蓝藻水华暴发机制

教师：斌

学院：城市建设与环境工程学院

专业：环境工程

小组成员：罗华瑞贾如雪孟秋

怡汀阚世豪梁丽媛

溆东立钟凯文

中国﹒ 大学城环学院

二〇一七年六月

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

Abstract: This paper aims to introduce the cyanobacteria

outbreak mechanism and control countermeasures of Tai Lake, for

example. This paper briefly describes the composition of the

cyanobacteria, as well as the definition of cyanobacteria and

water bloom. Then, detailedly discusses the causes of

cyanobacteria outbreak mechanism from the inside and outside;

detailing the methods to utilize the measures of control

pollution and stop the source, ecological restoration as well

as river basin management to control the cyanobacteria outbreak;

moreover, summarizing the harm for the local aquatic ecosystems

due to cyanobacteria and water bloom, as well as the methods

to effectively utilize cyanobacteria and water bloom.

Keywords: Tai Lake, cyanobacteria and water bloom,

outbreak mechanism, control countermeasures.

1. 蓝藻

1.1基本特征

1）细胞壁由纤维素（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。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：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。

3. 蓝藻水华的暴发机制与控制对策-太湖

3.1太湖概况

太湖是我国第三大淡水湖，同时也是个浅水湖泊，面积2338km2，平均水深1.9 m。太湖又是我国最大的存在严重蓝藻水华的湖泊，是国务院指定重点治理的富营养化水域之一。如图1所示，

太湖位于我国人口密集、经济发达的长江三角洲地区，太湖流域行政区划分属、、和三省一市，流域总面积36895 km2，其中在和两省的区域占据了流域总面积的85.4%。太湖流域犹如巨大的引擎，推动着长江三角洲经济的腾飞和社会的进步。但由于长江三角洲地区经济多年来的高速发展，导致太湖沿岸生活污水和工业废水排放量猛增，畜禽养殖和农田肥料使用等造成的非点源污染面积不断扩大，加快了太湖流域水体富营养化进程，致使藻类频发，饮用水安全受到严重威胁.

空间分布西部沿岸发生蓝藻水华概率最大，其它湖区依次为大太湖、梅梁湾、南岸沿岸、竺山湖和贡湖。各湖区中蓝藻水华发生级别由高到低基本上沿袭北东南方向分布。

图2 太湖区域位置示意图图3 太湖分区

3.2蓝藻水华暴发模式

太湖蓝藻水华的“暴发”实际经历了4个阶段.

第一阶段是蓝藻细胞增殖阶段: 在适宜的温度、光照和营养盐条件下, 蓝藻单细胞通过分裂与增殖从发育成小的多细胞群体, 而小细胞团的形成很可能是外部环境胁迫下胞外多糖分泌产生的粘合作用的结果.

第二阶段是蓝藻细胞团形成阶段: 水柱中具有一定生物量基础的蓝藻颗粒(或蓝藻小细胞团)在风浪扰动下发生碰撞, 在短时间快速形成大细胞群体; 这样的过程可能会重复多次, 并随着风速的变化再现多阶段和间歇性的发展.

第三阶段是蓝藻细胞团上浮阶段: 水柱中的蓝藻生物量积累至一定程度, 且大群体细胞团占多数; 同时, 风速小于细胞(团)上浮的临界风速(<3m/s)条件下蓝藻细胞团快速向水面聚集. 在聚集过程中, 细胞群体碰撞几率增加, 较小体量的细胞团更容易粘合形成更大的群体从而加速蓝藻水华的出现.

第四阶段是蓝藻水华暴发阶段: 漂浮在水面上的蓝藻华在湖流的辐合或辐散作用下, 发生水平方向的漂移和聚集, 最终呈现蓝藻水华“暴发”的态势.

