淡水水体中蓝藻水华研究进展
湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究
第23卷 第11期2008年11月地球科学进展ADVANCES IN E ARTH SC I E NCEVol.23 No.11Nov.,2008文章编号:100128166(2008)1121115209湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究3吴庆龙1,谢 平2,杨柳燕3,高 光1,刘正文1,潘 纲4,朱本占5(1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,湖泊与环境国家重点实验室,江苏 南京 210008;2.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;3.南京大学,污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏 南京 210092;4.中国科学院生态环境研究中心,环境水质学国家重点实验室,北京 100085;5.中国科学院生态环境研究中心,环境化学与生态毒理学国家重点实验室,北京 100085)摘 要:湖泊具有供水、渔业、旅游、维持区域生态系统平衡等功能,是支撑我国经济和社会发展的重要资源之一。
但是近30年来,湖泊富营养化所导致的蓝藻水华频繁暴发,生态灾害事件频发,严重影响湖泊功能的发挥,制约区域经济可持续发展。
针对国家在保障区域水安全和生态安全、保护人民健康及建设和谐社会等方面的重大需求,国家重点基础研究发展计划项目“湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究”于2008年7月正式立项。
项目拟解决的关键科学问题包括:①湖泊蓝藻水华主要衍生污染物的形成机理、迁移转化规律和毒理效应;②蓝藻水华导致湖泊生态系统结构变化和功能退化的机理;③蓝藻水华生态灾害评估及调控机理。
针对上述科学问题,项目以蓝藻水华污染物的产生、湖泊生态系统结构与功能的响应以及生态灾害的评估与调控为研究主线,重点开展以下几个方面的研究:①蓝藻水华衍生污染物的产生及其环境过程;②蓝藻水华衍生污染物的毒理效应与生态和健康风险;③蓝藻水华导致湖泊生态系统结构变化与功能退化的关键过程和机制;④蓝藻水华灾害治理和调控的的技术原理和途径。
蓝藻水华发生机理研究进展
【文章 编号 ］１００２－０６２４（２０１３）０８－００２１－０２
东北水利水 电
水生态环境
蓝藻水华发生机理研究进展
郑 国 臣 ｔ，官 涤 ２，刘 崇 ３，彭 菲 １，李 娜 １
（１．松辽流域水环境监测中心 ，吉林 长春 １３００２１；２．哈尔滨工程大学航天与建筑学院 ， 黑龙江 哈尔滨 １５０００１；３．城市水资源与水环境 国家重点实验室 ，哈尔滨工业大学 ， 黑 龙 江 哈 尔 滨 １５００９０）
成 慧敏详 细地 介 绍 了水 华蓝 藻 的气 囊形 态 、结 构 、物理化学特性及编码 基 因、蓝藻浮力调节机 制 及研究方法。秦伯强等主张湖水 中溶解性反应磷是 蓝 藻 水 华发 生的关 键 因子 。朱永 春提 出风 浪 的搅 动 作 用使大型浅水湖泊 中的悬浮质释放磷 、氮等营养 元 素 到 水体 中，促 进 藻类生 长闱。谢平 提 出形成 水 华 的蓝 藻还 特 别具有 这种 利 用磷 的正反 馈优 势 。胡鸿 钧提 出了信号说 ：微囊藻年生活周期就是在四种信 号 （低温、黑暗、升温、光照）的驱动下使细胞 内某些 基 因体系被打开或被关 闭，这种开关通过有条不紊 的 、节律 性 的调节 转录 来建 立 嘲。孔 繁翔根 据 生态 学 的基本理论对水华形成过程的原位观测 ，提出了蓝 藻水华成因的 ４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、上 浮及聚集 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 同同。
［摘 要 】系统 论述 了水华蓝藻的 生态、毒 性等研 究概 况及 水华发生机理等 。综述 了生物 因子 以
及非 生物 因子对蓝 藻群体 形成的影响 ，以进 一步揭示蓝 藻水华形成 的机理 。
中国淡水藻类生物多样性研究进展
生态科学２２卷或“水华”藻类进行快速准确的鉴定是环境微生物学研究的热点之一，人们期望通过对这些种类遗传特征的了解，建立起微藻的快速分子鉴定方法。
３藻类栖息地（生境）的多样性及其重要性藻类在地球上的分布极Ｊ。
