铜绿微囊藻的高光谱特征.通过多种半经验方法,如单波段、波段比值和微分法,建立了两藻种最优的Chl-a高光谱定量模型,并与室外情况进行了对比.结果表明:小球藻的最优定量模型为Chl-a=174.6 1138292(R703) 2.3(109[(R703)]2(p＜0.01),相应的方法适宜性为:一阶微分法＞单波段法＞波段比值法;铜绿微囊藻的最优定量模型为Chl-a=5299164(R757)1.9773(p＜0.01),相应的方法适宜性为:单波段法＞波段比值法＞一阶微分法;从高光谱特征来看,小球藻在540 nm和700 nm附近存在明显的特征波峰,其位置随Chl-a浓度增大而向长波方向偏离,铜绿微囊藻在530 nm、660 nm和700 nm附近存在3个较强的特征波峰,在610 nm和680 nm附近存在明显的波谷;与以往室外研究不同的是铜绿微囊藻的反射率在400-500 nm之间的R值并不低,是因为没有非藻类颗粒物的影响,总吸收明显降低.     

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)与三种丝状蓝藻间的相互作用

研究了单细胞铜绿微囊藻和三种丝状蓝藻（水华束丝藻、水华鱼腥藻及土生席藻）间的相互作用,包括以下两个方面的内容：①铜绿微囊藻细胞滤出液对水华束丝藻、水华鱼腥藻及土生席藻生长的影响;②水华束丝藻、水华鱼腥藻及土生席藻细胞滤出液对铜绿微囊藻生长的影响．研究发现,当滤出液浓度为60％（滤出液与BG11的体积比为3：2）时,铜绿微囊藻细胞滤出液对水华束丝藻、水华鱼腥藻的生长有显著促进效果,尤其对水华束丝藻的作用更加明显;对土生席藻的生长却起着微弱的抑制作用,仅表现于100％细胞滤出液中．对铜绿微囊藻而言,土生席藻细胞滤出液对其的生长起着显著抑制作用,浓度越高、抑制作用越强;而水华束丝藻、水华鱼腥藻仅在100％细胞滤出液中才表现出微弱的抑制作用．为验证营养盐浓度差异是否影响滤出液的作用效果,进行了无机营养盐（NO3-N、NH4^＋-N、PO4-P）干扰的消除试验．结果表明,无机营养盐（（NO3-N、NH4^＋-N、PO4-P）的改变并不影响滤出液的作用效果,从而我们推测水华蓝藻之间存在着化感作用．本研究为解释自然水体中藻类种群演替的原因,深入认识水华蓝藻的动力学机制提供了新的实验证据．