图4太湖蓝藻水华“暴发”的概念性解释框图. (a) 蓝藻细胞分裂增殖; (b) 碰撞形成大细胞团; (c) 大细胞团上浮形成可见水华; (d) 湖流携带的迁移与堆积

3.3蓝藻水华发生的外因素

人们认为富营养化主要是、外因相互作用的结果.导致水体富营养化的因素主要有:

3.3.1外因

①营养物质的过度增加，总氮和总磷分别超过0.5和0.02mg

/L，就会有水华爆发的隐患; 大气沉降对太湖氮、磷浓度的增加也产生了很大的影响。太湖每年总氮（TN）、总磷（TP）的平均沉降率分别为2.0 tkm-2year-1和0.03 t km-2year-1。太湖每年通过湿沉降获得的TN和TP的总量分别为7500 t和4720 t，占到每年由进湖河流中TN和TP中输入量的7.3%和16.5%。湿沉降，特别是对于氮元素来说，对太湖的富营养化已经产生了显著的影响。而大气TP污

染则主要来自气溶胶等固体物质的干沉降，TN总沉降率曲线在春季3~5月出现高峰值的现象对太湖水体的富营养化具有潜在的促进影响，研究表明，太湖水域TN和TP的浓度与沉降量之间呈现一种反线性函数关系，小雨携带入湖的大气TN、TP污染物通量高于中雨和大雨。降雨中TP最大浓度出现在，TN最大浓度出现在，而二者的最大是沉降率都出现在。这就证明了大气中的营养成分大多数来自太湖的东部和西北部地区。

②太湖富营养化因子来自太湖水体多年来形成的沉积物。沉积物是湖泊营养物质地球化学循环的重要环节与界面。营养物质在水/沉积物界面的地球化学行为对湖泊，尤其是浅水湖泊的水环境与生态系统有着极为重要的影响[11]。太湖中沉积物体积大约有1.86×109m3，在大部分区域沉积物的深度为0.5~2.0m。如图所示，绝大部分的沉积物从梅梁湾顺着西部沿岸一直延伸到太部。研究表明，只要是营养负荷高的水体，不管是在缺氧还是在好氧的条件下，磷都会从上层水体中沉淀到底泥中；相反，在底泥和水的接触面生存的有机生物能刺激底泥释放磷，且它们的新代能改变周围的微环境条件。磷在底泥与水界面的释放与吸收过程同时受到光线、温度和溶解氧等因素的影响。

图5太湖沉积物分布情况

②长期持续高温、降雨量少、水位偏低也会加剧蓝藻水华爆发的过程，温度:有关研究表明微囊藻的最佳生长温度高于其它藻类，室实验证明, 太湖微囊藻的最适生长温度为30～ 35℃，水库中的围隔实验证实当水温为26℃时,，最适宜于微囊藻的聚集、上浮而形成水华。

③水体中微量元素充足会促进蓝藻发生;

④藻类种类不丰富，与蓝藻竞争营养盐的藻类少，继而蓝藻成为优势种发生水华;

⑤ 水文、气候、气象等条件也可以通过影响湖泊水体的分层、混合以及光照、营养盐的可利用性等, 从而直接或间接地影响蓝藻种群的细胞密度、种群组成、垂直分布、生命周期等。直接作用是由于风浪和湖流的运动将湖区的蓝藻吹向湖岸,形成水华; 而间接作用, 尤其在大型浅水湖泊中, 可能更多的是由于风浪的扰动, 导致了大量的营养盐从沉积物中释放出来, 大大增加了水体中藻类可利用的营养盐含量.

⑥光照：由于蓝藻细胞体除了具有叶绿素外, 还同时具有藻胆

蛋白(包括藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白) , 这些色素使得蓝藻可以利用其它藻类所不能利用的绿、黄和橙色部分的光(500～ 600nm ) , 从而比其它藻类具有更宽的光吸收波段, 能更有效地利用水下光的有效光辐射并可以生长在仅有绿光的环境中。此外, 长期暴露在强光条件下对许多藻类来说可能是致命的, 但微囊藻通过增加细胞类胡萝卜素的含量而保护细胞免受光的抑制, 因此, 对强光有较大的忍受性。