，儿乎在有光年¨潮湿的任何地方，从炎热的赤道地区剑千年冰封的极地，无论在江河湖海、沟渠塘堰等各种水体中，还是在潮湿的十表、墙壁、树干、树叶、岩“上甚至沙漠中，都有其生长，此外它们还可以与其他生物营共生生活；人们熟知的地农（Ｌｉｃｈｅｎ）就是Ｉ咎类和藻类的共生体；还有少数藻类的生境更为奇特，如生妖在满江红属（ＡｚＤ砌）的叶子里的满江红鱼腥藻（＾ｎ口胁ｅ月Ⅱｎｚｏｆｊ“）、生在兽类的皮毛上如龟背上的龟背基枝藻（肋ｊｆｃ如ｄ缸出ｅ如㈨ｍ），以及内生丁鱼类、甲壳动物等水生动物体内的藻类。
在许多极端生境中微藻特别是监藻显得特别重要，例如碱性湖、温泉、酷热和寒冷的沙漠，蓝藻是环境中不多的初级生产者。
生活在热带雨林和温带的树术树皮上的微藻更为重要。
但也很少有人研究它们。
如果这些藻类突然更新，它们的生产率就能够与它们所居住的生故缓慢的树木的生产率相等。
邓新宴等道过在９０℃的温泉中依然有蓝藻的生Ｋ，为什么在这么高的温度它们的蛋白质不凝周，这是一个有重要意义的生物学问题””。
藻类能够适应各种生活条件生存和繁衍，丰富多样的生态环境是藻类种类多样性的一个重要原因，研究藻类的多样性问题不可忽视对其生态环境的研究。
４我国淡水藻类多样性面临的问题４．１生态系统遭到破坏日益发展的生活生产活动严重破坏了藻类及其他赖以生存的生态系统。
在高度富营养水体中，生态环境咐破坏直接导致许多地域的藻类多样性指数的１Ｆ降。
以东湖为例：５０年代，水草茂盛，水质清新，有机质含最低，对水质敏感的金藻门中如：棕鞭藻（Ｄｃ＾，∞２Ⅲｍｊ）、锥囊藻（ＤｍＤ６ｗｏｎ）、单鞭金藻（凸ｎⅢ“ｆ抽口）等大越出现，且年平均变幅小，优势种的数量少。
随着水中氮、磷含量的增加，藻类优势种发生明显的变化。
蓝藻水华研究进展及预防控方法初探
基于误差 反 向 传 播 算 法 ! O60h VJ7V6/6M>7D$ 的 多 层前馈网络! 简称 H_网 络 (&&) $ 模 型 是 目 前 应 用 最 广 泛的人工神经网络"通过模型中输入与输出的非线性 关系特征"对代表 案 例 进 行 学 习 和 训 练 " 能 够 掌 握 事 物的本质特征"已被广泛应用于藻类生长和水质状况 等 方 面 的 研 究 (&Z8&+) &
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蓝藻水华危害防治措施论文
蓝藻水华危害防治措施论文摘要：蓝藻水华会造成鱼虾死亡，导致水体污染，水道堵塞，对人类的生产和生活造成严重的影响。
除此之外，蓝藻毒素也会严重地危害人类的健康。
我国众多湖泊水体蓝藻水华发生频率高，藻类生物量巨大，水华种类的产毒力强，因此，迫切需要具有长效、经济和安全的预防和控制蓝藻水华策略和技术措施。
本文简要地介绍了蓝藻水华的发生机理，并结合国内外爆发蓝藻水华事件及后果，分析水华爆发的三大危害，提出防治措施。
关键词：蓝藻水华；发生机理；危害水资源是人类赖以生存的物质基础。
但近年来，我国的江河、湖泊及近海海域的氮磷污染呈加重趋势，内陆主要湖泊的水体富营养化程度加深。
水体富营养化导致部分藻类以及其他水生生物异常大量繁殖，造成水体透明度下降，产生异味，水体功能遭到破坏。
2007年太湖、滇池以及巢湖蓝藻暴发进一步引起了人们对水体富营养化的关注。
因此，治理富营养化水体，防治水华，恢复水体的综合功能，已成为当前水环境与水资源保护研究的中心问题之一。
一蓝藻与蓝藻水华蓝藻是藻类生物，又称蓝细菌或蓝绿藻，大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫牯藻，一般呈蓝绿色，是地球上最早出现的光合自养生物。
已知蓝藻约2000种，中国已有记录的约900种，分布十分广泛，遍及世界各地，但大多数(约75％)生活在淡水中，少数分布在海水中。
在环境条件适宜时，某些蓝藻能快速生长，当达到一定生物量时，这些蓝藻在水体表层大量聚集。
形成肉眼可见的藻类聚集体，即蓝藻水华。
二水华的发生机理水华又称“水花”或“藻花”，是当水体处于富营养状态时，只要具备适当的温度、光照、风浪悬浮等有利于藻类滋生的气象、水文等自然地理条件，就能促使淡水水体中某些蓝藻类过度生长繁殖或聚集并达到一定浓度，引起水体颜色变化，并在水面上形成或薄或厚的绿色或者其他颜色的藻类的漂浮物的现象。
蓝藻水华爆发需有以下条件：水体处在重度富营养化状态。
富营养化是指水体中的主要营养物氮、磷含量增加导致浮游生物过量繁殖的现象。
湖库蓝藻水华应急治理技术研究现状与展望
