水体藻类爆发和水华形成的原因和治理途径复习过程

水体藻类爆发和水华形成的原因和治理途径复习过程
水体藻类爆发和水华形成的原因和治理途径复习过程

水体藻类爆发和水华形成的原因和治理途

水体藻类爆发和水华形成的原因和治理途径

去除藻类与控制其生长是湖泊水库水体恢复与保护的难题,本文从藻类产生的原因和治理措施着手,试图归纳出一个比较有效的手段来解决长期以来反复困扰人们的难题,供同行参考。

1. 为什么黑臭河道和污染严重的水体没有藻类的产生?

答:黑臭河道内的有机污染物含量和浓度都比较高,其中的污染物消耗了水体中的大量的氧,造成水体中的溶解氧含量相当低,生态平衡遭到严重破坏。所以藻类等低等微生物和植物都没有生存的条件。但是藻类生长的营养源还是客观存在。

在河道治理的初级阶段,采取曝气复氧措施后,水体中的溶解氧得到了部分提高,加上温度合适,光照合适,藻类生长的条件就成熟了,因为原来水体中存在的低等生物抗污染能力强、繁殖快、不易消亡,流入水体中及原有水体中的富含磷、氮等营养源给了这些藻类等低等生物的生长提供了生物能量。

致使通过污染治理后的初级阶段,藻类等低等生物迅速繁殖,形成另一公害而存在。而该公害也是表示水体将遭破坏的标志。

2. 治理的总体指导原则是什么?

答:水体环境将是继续治理改善和不治理将进一步恶化的关键。

治理的原则是:

(1)标本兼治,分步实施;

(2)物理化学治理为辅(指标),生物治理为主(治本);

(3)对症治理为解决燃眉之急,长期维护为长治久安之策;

(4)单项阶段治理打好基础,建立综合生态体系维系水体健康。

逐步创建水体的自我平衡和自我修复的生态环境。

3. 治理的阶段和过程如何?怎样操作?

答:杀灭藻类和消除水华

(1)采用物理方法:

捞取水体中的丝状藻类和其它漂浮物。有条件的地方采用循环过滤的方法去除水藻。

(2)采用化学方法:(经常使用容易引起化学物质积累,造成二次污染;藻类等浮游生物产生耐受性,微生物变异等后果)

使用硫酸铜、季铵盐、活性剂、高锰酸钾、聚合氯化铝、硫酸亚铁等化学药剂,对过多的浮游生物、藻类进行杀灭、絮凝、沉降等手段,能够比较迅速改善水质,看到效果。

但是,这些效果只是暂时的、局部的,由于没有从根本上消除降解营养源,原来水体中的底等生物抗污染抗杀灭的能力比较强,一旦这些药剂的浓度减低、反应作用弱化后,这些低等生物又会迅速生长,恢复原样。

更要注意的是,这些化学药剂的经常性、长期性使用,会引起化学物质的积累,引起水体中毒,造成二次污染,要谨慎应用。

(3)采用复合方法:

用含有微生物菌剂的黏土来吸附包裹水体中的藻类,然后用絮凝剂絮凝沉降已经包裹住藻类的黏土,阻断藻类生长的光照条件,达到把藻类从水体中均匀分布的状态中聚集与水体分离的目的,增加水体的透明度。以上方法能够明显改善水体的感官指标:提高透明度、减少异味和减低臭味;能够降低水体的污染指标:降低DOD、氨氮等。

(4)采用微生物的方法:

①曝气复氧:通过设备或其它手段,对水体曝气复氧是一个基本的措施。其作用是多方面的综合性的。

②在水质没有达到一定的健康水平的情况下,在此阶段可以布置一定量的人工水草,模仿污水处理中的挂膜技术,为微生物的寄居、生长、作用创造人工条件。(细菌的悬浮生长型和细菌的附着生长型)

对水体中藻类的正确认识与 合理科学利用

对水体中藻类的正确认识及合理科学利用 总述:正确认识藻类:藻类是水体的初级生产者,是水体中物质循环最重要最关键的一个环节,也是水体生产力的体现,明确藻类生长繁殖的生态意义。控藻是要让藻类在水体中生长繁殖,通过生态系统食物链的更高一级来消化生长繁殖的藻类;通过精准地对于目标水域进行水生动物特别是鱼类的控制来调整水体水生动物生物种群数量与群落总量,准确地控制水体中藻类的总量。这对恢复水域生态系统和治理水体富营养化都有着极其重要的意义。 一、对于藻类的认识 平常我们一提到藻类,首先想到的是水体的富营养化现象,想到的是“蓝藻”的爆发,“水华”的发生,“藻毒素”对于人体的危害等等。这实际上是我们对藻类的一个很偏面认识,而事实上: 1、藻类是水体的初级生产力,是水体生产力的体现。 浮游藻类在水域生态系统中属于初级生产者,体内具有叶绿素,通过光合作用等将CO2、水体中的氮磷等无机物转变为葡萄糖等有机物,供其他次级消费者利用,这在水生态系统中具有重要的地位。浮游藻类是水域生态系统食物链的开端,是无机环境与有机环境的承接者,对物质循环和能量转化起着重要作用。它们提供氧气、提供饵料、物质转化。 浮游藻类是水域生态系统食物链中非常重要的环节,所有高等水生生物的生存最终依靠藻类的存在。 2、藻类是自然界物质循环最为重要的一个环节。 从藻类的分子式近似地为C106H263O110N16P(藻类原生质)可以看出,自然界的碳、氮、磷的循环都得依靠藻类来完成,藻类在自然界中是很重要的一类物质。“8种科学的末日预言”中的第四条预言就是关于藻类的:藻类危机(有某一日,地球上的硅藻不利用太阳能将水形成氧气与氢气而是变种不能利用水分子或者其他的替代物,它有可能转化为利用盐为原料时,结果释放出氯气,没多少年就足以毁掉整个地球。),这足见藻类在自然界的重要性。 3、了解藻类生长的关联因素。 温度、水体的PH值、水体中的氮、水体中的磷、光照等等都对藻类的生长繁殖有关联。其中的温度、水体的PH值、光照等等都是自然界的因素,都不是人为可以控制的。水体中的氮磷与人类活动有很大的关系,但是水体中的氮磷的含量高低不是决定水体藻类爆发的直接因素。营养物质含量的多少只是提供了一个“后缓支持”而已。控制水体中的营

