水文气象因子对藻华爆发的影响

水文过程与气象因子在湖泊富营养化及藻华爆发的过程中起着决定性的作用.研究了温度、光照、水动力等水文、气象条件对藻类生长的影响,从而找出控制藻类生长的关键因素和相关参数.     

数值模拟方法在藻类生长影响因子分析中的应用

藻类在生长过程中,主要受光照、温度、营养盐及水动力条件等环境因子的影响。以往很多对藻类生长过程中的影响因子分析,主要通过试验方法获取。利用美国环保局开发的AQUATOX模型,以团城湖调节池为研究对象,选择南水北调北京段的2种优势藻种——针杆藻和小环藻,应用数值模拟方法,分析了温度、风速、水动力条件和营养盐等因子对藻类生长的影响。研究成果可为团城湖调节池水质保护对策的制定提供依据。     

环境因子对引黄水库水中水华鱼腥藻生长的影响

以济南引黄水库水中分离出的水华鱼腥藻为对象,研究了不同培养温度、光照、pH条件对其生长的影响;在最佳培养温度和光照强度的基础上设计了L9(34)正交试验模拟研究氮磷物质对水华鱼腥藻生长的影响。结果表明水华鱼腥藻的最适生长温度为30℃,光强为6 000lx;氮磷营养盐对藻类生长影响排序为硝酸盐磷酸盐氨氮亚硝酸盐。研究提示磷可能是引黄水库水华鱼腥藻生长限制因子,在夏、秋季及水库氮、磷浓度大幅变化时应预防鱼腥藻水华的发生。     

太湖风浪对两种淡水藻生长影响的试验研究

用振荡试验方法模拟了不同扰动条件对纯培养的铜绿微囊藻和栅藻的生长的影响,利用动力扰动下悬浮态颗粒物含量与湖面风力影响下SPM含量的观测结果,确立了太湖5个湖区风速与这两种藻比增长率的关系.结果表明:在试验所模拟的扰动强度范围内,较小的扰动有利于藻类的生长和聚集,微囊藻和栅藻均在扰动强度为90 r/min面时藻比增长率最大;当转速大于该值时,随着扰动强度的加大,藻比增长率呈现下降趋势.所以适宜的扰动有利于藻类的生长,较大强度的扰动则抑制藻类的生长.由于各湖区风力产生的水体扰动存在差异,不同湖区最利于藻生长所需的风速也不同.和其他湖区比,湖心区的藻生长受风力影响最强,风速约2.4m/s左右时藻比增长率最大.     

水位调度对高原湖库水源地浮游藻类的影响模拟

高原湖库饮用水源地多面临严重的富营养化问题,探寻高效的生态调度控藻技术是解决此问题的关键,水位调度是其中最为经济和有效的调控方式之一。基于MIKE 3构建了湖库三维水动力-水质生态耦合模型,以红枫湖为例,开展了水位调度对高原湖库水源地浮游藻类的影响预测研究。结果表明：水位对湖区藻类生长聚集具有明显的调节作用,其中红枫湖区的流场在水位突降期间明显增加,在南湖与北湖连接段的流速普遍增加至0.3 m/s以上,而这种水动力引起的扰动对打破藻类结构、减少湖区的藻生物量具有明显的效果,红枫湖南湖的藻浓度大幅下降。另外,库区长时间稳定在低水位运行对于藻类防控具有十分不利的影响。     

利用灰色关联方法分析水位缓慢下降对藻类生长的影响

在营养盐比较丰富的水体环境中,水动力条件对藻类生长的影响程度比较突出。通过对比试验,研究水位下降对藻类生长的影响。结果表明,水位下降能改变藻类的生长速度,在一定程度上促进了藻类的生长。     

景观水藻类培养试验研究

由于水流滞缓、自净能力差,景观水体极易发生藻华,对影响藻类生长的各种因素进行研究将有助于景观水体水质的控制与改善。以天津市区的津河水及开发区西区的景观河道水为试验用水,进行室内藻类生长潜力试验研究。叶绿素数据表明,西区河水的叶绿素a浓度显著高于津河水。分组统计分析显示,可溶性磷是影响这两种水体中藻类生长的关键影响因子。对于津河水来说,其盐度较低,适度提高盐度有助于抑制藻类水华;氨氮和磷酸盐对藻类生长具有协同促进作用。而对于西区景观河道水,由于其盐度高、可溶性氮磷比过低,添加硝氮可以激发藻类生长,但更高含量的磷则会对藻类生长起到一定的抑制作用。     

不同形态氮对富营养化水源藻华暴发的潜在影响

富营养水源藻华的暴发是给水厂进行水质处理的一大难题.通过设计正交试验,研究了不同营养水平下的硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮随藻类生长的变化情况.结果表明,在设计系列中,当N:P=36时,藻类的生长数目达到最大;藻类在吸收N源时更倾向于吸收有机氮DON而不是无机氮DIN;无机氮的利用中藻类倾向于先吸收氨氮而不是硝态氮.     