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2023, 12(3), 226-237 Published Online June 2023 in Hans. https:///journal/jwrr https:///10.12677/jwrr.2023.123026湖库蓝藻水华应急治理技术研究现状与展望郝 越1,2，杨 霞3，龙 萌1,2*，王振华1,2，林 莉1,21长江科学院流域水环境研究所，湖北 武汉2长江科学院流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室，湖北 武汉3中国长江三峡集团有限公司流域枢纽运行管理中心，湖北 宜昌收稿日期：2023年2月28日；录用日期：2023年3月28日；发布日期：2023年6月27日摘 要针对我国湖库蓝藻水华治理需求，首先从蓝藻生理生态特性、水质条件、气象条件、水文水动力条件和水生生物群落结构等方面简要分析了湖库蓝藻水华暴发成因与机理，简述了湖库蓝藻水华产生的危害及监测手段，然后重点从物理、化学和生物三个方面对现有的应急除藻技术原理、适用范围、优势和不足进行了梳理总结，最后对蓝藻水华应急治理技术的研究方向与应用前景提出了展望。
认为应针对湖库富营养化特点及水体净化需求，研发适应于水体低浓度营养盐高效削减、轻度水华防控抑藻、中重度水华应急除藻、抑藻除藻后水质持续改善等多场景的水质净化关键技术及装备，同时提出“多技术优化集成开发、便捷智能化操作、绿色节能环保、除藻技术与湖库水质富营养化监测预警相结合”等是未来的发展方向。
关键词蓝藻水华，成因与机理，监测预警，应急治理技术Research Status and Prospect of Emergency Treatment Technology for Cyanobacteria Bloom in Lakes and ReservoirsYue Hao 1,2, Xia Yang 3, Meng Long 1,2*, Zhenhua Wang 1,2, Li Lin 1,21Basin Water Environmental Research Department, Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan Hubei 2Key Lab of Basin Water Resource and Eco-Environmental Science in Hubei Province, Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan Hubei 3Operation and Administration Center for River Basin Hydro Complex, China Three Gorges Corporation, Yichang Hubei Received: Feb. 28th , 2023; accepted: Mar. 28th , 2023; published: Jun. 27th , 2023 作者简介：郝越(1997-)，男，河北石家庄人，硕士研究生，研究方向为流域水环境与生态，*通讯作者湖库蓝藻水华应急治理技术研究现状与展望AbstractAiming at the demand of cyanobacterial bloom control in lakes and reservoirs in China, this paper briefly analyzes the causes and mechanisms of cyanobacteria blooms in lakes and reservoirs from the aspects of physiological and ecological characteristics of cyanobacteria, water quality, meteorology, hydrology and hydrodynamics, and aquatic communities. The harm and monitoring methods of cya-nobacterial bloom in lakes and reservoirs are briefly described. The principles, application scope, advantages and disadvantages of the existing emergency algae removal technology are summarized from three aspects of physics, chemistry and biolog. Finally, the