给水处理中藻类的去除

论文作者:彭海清1,谭章荣2,高乃云1,孟长再3摘要:原水中的藻类会产生异臭、异味,影响净水厂出水水质。针对这些问题,总结了国内外一些除藻方法和经验,并介绍了关键词:除藻氧化澄清气浮 1 混凝除藻投加硫酸铝作为混凝剂可同时去除浊度和藻类,出水中藻类数量<1000个/mL时所需混凝剂量远大于浊度<3 NTU 时所需的量。原因是粘土类胶体在ζ电位=-5 mV时即可完全脱稳,而藻类必须在ζ电位=0 采用混 凝法除藻时应根据藻的种类选择药剂。去除硅藻时可单独投加硫酸铝,例如番禺市沙弯水厂在硅藻高繁殖期的投铝量从平时的1.2 mg/L增加到3.0 mg/L,可使沉淀池出水的浊度降至1~2 NTU以减少进入滤池的藻类数量。去除绿藻一般需要预氧化,预加氯时其去除率约为95%~98%,无预氯化时其平均去除率为85%(如果考虑到预加氯会产生三卤甲烷,也可以用其他氧化剂)。蓝、绿藻会产生臭味,甚至含有毒素,并且会分泌黏液造成配水管网中出现后絮凝现象,此种分泌物又可能转化为三卤甲烷母体,因此是水处理中较难去除的藻类,也是多数富营养化水体中主要生长的藻类,它对混凝剂投量的调整极为敏感。另外,藻类代谢产生的有机物对絮凝和过滤也有影响,其原因是该有机物中的酸性物质与混凝剂(铁盐或铝盐)的水解产物发生反应,生成的表面络合物附着在絮体颗粒表面,阻碍了颗粒相互碰撞,因此必须增加混凝剂的投量,补偿由于表面络合物的形成对颗粒脱稳和絮凝造成的影响[1]。 2 直接过滤除藻直接过滤不适宜处理含藻量极高的水,这时应在过滤池前增加沉淀池或澄清池,但这样还可能出现滤池出水含藻量>1000 个/mL 沉淀或澄清构筑物的类型很多,可除藻率却不相同。例如用静沉池处理泰晤士河水时,平均除藻率为59%,可是它处理衣阿华河水时,除藻率为37%(硫酸铝混凝)~97%(石灰软化)。应用澄清池处理波兰河水时,平均除藻率为85%~86%(无预氯化)、95%~97%(预氯化),并且浮游动物量也相应下降93%~96%(无预氯化)和99%(预氯化),因此澄清池的处理效果优于静沉池。直接过滤适用于原水中藻类和悬浮物数量较少的情况,该工艺的关键是滤速的大小。采用均质砂滤池或双层滤料滤池进行直接过滤的工艺,藻类去除率约为15%~75%。若进行预氯化并在投加混凝剂后采用白煤—砂双层滤料滤池直接过滤(滤速<3 m/h),则藻类的最优去除率约为95%。但是当原水中藻量>1000个/mL、白煤粒径为0.9 mm或藻类数量>2500个/mL、白煤粒径为1.5 mm时,过滤周期明显缩短。昆明五水厂原水藻类数量平均为30 500个/mL,采用微絮凝直接过滤法除藻(双层滤料:陶粒粒径为2.0~2.5 mm、高为700 mm,石英砂粒径为0.6~1.2 m m、高为500 mm,滤速为6~10 m/h),其去除率平均为96.4%。[!--empirenews.page--] 将马德里的西班牙河水作为原水进行的半生产性试验也得出了类似的结果。双层滤料滤池的藻类去除率为63%~98%,其中以同时投加10 mg/L的硫酸铝和0.5 mg/L的活化硅酸时效果最好,但因原水中藻类数量>2500个/mL,致使滤池的工作周期仅为6 h 3 沉淀或过滤除藻向反应沉淀池中投加粉末活性炭(PAC)作为助凝剂(可有效去除泥土气味),可以强化反应、沉淀效果,特别是在藻类大量繁殖的季节此法可作为应急措施。1995年5月,美国芝加哥的供水部门在夏季到来之前就开始投加PAC(投量约为2.4 mg/L);当水中出现甲基—异冰片(MIB)时(7月中旬),将PAC的投量逐渐增加到11 mg/L;夏季过后,PAC的投加量随MIB浓度的减小而减少,当PAC的投量减到1.2 mg/L时再持续投加1个月,在此期间若MIB浓度降到5μg/L 则可停止投加PAC。日本的高桥和孝等人对以水库水为水源的某水厂(采用常规处理工艺)全年的进、出水进行监测,得出蓝藻6月—10月数量多、硅藻9月—转年4月数量多。同时证明,只要藻类的数量不太多,常规处理对藻类具有较好的去除性能[2美国的Pakmer 教授研究了水中藻类对过滤效果的影响:当藻类数量<500个/mL时,不会引起滤池堵塞;当藻类数量为500~1000个/mL时,滤池有稍许堵塞;当藻类数量为1000~2000个/mL时,有明显堵塞现象;当藻类数量>2000个/mL时,会出现严重堵塞。上海市月浦水厂自陈行

