针铁矿对湖泊草、藻来源可溶有机质的非均质吸附     

章奇  居琪  李健欣  曹驰程  江和龙  张晖 《湖泊科学》2020,32(4):1041-1049

为探究富营养化湖泊中自生源可溶有机质(DOM)在泥水界面的吸附行为,以马来眼子菜(Potamogeton malaianus)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)释放的DOM为代表,考察针铁矿对草、藻源DOM中不同组分的吸附特征.三维荧光平行因子分析表明类富里酸组分C1和类胡敏酸组分C4的含量很低,而类蛋白物质(类酪氨酸组分C2和类色氨酸组分C3)分别占草、藻源DOM荧光组成的70%和93%. 2种DOM均可被针铁矿吸附,吸附过程符合伪一级动力学.通过等温线拟合发现针铁矿吸附藻源DOM的非线性更强,饱和吸附量(23.77 mg/g)高于草源DOM(19.10 mg/g).特别地,类蛋白组分呈现非线性吸附,而类腐殖物质的吸附近似线性,且针铁矿对于DOM各荧光组分的吸附量顺序为:C3C2 C4 C1,此非均质吸附特征与DOM组分的初始含量、分子大小、芳香性及有效吸附位点有关.红外光谱证实氨基、羧基和羟基是吸附过程中的重要官能团.因此,草、藻源DOM显著改变了针铁矿表面的有机物质组成,影响湖泊沉积物的生物地球化学行为.  相似文献   

过去40年太湖剧烈的湖泊物理环境变化及其潜在生态环境意义     

张运林  秦伯强  朱广伟 《湖泊科学》2020,32(5):1348-1359

过去40年,全球气候变暖、辐射变暗和变亮、风速减弱、气候异常波动等自然环境变化以及筑坝建闸、岸堤硬质化和调水引流等强烈人类活动势必会深刻改变太湖湖泊物理环境和过程,驱动湖泊生态系统演化.基于历史文献、档案数据以及气象水文和透明度等长期观测数据,本文系统梳理了太湖气温、水温、风速、水位和透明度等物理环境空间分布和长期变化特征,探讨了气温和风速、水位和透明度相互协同作用机制及其潜在生态环境意义.受全球变化和城市化等影响,过去40年太湖气温和水温呈现显著升高趋势,而近地面风速则表现为持续下降,湖泊增温和风速下降有利于藻类生长和蓝藻水华漂浮聚集,某种程度上增加了蓝藻水华出现频次和集聚的面积.为防洪和满足流域日益增长的水资源需求,闸坝管控和调水引流使太湖水位呈现缓慢增加趋势,而入湖污染物增加和富营养化则造成水体透明度逐渐下降,致使透明度与水位(水深)的比值明显降低,减少了湖底可利用光强,恶化水下光环境,在一定程度上驱动了太湖水生植被和草型生态系统退化.湖泊物理环境长期变化逐渐拓展了太湖藻型生境空间而压缩了草型生境空间,加剧了草型生态系统向藻型生态系统转化和增强了藻型生态系统的自我长期维持.太湖湖泊物理环境的显著变化也会部分抵消流域营养盐削减和湖体营养盐下降对藻类生物量和蓝藻水华的控制,增加了太湖蓝藻水华防控和湖泊富营养化治理的难度.这意味着未来流域控源截污需要更加严格的标准,而湖泊水位等物理环境的有效管控是应对藻华加剧和恢复草型生态系统的适应性管理策略.  相似文献   

通过水体置换降低水库富营养化风险：长江口青草沙水库案例研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈义中  朱建荣 《海洋学报(英文版)》2018,37(6):23-29