research direction and application prospect of emergency management technology are prospected. The key technologies and equipment for water purification should be developed according to the characteristics of eutrophication of lakes and reservoirs and the needs of water purification, such as efficient reduction of low-concentration nutrients in water bodies, prevention and control of mild algal blooms, emergency algae removal of moderate and severe algal blooms, and continuous improvement of water quality after algae inhibi-tion and algae removal. The multi-technology optimization and integrated development, convenient and intelligent operation, green energy conservation and environmental protection, algae removal technology and lake water eutrophication monitoring and early warning are suggested the future development directions. KeywordsCyanobacteria Bloom, Causes and Mechanisms, Monitoring and Early Warning, Emergency Treatment TechniquesCopyright © 2023 by author(s) and Wuhan University. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言随着全球气候变化和人类活动影响的加剧，生态环境正在面临着严峻的风险与挑战，湖库蓝藻水华频发即是流域水环境领域所面临的重要挑战之一，蓝藻又称“蓝细菌”，是一种光合自养型原核生物，广泛分布于全世界水体中。
蓝藻调研报告
蓝藻调研报告蓝藻调查报告一、背景介绍蓝藻，又称蓝藻藻类，是一类原生质中含有蓝绿色叶绿素的微生物。
它们是最早出现在地球上的有鬃毛的微生物，生活在淡水、海水和土壤中。
蓝藻在地球生态系统中发挥着重要的作用，但它们也带来了一些负面影响。
二、资源调查我们选择了一个公园作为研究区域，对蓝藻进行了资源调查。
我们首先进行了蓝藻的采样工作。
采样时我们注意选择了不同的水域位置，包括湖泊和小溪，并收集了多个样本。
我们对每个样本进行了记录，并在实验室中对样本进行了分离和鉴定。
三、调研结果通过对蓝藻的调研，我们得出了以下结论：1. 蓝藻丰富多样：在我们的调查中，我们发现了多种不同类型的蓝藻。
虽然大多数样本属于同一属的蓝藻，但它们的形态、颜色和生长环境存在差异。
2. 蓝藻分布广泛：我们的调查结果显示，蓝藻在我们研究区域内广泛分布。
无论是在湖泊还是小溪中，蓝藻都可以找到。
这表明蓝藻对不同水域环境具有适应性。
3. 蓝藻对水质的影响：一些蓝藻在适宜的生长环境下会繁殖迅速，导致水域中产生大量蓝绿色的藻菌。
这种现象叫做蓝藻水华，它会给水体的生态环境和生物多样性带来很大的压力，同时可能释放一些有毒物质。
四、影响和应对措施1. 生态系统稳定性受到威胁：蓝藻水华会严重影响水域的生态环境，导致鱼类和其他水生生物的死亡，破坏水体的氧气平衡。
这对于维持生态系统的稳定性是一个严重威胁。
2. 水域保护和管理：为了应对蓝藻水华带来的问题，需要加强对水域的保护和管理。
减少农业、工业等人类活动对水体的污染是一个关键措施。
此外，定期监测水质和采取相应的预防措施也是必要的。
3. 科学研究和技术创新：为了更好地了解蓝藻的生态特点和形成机制，还需要开展相关的科学研究。
通过对蓝藻的基因组学和生物化学研究，可以找到更有效的防控措施。
五、结论在我们的蓝藻调研中，我们了解到了蓝藻的丰富多样性和广泛分布。