咸水藻水华期溶解有机质光谱特征变化的模拟_朱晓敏

中国环境科学 2009,29(1):68~72 China Environmental Science 咸水藻水华期溶解有机质光谱特征变化的模拟 朱晓敏,黄清辉*,李建华(同济大学环境科学与工程学院,长江水环境教育部重点实验室,上海 200092) 摘要:以崇明北湖湖水培养长江口常见的中肋骨条藻为研究对象,模拟了其在咸水湖中的水华暴发过程,利用分子光谱学技术分析了中肋骨条藻培养过程中溶解有机质(DOM)的光学吸收系数(a355)和三维荧光光谱(3DEEM)的变化.结果表明,中肋骨条藻增殖过程a355逐渐增加,并且出现7种荧光团,代表DOM中的类蛋白荧光物质和类腐殖酸荧光物质.在藻类进入衰亡期后,各荧光峰强度大幅度增加;类腐殖酸荧光强度、溶解有机碳(DOC)含量和a355之间均存在着良好的相关性,高、低激发波长的类蛋白荧光物质具有同源性.荧光指数的增大与类蛋白荧光的产生,显示微生物在有色溶解有机质(CDOM)的生产上起着重要的作用.无菌条件下培养的藻液中各荧光峰强度均很弱,说明细菌可能将源于藻类的非荧光物质转化为CDOM. 关键词:有色溶解有机质;吸收系数;类蛋白;类腐殖酸;中肋骨条藻 中图分类号:X524文献标识码:A文章编号:1000-6923(2009)01-0068-05 A simulation on spectral characteristics variations of dissolved organic matter during the blooms of brackish-water algae. ZHU Xiao-min, HUANG Qing-hui*, LI Jian-hua (Key Laboratory of Yangtze River Water Environment of Ministry of Education, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China). China Environmental Science, 2009,29(1):68~72 Abstract:The blooming process of Skeletonema Costatum in Chongming North Lake, a brackish lake in the Yangtze Estuary was simulated. Spectral characteristics variations of dissolved organic matter (DOM) during the blooms were studied by analysis on the UV-visible absorption spectra (a355) and three dimensional fluorescence excitation-emission matrix (3DEEM). Absorption coefficients increased during the blooms and seven fluorophores representing for protein-like and humic-like components of DOM were found. The fluorescence increases of various fluorophores continued even though the algae began to die. Significant linear relationships were found between dissolved organic carbon (DOC) concentrations and humic-like fluorescence intensities, and between absorption coefficients (a355) and humic-like fluorescence intensities. The protein-like fluorophores of high and low excitation appeared homogeneous. The increase of fluorescence index and protein-like fluorescence signal suggested that bacteria could play an important role in the production of chromophoric dissolved organic matter (CDOM). Compared with the results from experiment under germfree treatment, it was implied that microbe might turn the non-fluorescence matter produced by algae into CDOM. Key words:chromophoric dissolved organic matter;absorption coefficients;protein-like;humic-like;Skeletonema costatum 溶解有机质(DOM)是天然水体中有机物的重要组成部分,其中,有色溶解有机质(CDOM)是水体中光吸收组分之一,在紫外和低波长的可见光区具有强烈的光吸收特性.CDOM的光吸收与浮游植物叶绿素a的吸收重叠,影响水体初级生产力和水体生态系统的结构与功能[1].目前国内相关的研究主要集中在CDOM表征方法的探讨以及不同水体其光学特性和来源的分析上[2-6],关于水体中浮游植物和细菌对CDOM的影响研究较少.在海洋和河口环境中,不同学者对于藻类生产CDOM的贡献有着不同的观点[7-8]. 崇明北湖原来是长江口北支的一部分,经筑坝圈围后形成了咸水湖泊.由于引长江口北支咸水入湖,已多次暴发硅藻、甲藻水华.本研究拟在 收稿日期:2008-04-23 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40601095,20777021);上海市科学技术委员会科研计划项目(06DZ22109) ?责任作者, 博士, qhhuang@https://www.360docs.net/doc/7412170863.html,

如何控制水族箱中藻类的生长

如何控制水族箱中藻类的生长水族箱的藻类有很多种,有些藻类如果数量较少的话,还能帮助维持水族箱的生态平衡,但如果过量出现的话,就会破坏水族箱内的生态环境,不但会降低水族箱的观赏价值,还会影响其他水生物的成长。 罗汉鱼(详情介绍) 一、藻类形成的常见原因 1、鱼缸中的藻类滋生主要是由於水中过盛的营养物质而引起的。 2、当营养物质、氮、磷和有机碳是过盛造成的,这些过省养物质超过了水体和过滤系统的自净能力,同时为藻类生长创造了无比优越的环境。 3、特别是在光照充足合理的情况下,藻类生物会繁殖生长的更为旺盛和频繁。鱼缸中最为常见的藻类生物有,绿水、膜状藻、丝状藻、青苔、黑毛藻、矽藻等等。 4、绿水主要是水中累积有过量硝酸盐及磷酸盐而快速的生长繁殖。 5、膜状藻常出现在新缸或者频繁换水的水族箱中,它会抑制水草的光合作用及呼吸作用,使水草生长不良。青苔在未优养化至高度优养化的水质中均能生长。 6、有趣的是,藻类的量多或量少,完全取决于我们对水族缸所设立的环境条件,有时我们的环境适合水草或鱼类生存,自然

藻类就少一点,或少到肉眼看不到。相反的,如果因为疏于照顾或设立条件不正确所经营的环境,这时藻类正好占到天时地利与人和而大量增生,一般我们所最不愿意见到的就是这种“藻类共和国”泛滥的水族缸。所以藻类要多要少完全是操之在我们的手中,而不是藻类自己随便长出来的。即是黑毛藻(或称刷状藻)也不是随随便便会长在一个光合作用旺盛,繁花似锦的水草缸中。 罗汉鱼(详情介绍) 二、如何控制鱼缸藻类的方法 1、藻类能在水中迅速繁殖生长,藻类会消耗溶解在水中的二氧化碳,导致水质环境中的pH值迅速上升,大量的死亡藻类会消耗掉鱼缸水环境中的大量氧气,从而破坏鱼缸的水质环境,影响水族类生物的成长。 2、当鱼缸出现大量的藻类时,养殖者可以调节好水的硬度、调节水温、稳定池水的pH等来抑制藻类的生长。 3、常在水中有足够余氯的情况下,藻类繁殖能够得到有效抑制。同时,可以选择专用的除藻剂结晶硫酸铜,去合适的量,然後让其溶於水中,等待水呈现蓝色。这种专业的药剂极易溶於水,并且除藻的效果非常的好。 4、当发现鱼缸大量的繁殖藻类生物是,养殖者有必要为鱼缸更换新水,并且清洗鱼缸,将鱼缸壁上的藻类生活清除乾净,以此方法来清除水草。 5、同时,在日常的养殖过程中,还要定期的做好水质清洁工作,有必要定期的进行除藻,减小鱼缸出现大量藻类繁殖的机率。 藻类的出现一般都说明了你在护理水族箱的过程中是有问题