城市淡水系统的富营养化风险是世界范围内普遍关注的问题。多种物理、生物和化学技术手段被应用到富营养化湖库的治理当中，以期抑制水体的富营养化程度和藻类生物量。经证实，在未有效降低营养盐来源的情况下，这些手段的效果有限。而在发展中国家，控制营养盐来源可能需要花费数十年的时间。本研究旨在分析某一高营养盐负荷的沿海水库的富营养化和藻类水华风险，以期确认通过水利调度来抑制水库富营养化状态的可行性。该案例水库为位于长江口的青草沙水库。该水库2009至2012年期间的库内五个点位的水质数据被用于进行案例分析。水质指标包括水温、透明度、溶解氧、总氮、总磷和浮游植物叶绿素a。该水库的建设期为2009年4月至2010年10月，期间水库未曾与长江口发生水体交换。该水库的试运营期为2010年10月至2011年1月，正式运营期为2011年1月至今。在运营期间，库内与长江口的水体交换逐步上升。综合营养状态指数（TLI）被用于评估该水库的营养状态变化情况，该指数是通过数个代表性水质指标计算得到。库区的TLI指数峰值在2009年夏季可达51，在2011年夏季可达55，超过TLI指数的富营养化阈值50。TLI的谷值32出现在2010年的夏季。水质观测期的其他时段的TLI指数均可保持在50以下。以上分析结果表明：水库在2009年和2011年夏季由于过量的营养盐负荷和藻类水华迅速恶化到富营养化状态。水库在2010年和2012年均未出现富营养化状态和藻类水华，这是由于2010年期间水库缺少营养盐输入，2012年期间水库调度充分地置换了库区水体。库区水质指标的时空变化均通过文中的观测资料和数据分析进行展示。经分析表明，通过潮汐涨落来充分置换库区水体的水库调度手段是一个极为经济有效的抑制高营养盐水体富营养化和藻类水华的工程手段。  相似文献   

扰动方式对水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)群体大小的影响     

芮政  杨桂军  刘玉  韩丽华  秦伯强  杨宏伟  钟春妮 《湖泊科学》2019,31(2):355-364

风浪扰动是影响湖泊生态系统的重要环境因素之一.为了解扰动方式对微囊藻群体大小的影响，在实验室可控条件下，模拟不同扰动方式（持续扰动和间歇扰动）对太湖水华微囊藻（Microcystis flos-aquae）群体大小的影响.结果显示，间歇扰动组水华微囊藻群体从35.09 μm迅速增大至43.73 μm，实验第17天时为59.00 μm；而持续扰动组水华微囊藻群体大小先从35.07 μm增大到43.51 μm，实验第17天时减小至13.95 μm；不扰动组整个实验期间群体大小相对稳定，实验初为35.38 μm，实验第17天时为33.67 μm.方差分析显示，间歇扰动组群体大小显著大于持续扰动组和不扰动组，持续扰动组显著小于不扰动组.实验第17天时间歇扰动组藻细胞密度（1.675×10⁶ cells/ml）显著高于持续扰动组（0.344×10⁶ cells/ml）和不扰动组（1.461×10⁶ cells/ml）.研究结果表明，适当强度下的间歇扰动能促使水华微囊藻群体显著增大和生长，而长时间的持续扰动则会抑制水华微囊藻群体的聚集和生长，该结果有助于人们对太湖微囊藻水华暴发机理的认识.  相似文献   

巢湖微囊藻毒素异构体组成的时空分布特征及影响因子     

余丽  朱广伟  孔繁翔  李胜男  史小丽  张民  阳振  许海  朱梦圆 《湖泊科学》2019,31(3):700-713

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.  相似文献   

太湖梅梁湾水体及沉积物中微囊藻毒素含量垂向分布特征     

舒秀波  谢丽强  万翔  姚磊  薛庆举  李金娟 《湖泊科学》2019,31(4):976-987

为探究太湖梅梁湾水体及沉积物中微囊藻毒素（MC-LR、MC-RR、MC-YR）含量的垂向分布特征，于2018年5月采集梅梁湾6个点位表层水、上覆水、混合水、间隙水以及柱状沉积物样品，并采用超高效液相色谱-串联质谱法分析样品中微囊藻毒素的含量.分析结果表明：水体中（表层水、上覆水、混合水以及间隙水）MC-LR、MC-RR、MC-YR的浓度范围分别为11.80~1297.14、2.50~818.40、1.80~176.00 ng/L，表层水、上覆水以及混合水中MC-LR的浓度高于MC-RR和MC-YR，MC-RR和MC-YR之间差别较小，而间隙水中MCs三种异构体浓度大小顺序为：MC-LR > MC-RR > MC-YR；垂向分布上，间隙水中MCs异构体（MC-LR、MC-RR、MC-YR）浓度均远高于表层水、上覆水以及混合水，表层水MCs异构体浓度略高于上覆水，混合水MCs异构体浓度介于表层水和上覆水之间.对沉积物的研究发现，1~10 cm表层沉积物中MC-LR、MC-RR、MC-YR含量范围分别为0.60~26.95、0~0.90、0~8.10 ng/g，且1~10 cm层中MCs三种异构体平均含量大小顺序为：MC-LR > MC-YR > MC-RR，其中MC-LR、MC-RR、MC-YR的检出率分别为100%、70%、92%；垂向分布上，MC-RR含量较低且变化不大，而MC-YR和MC-LR含量均随沉积物深度的增加先升高后降低.相关性分析结果表明，表层水和混合水中MCs与总磷浓度呈显著正相关，而与总氮浓度无显著相关性；上覆水、间隙水以及沉积物中MCs与总氮、总磷浓度均呈显著正相关.  相似文献   