3.3.2因

①蓝藻可借助假空泡来调节其在水中的位置，进而选择适宜的光照和养分的吸收，使其在种间竞争中占优势。在外压作用下螺旋鱼腥藻假空泡破裂后的恢复受到氮、磷限制的影响;

②固氮蓝藻能固定空气中游离的氮;

③部分蓝藻能够通过自身产生的毒素而成为优势种;

④蓝藻有一套属于自己的休眠机制，当环境条件不适宜时，产生厚壁孢子等便进入休眠状态，一旦环境好转，便萌发成新个体;

⑤蓝藻的细胞壁由外层的果胶质和层的纤维质组成，使其具有很重要的生理生态功能，大多数蓝藻滤食性动物难以消化而减少其食物选择性，从而使其在种间竞争中占优势;

⑥蓝藻细胞可以贮存过量营养物质以备不时之需;

⑦ 蓝藻相对于其他藻类有较高的高温耐受性，含有多种辅助色

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蓝藻水华的成因及其生态控制进展

第

１９卷第

１２期２０１０年

１２月长江流域资源与环境

Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ

　ａｎｄ

　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ

　ｉｎ

　ｔｈｅ

　Ｙａｎ

ｇｔｚｅ

　ＢａｓｉｎＶｏｌ．１９Ｎｏ．１２

Ｄｅｃ．２０１０　

文章编号：

１００４

－８２２７（

２０１０）

１２

－１４７１

－０７

蓝藻水华的成因及其生态控制进展

胡传林，

万成炎，

吴生桂，

丁庆秋，

潘

　磊

（

水利部中国科学院水工程生态研究所，

湖北武汉

４３００７９）

摘

　要：

从水体生态系统的平衡、

供水水质、

人类及其它动物的健康风险、

水域生态景观等方面分析了蓝藻水华的

危害。

对蓝藻水华形成的内在因素（

高温适应的一系列特殊的生化调控机制或特性、

三套色素系统———

低光补偿

机制、

奢侈消费机制、

固氮———

营养补偿机制、

休眠———

回避不良条件机制、

产生天然毒素来抑制竞争者和捕食者

的机制）

和环境因素（

物理，

如温度、

光照、

扰动及混合和水的滞留时间等；

化学，

如主要营养盐、

微量营养元素、

溶解

无机碳、

溶解有机碳和盐度等；

生物因子，

如牧食、

微生物作用和与较高等动植物的共生等）

进行了分析。

并对蓝藻

水华的生态控制（

微生物控藻、

大型水生植物抑藻、

水生动物控藻如经典生物操纵、

非经典生物操纵和罗非鱼控藻）

的研究进展进行了综述。

关键词：

蓝藻水华；

成因；

生态控制

文献标识码：

Ａ

随着湖泊富营养化问题的加剧，

水华的暴发问

题越来越被人们所重视。

当外界环境条件适宜时，

浮游生物会大量繁殖，

从而形成丝带状或片状物质

漂浮在水面，

有时甚至会覆盖水体大部分的水域。

因占优势浮游生物的颜色不同，

水体水面往往呈现

出蓝色、

红色、

棕色、

乳白色等不同颜色，

这种现象在

江河、

湖泊中称为水华，

在海洋中则称为赤潮或褐

潮。

绝大部分的水华是由浮游藻类（

包括蓝藻门、

绿

藻门、

甲藻门、

裸藻门、

隐藻门等）

引起的，

也有部分

是由浮游动物———

腰鞭毛虫引起的［

１］。

在各种水华

当中，

蓝藻水华发生的范围最广，

危害最大，

对人类

健康的危害也最大［

２］。

在世界范围内，

蓝藻水华发

生的频率与严重程度都呈现出迅猛的增长趋势，

大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考

第25卷第3期2005年3月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.25,No.3Mar.,2005

大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考

孔繁翔,高　光

(中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京　210008)