水体藻类爆发和水华形成的原因和治理途径

水体藻类爆发和水华形 成的原因和治理途径 Revised as of 23 November 2020

去除藻类与控制其生长是湖泊水库水体恢复与保护的难题,本文从藻类产生的原因和治理措施着手,试图归纳出一个比较有效的手段来解决长期以来反复困扰人们的难题,供同行参考。 1.为什么黑臭河道和污染严重的水体没有藻类的产生 答:黑臭河道内的有机污染物含量和浓度都比较高,其中的污染物消耗了水体中的大量的氧,造成水体中的溶解氧含量相当低,生态平衡遭到严重破坏。所以藻类等低等微生物和植物都没有生存的条件。但是藻类生长的营养源还是客观存在。 在河道治理的初级阶段,采取曝气复氧措施后,水体中的溶解氧得到了部分提高,加上温度合适,光照合适,藻类生长的条件就成熟了,因为原来水体中存在的低等生物抗污染能力强、繁殖快、不易消亡,流入水体中及原有水体中的富含磷、氮等营养源给了这些藻类等低等生物的生长提供了生物能量。 致使通过污染治理后的初级阶段,藻类等低等生物迅速繁殖,形成另一公害而存在。而该公害也是表示水体将遭破坏的标志。 2. 治理的总体指导原则是什么 答:水体环境将是继续治理改善和不治理将进一步恶化的关键。 治理的原则是:

(1)标本兼治,分步实施; (2)物理化学治理为辅(指标),生物治理为主(治本); (3)对症治理为解决燃眉之急,长期维护为长治久安之策; (4)单项阶段治理打好基础,建立综合生态体系维系水体健康。 逐步创建水体的自我平衡和自我修复的生态环境。 3. 治理的阶段和过程如何怎样操作 答:杀灭藻类和消除水华 (1)采用物理方法: 捞取水体中的丝状藻类和其它漂浮物。有条件的地方采用循环过滤的方法去除水藻。 (2)采用化学方法:(经常使用容易引起化学物质积累,造成二次污染;藻类等浮游生物产生耐受性,微生物变异等后果) 使用硫酸铜、季铵盐、活性剂、高锰酸钾、聚合氯化铝、硫酸亚铁等化学药剂,对过多的浮游生物、藻类进行杀灭、絮凝、沉降等手段,能够比较迅速改善水质,看到效果。

活性污泥中各种生物内部及之间的相互关系和对水处理效果的影响

关于活性污泥中各种生物内部及之间的相互关系和对水处理效果的影响的论文.

活性污泥中各种生物内部及之间的相互关系和对水处理效果的影响. 活性污泥中的生物群。包括细菌、原生动物、鳃引等环节动物、轮虫类、线形动物和椎实螺属(Lymnaea)软体动物和昆虫〔花虻(Eristalis te-nax)〕。但从活性污泥的机能方面来看,还是以动胶菌属细菌为主体,在有钟虫属(Vorticella)、等枝虫属(Epistilis)等有柄的原生动物存在的污泥,活性更高。 微生物在自然界中的分布 一、土壤中的微生物: (一)土壤是微生物天然培养基 1、营养:有机质丰富,可提供C、N及矿质元素和水分等。 2、PH值:土壤PH值多在5.5—8.5之间,适合微生物生长。 3、渗透压:土壤渗透压在3—6(大气压)适合微生物生长。 4、空气、水分:土壤空隙中充满着空气和水分,为好氧、厌氧微生物生长提供条件。 5、温度:土壤保温性能好,温度较稳定,变动幅度较空气小。即昼夜、季节温度比空气小得多,不同温度湿度不同。 所以土壤中存在着大量的微生物,是微生物的大本营,“菌种资源库”。 (二)土壤中的微生物分布 1、数量:丰富:几百万—几十亿/g,贫瘠:几百万—几千万/g。 2、种类:细菌最多,放线菌,真菌次之,藻类,原生动物少,病毒。 3、营养类型:多为异养型,少为自养型。 4、数量:①细菌:占土壤中微生物总量的70%—90%,由于数量多,生物量也高。生物量:单位体积中,活细胞的重量。 多为自养菌,少为异氧菌,多为中温型好气菌,或兼性厌气菌

②放线菌:数量仅次于细菌,孢子:几千万—几亿/g占微生物总数5—30%分布于碱性,有机质丰富的温暖地带。酸性,贫瘠土地中放线菌少。由于放线菌菌体大,有分支,虽数量少,但生物量与细菌相近。 种类:链霉菌,诺卡氏菌,小单胞菌。 ③真菌;几万—几十万/g,好气性,分布于土壤表层。 存在:在土壤中的菌丝及孢子状态存在。由于真菌菌丝粗,且长,故生物量不小于细菌,真菌分布于酸性土壤,分解纤维素,果胶质,木质素等。 酵母菌在土壤中较少,几个—几千个/g,果园中可达几十万/g。 ④藻类:很普遍,多为单细胞藻类,丝状绿藻和裸藻。 分布:分布于土壤表层,数量少,生物量大。 藻类可进行光合作用,有色素,可为土壤积累有机质/ ⑤原生动物:单细胞,能运动。如:纤毛虫,鞭毛虫,变形虫等,多为异养,以有机物为食,或吞噬细菌,单细胞藻类,真菌孢子等。 5 微生物在土壤中分布: 土壤垂直温度的增加,养料,水分,空气相对减少,微生物分布逐渐减少,土表由于阳光照射和水分散失易造成微生物的死亡,在5—20 cm土壤层中微生物数量最多,植物根系附近微生物数量更多,自20 cm以下,微生物数量随土层深度增加而减少,100cm以下养料,氧气减少,微生物数量开始减少,减少约20倍,至2m深处,因缺乏营养和氧气每克土中仅有几个。土壤中的微生物种类和数量是土壤环境条件的综合反应。不同土壤,不同气候,都影响微生物己系的组成和强度。 二、水体中的微生物 ①、来源:来自空气、土壤、动植物排泄物等,工业废水,生活 废水。 ②、类群:水中微生物的种类及分布,与水的类型,有机质含量, 微生物拮抗等多种因素有关。 (一)淡水微生物 主要存在于陆地的江河湖海,池塘,水库等。 ①地下水、自流水中、泉水中,含菌数少。