尽管蓝藻对生态系统有一定的负面影响，但通过加强水域保护和管理，以及开展科学研究和技术创新，我们可以更好地应对蓝藻水华问题。
蓝藻水华形成过程及其环境特征研究
2.水体的温度：蓝藻生长较快的水温范围在20-30℃之间。
3.水体的溶解氧含量：蓝藻生长所需的溶解氧含量通常在5-10 mg/L之间。
4.水体的流速：水体流速较快时来自蓝藻的生长会受到限制。5.水体的悬浮物含量：蓝藻生长所需的悬浮物含量通常在5-20 mg/L之间。
蓝藻水华的防治是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。为了有效防治蓝藻水华，应采取科学的方法，并结合实际情况进行控制。
蓝藻水华是海洋或淡水中蓝藻群落的快速生长和繁殖，导致水体呈蓝色或青绿色。这种生长现象通常是由于水体中的氮和磷的含量增加而引起的。蓝藻水华会对水生动物和植物造成危害，并使水质变差，不能供人饮用。
2.水体深氧化：通过臭氧、氧气或其他氧化剂对水体进行深氧化处理，可以抑制蓝藻的生长。
3.水体抽提：将水体中的蓝藻通过吸氧机或其他方法抽提出来，从而减少蓝藻的生长。
4.水体添加生物防治剂：通过添加一些特定的生物防治剂，如鱼类、螺类或蚯蚓，可以抑制蓝藻的生长。
5.水体添加植物：通过添加一些生物吸收蓝藻的植物，如菊花、荷花等，可以抑制蓝藻的生长。
2.光照条件的变化：光照是蓝藻生长的重要因素。当水体中的有机物和底物较少时，光照会更加充足，这有利于蓝藻的生长。
3.水温的变化：水温是蓝藻生长的重要因素。一般来说，蓝藻生长较快的水温范围在20-30℃之间。
4.水体流动的变化：水体流动会影响蓝藻的生长。当水体流动较快时
,蓝藻的生长会受到限制。
蓝藻水华的环境特征包括：
为了有效防治蓝藻水华，应采取以下措施：
1.减少氮和磷的排放：通过改善工业排放、农田施肥和污水处理的技术，减少氮和磷的排放，降低蓝藻的生长。
2.改善水质：通过减少水体中的悬浮物和底物，提高水体的溶解氧含量，改善水质，降低蓝藻的生长。
我国水华蓝藻资源化研究现状、问题与对策
２ ０ １ ２年第 ３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀胡碧洋等， 我国水华蓝藻资源化研究现状、 问题与对策
１ ３ ９
藻为 原 料 高， 且 藻 毒 素 含 量 降 低。 这 与 Ｖ ｅ ｒ ｇ ａ ｒ ａ Ｆ ｅ ｒ ｎ á ｎ ｄ ｅ ｚ ａ 等（ ２ ０ ０ ８ ） 的 研 究 是 一 致 的。王 寿 权 等 （ ２ ０ ０ ８ ） 通过猪粪与蓝藻共同发酵产沼气试验证实， ２者共同发酵产气率高， 且未检出藻毒素。徐双锁 ２ ０ １ １ ） 利用稻秸与蓝藻共同厌氧发酵， 发现其产 等（ 沼气速度和甲烷含量均明显高于单一稻秸为底料的 处理组。 １ ． １ ． ２ ㊀发酵产酸 ㊀ 将蓝藻作为生物质原料进行厌 氧发酵产氢、 甲烷、 丁酸和乙酸等是目前认为最可行 的资源化方式之一。由于在生物产氢过程中丁酸的 积累有利于产氢， 因此丁酸的生成对生物制氢也具 有指示作用。吕娴等（ ２ ０ １ １ ） 进行了以蓝藻为底物 Ｈ 对发酵 的厌氧发酵产丁酸试验， 通过调节初始 ｐ 起到定向产丁酸的作用， 证实了蓝藻定向发酵产丁 ２ ０ １ １ ） 在综合考虑运行费 酸的可行性。任洪艳等（ 用和厌氧消化效果的前提下， 对蓝藻厌氧发酵适宜 的预处理方法进行探讨， 认为中档微波碱法预处理 更符合蓝藻快速减量化、 资源化的要求。李玉祥等 （ ２ ０ １ ０ ） 进行了碱性条件促进蓝藻厌氧发酵产挥发 性脂肪酸研究， 对蓝藻产酸效果与其他固体废物产 酸效果进行比较， 证实蓝藻作为厌氧发酵原料生产 挥发性脂肪酸具有可行性。 １ ． １ ． ３ ㊀生产生物柴油 ㊀ 高产油型微藻与生物柴油 的其他原料相比， 其所具有的生产优势最明显， 可能 成为未来替代石化能源的清洁新能源之一（ Ａ ｍ ｉ ｎ ， ２ ０ ０ ９ ； 李华等， ２ ０ １ １ ） 。美国和欧洲都已经启动了微 藻生物柴油计划。中国科学院与中国石化合作开发 微藻生物柴油技术， 预计 ２ ０ １ ５年前后实现户外中试 装置研发。在利用水华蓝藻产油方面， 国内鲜见报 道， 郑洋等（ ２ ０ １ １ ） 采用实验室规模的固定床反应器 作为试验平台， 对蓝藻快速热解液化制取生物油的 可行性进行了探讨， 通过成分分析表明水华蓝藻是 生产生物油的良好候选材料， 并具有产油率高、 预处 理简单等特点。尽管蓝藻生物油的直接利用还有很 大难度， 存在着技术不完善、 油品品质待提高等一系 列问题， 但蓝藻液化制取生物油有良好的发展趋势 与前景。 １ ． １ ． ４ ㊀制备煤浆或焦炭 ㊀ 高含水率生物质与煤共 制浆气化方面的研究受到国内学者的关注。李伟东 ２ ０ ０ ９ ） 通过试 验 表 明， 含水蓝藻表观黏度的降 等（ 低， 有利于蓝藻煤浆成浆浓度的提高。加入蓝藻的 煤浆比水煤浆表现出更好的稳定性， 煤—藻混合浆 代替水煤浆， 能达到水煤浆的固体浓度水平。但是 破坏蓝藻生物质网状结构和释放分子内水的预处