城市湖泊春季绿藻水华特征及其影响因素——以宁波月湖为例     

周卢茜  裘钱玲琳  唐剑锋  徐耀阳  潘军标  王小德 《湖泊科学》2019,31(4):1023-1034

城市湖泊富营养化问题日趋严峻，以往对水华的研究多集中于大型自然淡水湖库，而对小型城市浅水湖泊的水华动态相对较少.以宁波月湖为研究对象，探讨水华暴发期间浮游植物变化特征及与影响因子之间的关系，以期判别影响城市湖泊水华的主控因子.月湖水华期间营养盐水平处于中富营养至极端富营养之间，此次共检出浮游植物8门61属，藻种组成以绿藻门（51.79%）和硅藻门（21.43%）为主，各点位浮游植物生长主要受水温、光照驱动，经历了隐藻门→硅藻门→绿藻门→蓝藻门的演替.水华种为雷氏衣藻（Chlamydomonas reinhardtii），总藻密度最高达到1.55×10⁸ cells/L，水华暴发后各点位衣藻属比例升高（最高达到81.10%），群落结构呈现单一化特征.通过Pearson相关性分析和RDA分析发现衣藻属生长与水温、pH、总磷浓度均呈显著正相关，春季气温回升、天气持续晴好，城市浅水湖泊高营养盐负荷、水体流动性差等特点为带鞭毛的衣藻属提供了适宜的生存条件，在环境条件均适宜的情况下拥有最大生长潜力的衣藻属在营养盐、光照等竞争中生长速率明显优于其他藻种，从而发生绿藻水华.  相似文献   

太湖典型区2010-2017年间水质变化趋势及异常分析     

朱伟  谈永琴  王若辰  冯甘雨  陈怀民  刘毅璠  李明 《湖泊科学》2018,30(2):296-305

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.  相似文献   

微囊藻群体总RNA提取方法的比较   总被引：1，自引：0，他引：1  

高胜玲  黄亚新  卢亚萍  施丽梅  孔繁翔  张小倩 《湖泊科学》2018,30(2):441-448

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.  相似文献   

无磷条件诱导铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)释放挥发性有机化合物对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的影响     

杨王庭  赵静娴  徐庆欢  周律  甘丽平  左照江 《湖泊科学》2018,30(2):449-457

为了揭示磷(P)营养缺乏对蓝藻释放挥发性有机化合物(VOCs)的影响及其对其他藻类的化感作用,以形成蓝藻水华的主要种类铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为材料,在无P培养条件下对其释放的VOCs进行分析,同时测定VOCs对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)生长、光合色素含量和光合性能的影响.结果表明,采用无P培养基培养铜绿微囊藻24 h后,其释放的VOCs种类和含量均明显增加,与标准培养基培养相比,VOCs总释放量增加了73.4%,并出现7种新化合物.将铜绿微囊藻释放的VOCs通入莱茵衣藻溶液中,在标准培养基中铜绿微囊藻释放的VOCs对莱茵衣藻生长无显著影响,而无P条件下释放的VOCs则明显抑制莱茵衣藻生长,其响应指数(RI)为-0.25.此外,莱茵衣藻光合色素含量、光系统II(PSII)最大光化学量子产量(Fv/Fm)、有效光化学量子产量[Y(II)]、光化学淬灭系数(q P)和光合电子传递速率(ETR)也明显降低,而非光化学淬灭系数(NPQ)则明显升高,其RI为0.26.由此可见,蓝藻在富营养化水体中大量繁殖以及P自身沉降特性导致的P缺乏会促进蓝藻释放VOCs,同时这些VOCs在保持蓝藻营养竞争优势和水体藻类多样性减少中具有化感抑制作用.  相似文献