水生藻类及其探测方法简析

水体藻类及其探测方法简析 一、水体种常见藻类及其特性[1] 1、原核藻类 原核藻类是具有核物质,但没有核膜核仁,没有成形叶绿体等细胞器,具有光合色素能够进行光合作用的原核生物。包括蓝藻和厡绿生物 1.1、蓝藻 1.1.1、形态 蓝藻形态有单细胞、非丝状群体(片状、球形、椭圆形等)、丝状体(分支或不分支)等多种类型。蓝藻不具鞭毛,但有些丝状体可滑行,如颤藻属。具有细胞壁可被溶菌酶溶解。 1.1.2、原生质 质体内有环状DNA分子,没有蛋白质与之结合,无细胞器,只有膜状片层光合系统——类囊体。光合色素存在于类囊体表面,极少个体只具有光合色素,光合场所为原生质膜。光合色素主要是叶绿素a、类胡萝卜素、藻胆素,藻胆素为一类水溶性的光合辅助色素,主要吸收绿光和橙红光。光能传递过程:光能→藻红素→藻蓝素→叶绿素a。蓝藻细胞大多呈蓝绿色,胞质内有气泡可调节沉浮。光合产物主要是蓝藻淀粉、蓝藻颗粒体和脂质颗粒等。另,一部分丝状蓝藻的细胞列中具有就有一种特殊的细胞——异性胞,它是由普通的营养细胞分化形成,具有较厚的胞壁,主要有两个功能,一是将藻丝细胞分割成藻殖段进行营养繁殖,二是细胞内含固氮酶,可直接固定大气中的氮。 1.1.3、繁殖分布 蓝藻主要繁殖方式为营养繁殖,包括细胞直接分裂、断裂和形成段殖体进行繁殖。此外,少数种类进行孢子生殖,可长期休眠以度过不良环境。蓝藻不具有有性生殖。蓝藻的分布范围很广,淡水、海水中,潮湿地面、树皮、岩石都有生长,尤以富营养化的淡水水体中,适应能力强。此外,还有一些藻类与其他生物共生,如和真菌共生可形成地衣。 1.1.4、价值与危害 蓝藻具有可食用,如发状念珠藻等、固氮,如满江红鱼腥藻等,稻田中放养

水华

水华 “水华”(waterblooms)是淡水中的一种自然生态现象。绝大多数的水华是仅由藻类引起的,如蓝藻(严格意义上应称为蓝细菌)、绿藻、硅藻等;也有部分的水华现象是由浮游动物——腰鞭毛虫引起的。“水华”发生时,水一股呈蓝色或绿色。这种在自然界就有的“水华”现象,在我国古代历史上就有记载。另外,水中出现此现象(一般呈红色)则为赤潮。 淡水中富营养化后,“水华”频繁出现,面积逐年扩散,持续时间逐年延长。太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有“水华”,就连流动的河流,如长江最大支流——汉江下游汉口江段中也出现“水华”。淡水中“水华”造成的最大危害是:饮用水源受到威胁,藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏,具有促癌效应,直接威胁人类的健康和生存。此外,自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞,漂浮在水面上的“水华”影响景观,并有难闻的臭味。所以每次发生水华现象都会给人类和自然界带来巨大的损失或灾害。 当藻类大量生长时,这些藻类能释放出毒素——湖靛,对鱼类有毒杀作用。藻类大量死亡后,在腐败、被分解的过程中,也要消耗水中大量的溶解氧,使水体严重恶臭。而造成水华现象的出现,主要原因还是水域沿线大量施用化肥、居民生活污水和工业废水大量排入江河湖泊,致使江河湖泊中氮、磷、钾等含量上升。 导致水华发生的重要的因素之一就是水体的富营养化。 湖泊等水体的富营养化依然是我国目前以及今后相当长一段时期内的重大水环境问题.研究蓝藻水华的形成机制,对于科学预测湖泊中蓝藻水华的产生,并采取相应措施

减少其带来的影响具有重要的生态和环境意义.为探索富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理,综述了目前对我国大型浅水湖泊蓝藻水华成因研究现状和对水华形成机理的一般认识.分析了导致蓝藻水华形成的化学、物理和生物等主要环境因素,论述了蓝藻,尤其是微囊藻成为水华优势种的可能原因.认为对水华的形成需要全面认识,营养盐浓度的升高 可能仅是蓝藻水华形成、且人们可以加以控制的因素之一;在探索水华成因时,不能仅仅局限于夏季蓝藻水华发生时环境特征的研究与观察,而应该提前关注蓝藻的越冬生理生态特征、春季复苏的生态诱导因子及其阈值以及在复苏后,蓝藻如何在生长过程中形成群体,并逐步成为湖泊水生生态系统中的优势种乃至形成水华的过程.并需要对蓝藻越 冬的生存对策、蓝藻群体的形成的条件、蓝藻在春季复苏的触发条件及其生态阈值、以及蓝藻在与其它藻类种群竞争中取胜的生理生化特征有足够的认识.蓝藻水华的"暴发" 是表观现象,其前提还是藻类一定的生物量,且是一个逐渐形成的过程.根据生态学的基 本理论和野外对水华形成过程的原位观测,提出了蓝藻水华成因的四阶段理论假设.即 在四季分明、扰动剧烈的长江中下游大型浅水湖泊中,蓝藻的生长与水华的形成可以分为休眠、复苏、生物量增加(生长)、上浮及聚集等4个阶段,每个阶段中蓝藻的生理特性及主导环境影响因子有所不同.在冬季,水华蓝藻的休眠主要受低温及黑暗环境所影响; 春节的复苏过程主要受湖泊沉积表面的温度和溶解氧控制,而光合作用和细胞分裂所需要的物质与能量则决定了水华蓝藻在春季和夏季的生长状况,一旦有合适的气象与水文条件,已经在水体中积累的大量水华蓝藻群体将上浮到水体表面积聚,形成可见的水华. 研究蓝藻水华的形成机理必须寻找导致水华形成的各主要生理阶段的触发因子或特异 性因子,针对不同阶段蓝藻的生理特性,进行深入研究.只有这样才有可能逐步弄清蓝藻 水华的形成机制,并对其发生的每一进程进行预测,寻求更加具有针对性的控制措施. 除了水体的富营养化之外,水温,洋流,水体的PH值,光照强度等均会对藻类等水华生物的大爆发产生影响,在个别时候甚至是诱发因素。 位于江苏省南部的中国第三大淡水湖——太湖中,水华十分平凡,致使太湖的渔业遭遇危机,而当淡水营养化后的太湖,“水华”平凡出现,促使其“水华”面积逐渐加大,导致“水华”时间延年增长。