蓝藻水华的爆发机制及控制对策研究
蓝藻水华的爆发机制及控制对策研究摘要：本文旨在介绍以太湖为例的蓝藻水华的爆发机制及控制对策。
文章简述了蓝藻的构成及对蓝藻水华的定义；从内外两个方面深入探讨引起蓝藻爆发的原因；详述了如何以控污截源、生态修复、流域管理等手段控制蓝藻水华的持续爆发；并概括了蓝藻水华对当地水生态系统带来的危害及如何有效利用蓝藻水华。
关键词：太湖，蓝藻水华，爆发机制，控制对策1.蓝藻1.1基本特征1）细胞壁由纤维素（内层）和果胶质（外层）组成，细胞外有的具胶被或胶鞘。
2）无色素体，色素均匀地散在细胞周围的原生质内。
色素成分主要为叶绿素a、β胡萝卜素、藻胆素。
藻胆素是蓝藻的特征色素，包括蓝藻藻蓝素（c-phycocyanin, C34H47N4O8）、蓝藻藻红素(c-phycoerythrin, C34H42N4O9) 和别藻蓝素(Allophycocyanin)等。
3）无细胞核，只具核质而无核仁和核膜。
属原核生物，称为蓝细菌（Cyanobacteria）4）同化产物主要是蓝藻淀粉(Cyanophycean starch)。
1.2繁殖方式主要为营养繁殖和孢子繁殖，未发现有性繁殖，可产生的孢子有：内生孢子、外生孢子、厚壁孢子（休眠孢子）、藻殖孢。
营养繁殖常见为细胞分裂，特殊为藻殖孢繁殖。
（1）段殖体是蓝藻藻丝上两个营养细胞间生出的胶质隔片(凹面体)或由间生异形胞断开后形成的若干短的藻丝分段，又称藻殖段或连锁体。
图1 繁殖方式图（2）厚壁孢子系由普通营养细胞增大体积，积累丰富营养，然后细胞壁增厚而成。
厚壁孢子有极强的生命活力，能在不利环境条件下长期休眠。
（3）异形胞是丝状蓝藻类(除了颤藻目以外)产生的一种与繁殖有关的特别类型的细胞，它是由营养细胞特化而成的。
具有异形胞的蓝藻能固氮，当水中氮缺乏时，异形胞的数目显著增加。
2.蓝藻水华蓝藻水华指淡水水体中蓝藻大量繁殖的一种自然生态现象，是水体富营养化的一种特征，主要由于生活及工农业生产中含有大量氮、磷的废污水进入水体后，蓝藻大量繁殖后使水体呈现绿色的一种现象。
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目前人们最为关注的焦点是蓝藻毒素所带来的危害。 在淡水水体中引起蓝藻水华和产生藻毒素的藻类主要有蓝 藻门的微囊藻属、鱼腥藻属、念珠藻属、束丝藻属和颤藻属 等, 其中的微囊藻毒素是一组由水体中蓝绿藻 ( 如微囊藻、鱼 腥藻、颤藻及念珠藻 ) 产生的具有亲肝特性的环状多肽毒
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安徽农业科学
中最简单、最原始的一 种。蓝藻在长期进化中形成了极强的生态竞争优势, 在适宜环 境条件下即可获得最大生长率, 并以指数级迅速增长, 从而使 产毒菌株密度增加, 获得竞争优势, 形成种类少而数量大的蓝 藻水华。由于环境污染日趋加重, 许多水体富营养化而导致蓝 藻水华的暴发, 成为我国目前及今后相当长一段时期内的重大 水环境问题。我国五大淡水湖中的太湖和巢湖相继暴发大规 模水华, 加上以前报道的滇池、南京玄武湖、淮河、海河等水华 事件, 不难看出, 水体富营养化引起的蓝藻水华已极大地影响 到人们生活的多个方面。 20世纪 90年代以来, 国内淡水水体 营养状态日益严重, 长江、黄河、松花江等主要河流以及鄱阳 湖、太湖、巢湖、武汉东湖、昆明滇池、上海淀山湖等集合淡水湖 在调查中发现有大量藻类生长, 形成严重的蓝藻水华 [1]。有资 料表明, 我国有 66%以上的湖泊和水库处于富营养化水平 [2]。 2007 年 4月中国科学院长江水利委员会发布的 长江保护与 发展报告 称, 2003 年三峡库区蓄水至 135 m 后, 12 条长江 一级支流, 在回水区不同程度地出现水华现象, 并且近几年 有加剧的趋势。湖泊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及采取相应措施 减少其带来的影响具有重要的生态和环境意义 [ 3]。 1 水华的成因
[ 3] 孔繁翔, 高光. 大型浅水富 营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考 [ J]. 生态学报, 2005, 25( 3): 589- 595.