水体富营养化预警模型研究现状和发展趋势

水体富营养化及修复是我国当前水环境保护的研究热点,有害藻华的预测预警模型是预测水体富营养化的重要工具,并为修复水体提供技术支撑。从有害藻华运动的预测预警、数据驱动和藻类生长模型3个方面,介绍国内外水体富营养化预警模型的研究进展和应用现状,并比较不同模型之间的优缺点,为模型准确度的提高和进一步发展提供参考。     

不同水动力条件下的河流硅藻群落分布机理研究

水体生物种群指标与河流水动力参数之间的关系是水生态的重要研究课题之一。在西江水系柳江河流共设置31个硅藻采样点,来探究表层沉积硅藻在不同水动力条件下的群落结构,着重研究了硅藻与水深、流速和流量等水文变量间的关系。在研究区域共发现硅藻2纲38属264种,通过层状图和排序分析,流速是影响硅藻群落分布最主要的水动力条件,其次才是雷诺数。雷诺数的大小和浮游种类丰度关系紧密,但雷诺数对硅藻种类的影响还有不确定因数。直链藻和小环藻等浮游种类在大江中比小溪中较易出现,同时人工修建的大坝通过改变水动力条件,对藻类的分布产生影响,尤其在水库下游等较极端的湍流条件下,桥弯藻和脆杆藻的丰度明显地增长。     

澎溪河春夏季节藻类群落结构与水质状况研究

三峡水库自建成运行以来,澎溪河流域富营养化问题日益突出。本研究在2014年4-7月易发生水华的春夏时期进行,对澎溪河流域藻类群落结构特征及水质状况进行跟踪分析。结果表明:水华发生时,水环境特征发生显著变化,水质状况恶化,藻细胞密度急剧升高,藻细胞密度最高达到1176×104cells/L,水华藻种为角甲藻和铜绿微囊藻,藻种种类单一,藻类多样性显著变低。空间分布上,藻细胞密度从上游向下游呈增高趋势。相关性分析表明:藻细胞密度与TN、TP呈显著正相关,藻类大量增殖爆发与水体营养盐浓度升高具有重要联系,澎溪河流域水华问题的防治有赖于对流域内营养盐排放的有效治理。     

三峡水库大宁河春季水华藻类分布及影响因子

以三峡水库支流大宁河2010年3月中旬的水华调查数据为依据,分析浮游藻类分布规律,并探讨其影响因子。结果表明,在容易暴发水华的库湾开阔地带之外,狭窄的峡谷地带亦会暴发严重水华,并且持续时间更长;河口区域的浮游藻类则表现出比其他区域更好的群落稳定性和生物均匀性。在此次水华的前、中期,浮游藻类的群落稳定性随生物量增大而降低;后期则随其增大而增加。通过对样品的定量分析,共鉴定浮游藻类7门24属,主要为绿藻和甲藻,第一优势种为拟多甲藻,占到总藻类的38%,其次为小球藻和衣藻。观察到藻类群体有垂直迁移现象,可能因藻类有趋光性所致。拟多甲藻水华的暴发会降低水体氮磷比,而随着水华的消退,水体氮磷比会较迅速地恢复到一个较高水平。在水华前期,总磷与浮游藻类群落稳定性呈现高度负相关,在中、后期其相关性减弱。     