城市湖库藻类水华实时监测剖析

城市湖库藻类水华实时监测、智能化预警系统技术总结报告 一国内外现状 根据各地多年的监测资料,近年来我国多数城市湖泊水体呈严重富营养化状态?。2007年,28个国控重点湖(库)中,V类的5个,占17.9%,劣V类的11个,占39.3%【1】。水体富营养化的重要特征就是发生水华。水华是当水体中出现富营养状况并具备适宜的温度、光照、气候及合适的水文条件等有利于藻类生长或聚集的环境条件时,水体藻类大量生长繁殖或聚集并达到一定浓度的现象。水华一旦发生,就会使水体透明度下降,溶解氧降低,水体出现黑臭等现象,而有些类型的水华还会产生藻毒素,给人类居住环境和人体健康造成损害。 水华的发生是突发性的,而水华一旦发生,控制难度就会加大,治理成本成倍提高,因此如果能够预见到水华的发生并及时采取相应措施会取得事半功倍的效果。水华预警是水质预警中的一种突发型预警类别,是指在一定范围内,对藻类生长状况进行分析、评价,对其未来发展状况进行预测。水华预警系统具有超前性预报的功能,能够提前预测出水质演化趋势、方向、速度和后果,在发生水华之前及早发出警报,为水华控制提供科学依据。 国内外对水华预警的研究主要围绕三个方面展开:(1)利用单变量或多变量营养指标对水体营养程度进行预测;(2)利用水质模型对水体富营养化程度进行模拟和预测;(3)利用地理信息系统或遥感系统对水华的发生进行预测。水华预警的方法有模糊评价法、人工神经

网络、遗传算法、支持向量机(support vector machines,SVM)等。本系统的建立是基于神经网络的湖库藻类水华短期智能预测模型,提高藻类水华预测的精度,对藻类水华的短期预警提供有效的方法;而在中期预警上则建立基于支持向量机的湖库藻类水华中期智能预测模型。 二项目概况 城市湖库藻类水华实时监测、智能化预警系统项目是北京安恒公司承担的海淀区科委和海淀区财政局的科技项目,项目起至时间为2008年1月至2009年12月,主要是为了解决目前湖库藻类水华实时监测及预警困难等问题,建立基于多尺度数据源的水质实时远程监测系统,研究引起藻类水华暴发的关键性作用因子,建立基于智能信息处理技术的城市湖库藻类水华预警模型,并根据藻类水华暴发程度给与相应的控制策略,最终开发一套实用的水华实时监测与智能预警系统,为城市湖库藻类水华的进一步治理提供重要的参考依据。 三系统主要研究内容 1. 我们采用了多尺度数据源的水质实时监测系统,建立基于对多尺度水质参数自动监测仪器、数据采集与处理系统、GPRS无线通讯系统的集成,研制开发具有多尺度数据源的水质自动实时监测系统。 2. 研究藻类水华的关键作用因子,确定藻类水华的预测指标。针对城市湖库藻类水华产生的特点,通过整理和分析近几年湖库大量的水文数据,以及相应的气象数据,通过化工正交实验,结合智能信