[ 4] 赵孟绪, 韩博平. 汤溪水库蓝藻水华发生的影响因子分析 [ J]. 生态学 报, 2005, 25( 7): 1554- 1561.
[ 5] 李长征, 李捍东, 刘琴, 等. 微生物降解藻毒素 [ J]. 环境科学与技术, 2006, 29( 8): 103- 105.
简单, 是目前极具潜力的生物控藻新技术 [28] 。
4 结语
由于没有引起足够的重视, 水域富营养化问题已经越
来越严重, 水华发生的频率与影响范围也越来越大, 所引起
的危害必然越来越严重。因此, 国家应加大投入, 加强水体
富营养化对水华暴发影响和湖泊水体富营养化与污染物间
相互作用、作用机理及对藻类生长影响的研究, 加强合理的
基金 项目
作者简介 收稿日期
国家 自然科 学基金 ( 40706050; 40706048) ; 国家支 撑项目 ( 11200602 ); 中央级公益性研究所专项资 金 ( 2060402 / 2 ); 山东理工大学自然科学基金 ( 4040 306017); 山东 理工大学 博士启动基金项目 ( 4041 405016, 4041 405017) 。 高政权 ( 1972- ), 男, 湖 南安乡人, 博 士, 副教授, 从事藻类 生理学研究。 通* 讯作者。
Progress in C yanobacteriaW ater B loom in Fresh W ater GAO Zheng quan et al ( Schoo l of L ife Sciences, Shandong U niversity o fT echno logy, Z ibo, Shandong 255049) A bstract The study summ ar ized the research situation o f fo rm ation cause of cyanobacteria water bloom, and ana lyses genera lm echanism s o f cyanobacter ia w ater bloom form a tion. F inally, key techno logy research and its mi portant ecolog ical and environm enta l sign ificance for cya nobacter ia w ater bloom control were discussed. K ey w ords Canobacteria; W ater bloom; R ehabilitation; Env ironm ent
2009 00
候条件, 在该条件下会大量繁殖, 在数量上占绝对优势, 完全 抑制了其他藻类的生长。影响蓝藻水华形成的环境因素包 括物理因素 (水温、光照、营养盐、气候等 )、化学因素 ( 氮、磷 浓度等 )、生物因素 (蓝藻本身的生理生态特征在形成优势种 群中的作用 )等 [3] 。赵孟绪等探讨了 2003 年广东汤溪水库 蓝藻水华提前发生的原因, 结果表明, 水温与蓝藻、微囊藻的 丰度具有显著相关性, 较高的水温是蓝藻水华发生重要条件 之一; 在具备充分氮磷营养盐和合适水温条件下, 汛期反常 的水体稳定性导致了汤溪水库蓝藻水华的提前发生[ 4]。 2 水华的危害
素 [ 10- ,11] 对人畜危害极大。有关饮用水中微囊藻毒素的分 析和监测也成为水华研究的一个重要领域 [ 12] 。另外, 由于 蓝藻水华暴发引起的水体严重缺氧和蓝藻毒素的产生对水 产养殖业也有很大影响 [ 13- , 14] 水华暴发常使大批量水生生 物死亡, 引起巨大生态破坏和经济损失。如果人畜的饮用水 源中蓝藻大量繁殖, 或养殖池被有毒蓝藻所污染, 其中的鱼 虾贝类等可通过食物链积累蓝藻毒素, 进而危害人类健康。 3 水华的治理