温度和光强对4种常见水华藻叶绿素荧光特性的影响

为探寻藻类水华暴发的机理,实现水华的预测预警和防治,深入研究藻类的生理生态学特性十分重要。以4种常见水华藻类(汉斯冠盘藻、小环藻、斜生栅藻和铜绿微囊藻)为研究对象,应用叶绿素荧光技术研究了不同温度梯度和光照强度对4种常见水华藻类叶绿素荧光特性的影响。研究结果显示汉斯冠盘藻对低温有良好的适应性,高温易造成热胁迫,其适宜的生长温度为3~22 ℃;在3~22 ℃条件下,随着光强的增强,其电子传递速率显著增加,表明其具有强的光保护能力和光能利用效率;铜绿微囊藻对高温有着较好的适应性,适宜温度为15~30 ℃,10 ℃以下会受到低温胁迫,光能利用效率随温度上升而升高;小环藻表现出对高温的适应性,3~10 ℃低温导致生长迟滞;相比而言,斜生栅藻对温度的适应范围更广,在22~30 ℃条件下,斜生栅藻具有更高的光能利用效率和光量子产量。研究结果显示了不同藻类生理生态学特性的差异,为水华的预测预警和治理提供参考。     

基于生物操纵的富营养化湖库蓝藻控制实践

介绍了复旦大学研究团队负责实施的基于生物操纵的3个湖库蓝藻控制成功案例,总结了取得成功的共性理念和关键技术,重点涉及"内外共生源"的概念及其放大作用、控制蓝藻水华对治理湖库富营养化的作用、经典和非经典生物操纵技术的协同作用、从冬季开始的生物持续控藻在富营养化湖库水华控制中的作用、食藻动物的科学投放,以及滤食鱼类粪便二次污染控制的重要性等。     

引黄水库藻类污染现状及处理技术

黄河下游的引黄水库普遍存在原水中藻类过量繁殖、藻毒素的释放和胞内有机物释放等问题.鹊山引黄水库的水质连续检测表明,叶绿素α值随着气温升高持续增长,7-8月份叶绿素a值达到20μg/L,受藻污染比较严重.针对引黄水库高藻问题,分别对混凝沉淀法、化学法、物理法、生物法等除藻方法以及藻类监测方法进行综述,以期对高藻水库水体的处理提供参考.     

城市河湖水华防治技术研究

城市河湖的富营养化给城市水环境造成了许多不利因素，改善水质，消除藻类水华是一个不容忽视的重要问题。阐述了应用于富营养化水体中藻类控制的物理、化学和生物技术的内容、存在的问题和不足。指出了各种方法有机结合，进一步研究出高效的控制策略才能更加有效地控制水华现象的发生。     

太湖蓝藻成因分析与清淤方法探讨

分析氮磷比和温度对太湖蓝藻生长与消亡的影响,结果表明,较高质量浓度的TN、TP是太湖富营养化的根本原因,适宜的氯磷比是太湖蓝藻大规模暴发的内因,25℃左右的水温是太湖蓝藻暴发的突变点。针对太湖传统清淤工作中存在的问题,提出了利用高频微幅振动清淤的湖泊淤泥疏浚新技术和清淤与淤灌相结合的综合清淤方案。     

超声波技术预防性抑制蓝藻水华的研究

指出传统的蓝藻水华治理方法中存在的问题:大规模地杀灭蓝藻,造成大量藻细胞破裂,细胞内藻毒素等有害分泌物释放到水中,引发二次污染。介绍蓝藻水华的预防性调控方法,即在水体形成水华前,通过抑制蓝藻细胞生长,将其藻类生物量始终控制在一定水平以下,避免蓝藻水华的暴发。综述了超声参数对除藻抑藻效果的影响,以及超声对藻细胞生理系统的影响,探讨超声除藻抑藻的机理,并针对以往研究存在的不足,对后续研究重点进行了展望。     

基于动态朴素贝叶斯分类器的明渠水华风险评估模型

水华风险不仅是水利工程规划时需要考虑的环境问题,也是水利设施运营时不能忽视的监测项目。为了提高明渠水化风险等级预测的准确率,针对水华成因的不确定性和发展的时序性,基于动态朴素贝叶斯网络分类器提出一种应用于明渠的水华风险评估模型。模型用水华风险等级结点对应藻叶绿素a(Chla)的浓度,并考虑了9项影响水藻生长的因素。采用主成分分析法,处理专家咨询结果,进行参数的设计。在苏州河道北门桥2011年6月初至9月初观测的53例连续监测数据上,与基于朴素贝叶斯网络分类器的评估模型进行比较实验。混淆矩阵显示对中等风险情况的预测识别率提高了15.625%,单尾配对t检验表明在显著性水平0.05时,两模型预测识别率差异显著。考虑了时序特征的基于动态贝叶斯网络分类器的评估模型对明渠中等水化风险的预测识别率提高显著。