水体藻类浓度在线检测系统的设计

水体藻类浓度在线检测系统的设计 黄建美 1 张戈 2 (1、江西省环境科学研究院,江西南昌330039 2、江西省邮电规划设计院有限公司,江西南昌330002) 引言近年随着经济高速发展,人们生活水平日益改善,环境破坏也日益严重。工业和生活用水的任意排放造成湖泊水体中藻类大量繁殖,水体生物因藻类过度繁殖而缺氧死亡,引起水体富营养化,称为“水华”。加强对水体藻类的繁殖检测尤为重要[1-3] 。水体藻类色素作为鉴定不同藻类和浮游植物群落组成的特征标示物。通常以叶绿素浓度来反应藻类浮游植物繁殖程度。其中叶绿素a 是水体生态系统的重要参数,通过有效方法来检测a 浓度达到检测水体藻类繁殖程度的目的[4]。 对选取规范方法、超声波法、反复冻融法、延时提取法、热丙酮法、丙酮加热法、热乙醇法、混合溶剂法是常见的8种检测方法。但这8种方法都需要提取样本,并在实验室内完成叶绿素a 的测定[5] 。其操作复杂,不能达到在线检测的效果,效率低下。 作者结合自动化控制、传感器、荧光检测、和通信技术,并通过相关实验数据,设计出一套能够实时检测叶绿素a 浓度的在线检测系统。该系统具有操作方便、灵活性强、测量数据准确等优点。1检测方法及原理藻类叶绿素a 的检测采用荧光发射原理。紫外光照射物质分子时,受激发分子以辐射形式将其吸收的能量释放返回基态时会发射出波长大于激光。对于不同荧光物质其分子结构和能量分布不同,显示出的吸收光谱和荧光光谱特性也不同[6] 。叶绿素a 在受光435nm 波长光激励时,a 分子发出荧光峰值波长为685nm ,其中发光过程在激光停止后约10-8s 内停止。只要激光的光强一定,荧光强度随着a 浓度的变化而变化。经过在紫外光的激发下,a 分子所发出的荧光强度为:(1)其中,k 为仪器常数;Q 为物质荧光效率;I 0为激励光光强;c 为物质浓度;b 为样品光程差;ε为摩尔吸收系数。 将(1)式取对数得:(2)其中,只要k ,Q ,I 0,b ,ε一定,A 、B 、C 也就是定值,a 浓度C 和荧光强度F 成数学关系。通过光学传感器对荧光的强度进行检测,能推断出叶绿素a 的浓度。2检测装置及系统结构设计2.1荧光检测装置设计 图1荧光检测装置刨面图 装置为钢制T 形,长15cm ,内直径5cm ,外直径6cm ,内壁有反光性高铬涂层。其中紫色激光头功率为50mw ,中心波长435nm ,光源具有高稳定性、强持续性以及高亮度、低损耗等特点。激光射出后通过435nm 干涉滤光片,滤出光波能保证叶绿素a 达到最佳激励。激发光透过滤光片射在分光棱镜上将光一分为二,射入测量槽内的是有用光,射向光电二级管1的是参考光。整个装置浸水后,槽内被水填满,滤网杂物挡在槽外,保证检测可靠性。435nm 波长的有用光与测量槽内水中的叶绿素a 发生荧光反应射出荧光。该光的中心波长为685nm ,装置内装有干涉滤光片下方再放置凸透镜,焦点处安装光电二级管2将荧光汇聚减少能量的损失。整个装置在水下工作,其密封性良好,保证了各个器件正常可靠工作。 2.2在线检测系统结构设计为实现在线检测目的,装置安装在遥控小船上,船上安有自动升降杆,装置固定在升降杆上,C8051F020单片机控制连接升降杆的步进电机,使装置水中自由升降。光电二级管1和2测量电压值分别经过DSP 放大电压后,送入单片机两路12位A/D 转换端口进行同步采样。对参 考和可用光作除法剔除整个系统因各种原因造成光源不稳定性带来的荧光值的浮动现象,减小外界光源对检测系统影响。通过控制电路对激光头的电流调解实现光强可调。 图2系统结构框图 数据通过无线传输方式传送。选择nRF2401无线收发模块,其传输数据速度快,外接天线能达几百米距离。模块的工作电压和单片机的工作电压一致,简化了电路设计。岸边检测人员通过计算机的操作实现远距离在线检测。数据传输方式为半双通方式,如图2所示。 2.3信号处理电路设计藻类繁殖情况不同,其叶绿素a 浓度也不同。当紫色激光头对其进行照射时,发出的光强也有较大差距。当叶绿素a 浓度比较低时,二级管2采集的光电信号将非常微弱,故必须用特殊放大器对其进行信号放 大,否则无法到达采样电压。 选用运放型号是ICL7650。该运放可分辨10-12A 电流,采用CMOS 工艺集成的载波稳零高精度运放,具有响应快、体积小、稳定性好等特 点。其接法如图3,光电二级管反偏接入直流电源端,C 55起稳压的作用。光电二极管为美国PSS 系列低暗电流光电二极管,其响应度高、暗电流 低、体积小、重量轻,广泛用于微光探测仪器仪表中。R 54、R 55、C 56组成反馈补偿网络降低宽带。芯片10脚直接输入单片机的A/D 采样端。3实验结果与分析为检验系统可行性,用浓度为0.1μg/L 藻类溶液配置不同浓度溶液, 分别为:25%~100%。调节激光头光强,选用光强为60Lm/m 2的调制光照射不同浓度藻类溶液。单片机处理光电传感器检测到的电压信号 得出以下实验数据。摘 要:藻类大量繁殖导致水生物缺氧死亡是造成水华现象的直接原因。根据藻类叶绿素a 荧光发射原理,分析其光谱特性,设 计藻类浓度在线检测系统。系统由荧光检测装置、采样控制电路、无线发射模块和计算机监控系统组成。 关键词:水华;藻类浓度;叶绿素a ;荧光检测 á(1) á? F kQI e ááa a lg() C A B D F áá2.3 2.3 lg(),,A kQI B D kQI b b 图3运放硬件连接图 20--

水华的颜色和藻类的组成关

水华的颜色和藻类的组成关 我国池塘养鱼以肥水、密养、混养为特点,由于水中溶解有机质和营养盐类十分丰富,浮游植物量很高,水色很浓,有时还出现藻团、浮膜等,也就是说经常保持强烈的是水华。常见的水华,按优势种类可以分为15个基本类型。 (1)隐藻水华 这是我国池塘养鱼常见的一种水华,其出现频率在各地肥水中可达到80%--100%,次优势种常称为小环藻(Cyclotella)、蓝隐藻(Chroomonas)和绿球藻的一些种类。水色褐、红褐、褐绿和褐青。全年都可出现。 (2)膝口藻水华 这是无锡鱼池夏季肥水最常见的水华,在生长期中出现的频率近60%。优势种为扁型膝口藻(Gonyostomum depressum),次优势种为隐藻和裸甲藻(Gymnodinium),有时绿球藻类也较多,水色褐青或褐绿。 (3)裸甲藻水华 这是由蓝绿甲藻(G.cyaneum)大量繁殖引起的,在江浙和广东肥水中较常见,夏秋季出现较多。夏季长与扁型膝口藻共存。水色褐绿,褐青或铁灰,水面长有云雾状蓝绿色斑团,鱼农称为“转水”。 (4)角藻水华 在养鲤池中有时见到,优势种为飞燕角藻(Ceratium hirdndinella),水色呈不均匀的黄褐色,可见到飞燕藻集群形成

的浓褐色斑块。 (5)颤藻或席藻水华 由颤藻属或席藻属的某些种类形成的水华。水色蓝绿到灰绿,但个别种类可引起特殊的水色,如孟氏颤藻(Oscillatora moeegeotii)水华常呈黄褐色,微红颤藻(O.rubesens)水华呈红色,泥褐席藻(Phormidium luridum)水华呈红褐色。多在夏季出现。 (6)鱼腥藻或拟鱼腥藻水华 由螺旋鱼腥藻(Anabaenaspiroides)或其他鱼腥藻属种类以及拟鱼腥藻引起的水华。优势种极为突出,可占生物总量的95%以上,水色蓝绿或深绿,可见到翠绿色絮纱或蓝绿色浮膜。夏季出现。 (7)微囊藻水华 优势种为铜绿微囊藻(Mirocystisaeruginosa)和粉状微囊藻(M.pulverea),水色蓝绿,深绿或黄绿发白。铜绿微囊藻水华水面常有蓝绿或黄绿色浮膜,主要夏季出现。 (8)尖头藻水华 水色蓝绿或黄绿,水面常有浮膜,夏季或初秋出现。 (9)微型蓝球藻类水华 由蓝球藻目一些极微型种类引起的水华。优势种常为蓝球藻(Chroococfus)、棒条藻、蓝纤维藻、粘球藻和平裂藻等属的种类,水色深绿、蓝绿、褐绿、褐和黄褐。 (10)团藻目水华 通常由衣藻、四鞭藻、空球藻和实球藻等形成的水华,阴藻和其