蓝藻水华被认为是影响水质的重要因素, 它会产生微囊 藻毒素, 为代表的有毒代谢物, 严重危害人类身体健康和生命 安全。 1996年在巴西, 由于人群使用了含藻类毒素污染的水作 肾透析液, 造成 126人出现急性或亚急性肝中毒, 导致 60个患 者由于肝功能严重损伤而死亡 [5]。水华是藻类在合适环境条 件下形成的过度繁殖和聚集现象, 因而在种类组成、发生时间 及水平分布上具有一定的规律性。蓝藻水华出现时, 水面被厚 厚的蓝绿色湖靛所覆盖, 甚至在岸边大量堆积。藻体大量死亡 分解的过程中, 不但散发恶臭, 破坏景观, 同时大量消耗水中的 溶解氧, 使鱼类窒息死亡。随着富营养化的加剧, 藻类水华发 生的频率和幅度增加, 水华对水环境的危害和生物安全日益引 起广泛的关注。在水华发生时, 其现象表现为某些藻类, 尤其 是单细胞的蓝藻疯长。水华是湖泊富营养化的典型表征之一。 蓝藻水华的形成影响了水生态系统的健康发展。蓝藻大量生 长改变了水体的理化环境, 透明度降低, 水体散发腥臭味, 溶解 氧减少, 造成鱼虾等水生物的死亡。当水体中的营养素被蓝藻 耗尽时, 蓝藻大量死亡, 尽管是死亡的蓝藻, 其在被细菌分解过 程中还是会产生并释放蓝藻毒素, 最终导致水生态系统的迅速 崩溃, 蓝藻水华也给水产养殖业、供水及旅游业甚至人类的饮 用水安全带来极大的危害 ,[6] 太湖、玄武湖、巢湖、滇池等大型 湖泊都曾深受蓝藻水华暴发所引发的污染之苦 [ 7- 9]。
富营养化的水体在适宜的条件下, 水体中藻类, 主要是 蓝藻短时间大量繁殖并聚集的生态异常现象称为水华, 也称 湖靛。底泥腐殖质较多的水体, 因富含 P、N 等营养元素, 当 N、P比值大于 7时, 只要外部条件适宜, 浮游植物特别是蓝 藻就会迅速繁殖生长, 甚至在水面聚合成数厘米厚的蓝绿色 的藻浆, 即水华。浮游植物对 N、P的吸收速率遵循米氏方 程。蓝藻水华的生成离不开合适的光照、气温、水文、气象等 因素。蓝藻的繁殖习性是喜高温、连续阴雨、闷热、弱风的气
评价水华危害及有效治理的研究。
参考文献
[ 1] 沈建国, 章建. 微囊藻毒素的污染现状、毒性机理和检测方法 [ J]. 预防 医学情报杂志, 2001, 17( 1): 10- 11.
[ 2] 黄漪平. 太湖水环境及其污染控制 [M ]. 北京: 科学出版社, 2001: 1104, 147- 160.
生物除藻是利用生态系统食物链摄取的原理来控制或 抑制水华, 又不能造成生态危害, 人为地创造了一个生态链 环。目前主要采用栽种生长快的水生高等植物 (荷花、菖蒲、 芦苇等 )、放养水生动物 (鲢、鳙 )、投加光合细菌 ( PSB )或高效 微生物复合制剂、生物栅和人工生物浮岛、生物滤构法等措施。 首先, 栽种某些增殖快的水生高等植物可以通过竞争作用来抑 制水体中蓝藻的生长, 富集氮磷等营养物质, 邵林广在武汉东 湖进行了水浮莲净化富营养化湖泊的试验研究 , [21] 何池全等 研究了石草蒲对水体的净化作用[ ,22] 结果都比较理想。其次, 可利用鲢、鳙等水生生物吞食大量藻类, 使得藻类数量明显减 少, 以达到抑制蓝藻水华的目的。大量放养滤食浮游生物的 鲢、鳙是武汉东湖蓝藻水华消失的决定性因素[ 23] , 对维持生态 平衡、抑制蓝藻生长、缓解水体富营养化起 了一定作用。 K e 等 在太湖梅梁湾放养鲢、鳙, 成功地防治蓝藻水华 [24] 。北京什刹 海、美国大湖区均有利用鱼类防治蓝藻水华的试验[ 25- 26]。罗 非鱼对蓝藻的抑制作用越来越受到重视, 陆开宏等在宁波月湖 等富营养化景观水体进行了罗非鱼控制蓝藻水华的试验, 结 果证明, 罗非鱼放养应是控制富营养化水体蓝藻水华的理想 措施之一 [27] 。再者, 在被污染的淡水水体中投放一定量的 微生物制剂, 即由优势除藻菌组成的微生物复合体系, 可以 增加水体中的有益菌浓度, 提高水体分解氮磷等营养的能 力, 促进水生生物生长, 促进生物吸收。该方法成本低, 操作