两种藻类对水体氮磷去除效果

第52卷第4期 2006年8月武汉大学学报(理学版) J.Wuhan Univ.(Nat.Sci.Ed.)Vol.52No.4 Aug.2006,487~491 收稿日期:2006202228 通讯联系人 E 2mail :Huzy @https://www.360docs.net/doc/7412170863.html, 基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目资助(2002AA601021);国家重点基础研究发展规划(973)项目资助(2002CB412309)作者简介:凌晓欢(19822),男,硕士生,现从事藻类水质净化研究. 文章编号:167128836(2006)0420487205 两种藻类对水体氮、磷去除效果 凌晓欢1,2,况琪军1,邱昌恩1,2,胡征宇1 (1.中国科学院水生生物研究所/淡水生态与生物技术国家重点实验室,湖北武汉430072; 2.中国科学院研究生院,北京100049) 摘 要:借助人工装置和露天水池,通过分析实验水体中氮、磷元素浓度的变化,研究了实验室条件下一种绿球藻(Chlorococcum sp.)和露天小型生态系统中寡枝刚毛藻(Cladophora oli goclona K ütz ).对污水中氮磷营养的去除效果.结果显示:绿球藻在高浓度氮和磷的污水中生长良好并维持较高的氮磷去除率,在6天处理期间,人工污水中总溶解性氮、硝酸盐氮、氨氮、总溶解性磷的去除率分别达到46.2%,37.8%,98.4%和79.3%;在对天然湖泊水的处理中,绿球藻对总溶解性磷的去除率在第5天为79.2%.室外条件下,该刚毛藻通过吸收水体中的氮、磷营养维持自身正常生长代谢,从而降低水体的电导率和改善水质.根据本次研究,结果两种被试藻类均可作为污水处理用藻类,其中Chlorococcum sp.适合用于静态水体的修复与改善,Cladop hora oli goclona 适合于流动水体的减负与治理. 关 键 词:绿球藻;刚毛藻;氮;磷;水质;净化中图分类号:X 171 文献标识码:A 0 引 言 应用藻类进行水质净化的研究,自20世纪50年代起,至今已有近60年的历史[1].早期主要是应用微型藻悬浮培养技术进行污水处理,相关技术有藻菌氧化塘、高效藻类塘、活性藻 [2] 等.由于微型藻 悬浮培养技术在实际应用中有诸如过量藻体不易收获、出水中仍有藻类细胞残留等问题,科学家们随之将研究的焦点更多地集中在固着藻类的研究与应用上,如:固定化藻类技术[3]和藻菌生物膜技术.Da Costa [4]的研究结果证明,固定化藻类不但能有效去 除污水中的氮磷营养,对去除镉和锌等重金属离子也效果显著.由于受限于固定藻类用载体的成本较高,以致该项技术仅停留在实验室规模的研究和探索阶段,至今未见大规模实际应用的报道.吴永红等[5]以高分子材料的人工水草作为藻菌生物膜载体,用于改善富营养化水体的水质,同样获得较为理想的水质净化效果.为了进一步挖掘和筛选能有效净化污水且藻细胞易于收获的藻种,拓展藻类在污水处理中的应用范围,本文研究了一种极为耐污的 绿球藻(Chlorococcum sp.)和寡枝刚毛藻 (Cl adop hora oli goclona K ütz )对氮磷的去除效果,对二者各自的应用前景作了简要分析,同时对藻类水质净化的优势进行了探讨. 1 材料和方法 1.1 室内实验藻种与培养条件 绿球藻(Chlorococcum sp.)采自美国亚里桑那州一家污水处理厂,应用微藻分离纯化的方法,用B G11琼脂培养基分离纯化后保种培养.在无菌条 件下,将琼脂培养基上的单个藻落转接到B G11液体培养基中,置L R H 22502G 光照培养箱中培养,培养温度(25±1)℃,光照强度35~40μmol/m -2?s -1,在获得足够生物量后用于污水处理试验. 实验污水分别为人工合成污水和天然富营养化湖泊水.人工合成污水配方为:NaNO 30.425g 、(N H 4)2SO 40.075g 、MgSO 4?7H 2O 0.025g 、Ca (H 2PO 4)20.03g 、Na HCO 30.30g 、FeCl 30.0015g ,用自来水定容至1L.天然富营养化湖泊水采自 武汉东湖茶港湖区,经25号浮游生物网过滤去除明

藻类的控制

摘自《沼泽缸之家》 好久沒從德國訂書了, 在忍耐了好一陣子以後, 上個月我終於購買了三本德國的水族圖書, 老實說我出手得有點勉強, 我現在已經習慣閱讀學術研究文獻, 對於休閒嗜好等級的圖書刊物, 早就已經興趣缺缺。 不過能夠藉由書籍來看看目前德國水族界的進展, 也是另一種不錯的管道, 畢竟平面媒體還是具有重要地位的。 這次要探討的, 是德國知名水族網站aquamax 的站長Bernd Kaufmann 先生所發表的專書「水族缸藻類手冊(Algen-Fibel Aquarium)」。 本書可說是Bernd Kaufmann 先生將其網站內有關藻類的文章, 進行了一次彙整並稍做補充, 組成了一本總頁數達96 頁且搭配了約200 幅照片的圖書。 這是很不容易呈現的一個作品, 至少在台灣,

我很難想像一本專談藻類的書能有多大的銷售量, 德國人的閱讀風氣很是令人欣賞。 德國知名水族網站aquamax 站長Bernd Kaufmann 先生。 言歸正傳, 先前為了忠於aquamax 網站的原汁原味, 我在翻譯發表時並未做任何的修飾或評論, 也就是內文的看法並不等於我的想法。 現在我買書回來了, 總算可以從一個讀者的角度, 來探討作者Berned Kaufmann 的論點了。 本書的架構分成了幾個大單元, 分別探討了自然界和水族缸中的藻類與水草、換水、水族缸中最重要的藻類,另外還有藻類、食藻生物和對抗藻類的水草等小圖譜。 不論是在Bernd Kaufmann 的圖書或網頁內, 有關藻類的名稱鑑定和精美的顯微圖片, 學名的正確性是無庸置疑的(或許吧), 而照片的品質也是令人讚嘆的。 至於在水族缸藻類手冊一書中的爆藻論點, 也是維持了和aquamax 原網站相同的看法。 這方面我個人就有不同的意見了。 我們做詳細的調查和觀察,

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