基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2002CB412305);国家自然科学基金资助项目(40471045);中国科学院百人计划资助项目;中国科学院南京地理与湖泊研究所所长基金资助项目收稿日期:2004-05-01;修订日期:2005-01-15作者简介:孔繁翔(1957～),男,江苏人,博士,教授,从事环境生物学研究.E-mail:fxkong@致谢:曹焕生、杨州帮助收集资料,陈宇炜帮助修改有关内容,谨致谢意Foundationitem:StateKeyBasicResearchandDevelopmentPlan(No.2002CB412305);TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.40471045);TheOne-Hundred-ScientistProgramofCASReceiveddate:2004-05-01;Accepteddate:2005-01-15Biography:KONGFan-Xiang,Ph.D.,Professor,mainlyengagedinenvironmentalbiology.E-mail:fxkong@摘要: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,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

蓝藻水华危害防治措施论文

编号：

时间：2021年x月x日

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共5页

第 1 页共 5 页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。编号：

时间：2021年x月x日

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共5页

第 2 页共 5 页二水华的发生机理

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：

深度剖析蓝藻爆发原因与解决办法

深度剖析蓝藻爆发原因与解决办法！关于蓝藻水华（1）

爆发蓝藻是池塘养殖的噩梦，每年因蓝藻爆发导致的损失是难以估量的。可以说，

藻类控制的第一关键是如何避免蓝藻爆发。其实，一般养殖人员所说的蓝藻爆发

在学术上应称为“蓝藻水华”，其关键问题是“水华”。

水华（Algae Bloom），是指淡水水体中藻类短期内大量繁殖、老化、大量积

累于水面的一种自然生态现象。池塘水华的出现表明藻类生态系统失衡、水体富

营养化、自净能力降低或丧失、池塘生态系统恶化甚至崩溃。

蓝藻是最原始、最古老的藻类，据考证，大约在34亿年前就已经在地球上出现，

蓝藻能进行光合自养。近代研究发现蓝藻没有细胞核、色素体、线粒体及内质网，

且其细胞壁的主要组成也是粘缩肽，这些都与细菌相似，被归入原核生物，称为

蓝细菌。

蓝藻本身没有多少危害，就怕蓝藻老化形成水华。蓝藻形成水华时，蓝藻已经处

于濒死状态，一方面将严重抑制浮游植物利用光合作用产生氧气，另一方面也阻

隔空气中的氧进入水体，导致水体中溶解氧严重不足。长时间出现缺氧或亚缺氧

状态，会使水体持续恶化，进一步破坏水质，水生生物窒息而亡，造成生态失衡。

而最为严重的问题是，某些有毒蓝藻死亡释放大量的藻毒素，使养殖动物暴发病害或中毒死亡！

养殖户需要明白的一点是，蓝藻水华的出现是水质恶化的结果，不是水质恶化的

原因！当然，蓝藻的暴发也加速了池塘生态系统的恶化，尤其是老化、死亡的蓝

藻释放的藻毒素对所有养殖动物都有剧毒。因此，应该从源头上防止蓝藻水华的

出现（不要让水质恶化），而不是纠缠于蓝藻水华用什么药物能处理（没有一种

药物能处理恶化的水质）。一旦出现蓝藻水华，不是杀了蓝藻就完事，而是必须

重建池塘生态系统。

虽然目前蓝藻水华大多归咎于水体的氮、磷和有机污染，但在池塘养殖过程中蓝

藻水华的出现也不尽是富营养化所造成的。有些水质属性本身就更容易生长蓝

藻，但只要蓝藻不老化，不形成水华，不产生藻毒素，池塘中蓝藻数量的多少并

池塘蓝藻的发生、危害及控制方法

生产技术　

池塘蓝藻的发生、危害及控制方法　

■文／广东清远市水产技术推广站李永锋　

富营养化池塘，在高温季节易频繁　爆发蓝藻水华。池塘暴发水华时在水面　形成一层油绿色的水层，厚度从几毫米到　几厘米．整个水体散发出腥臭味。鱼类　吃食轻者不正常，严重的大量死亡，给　水产养殖业造成重大经济损失。本文对　蓝藻水华形成的原因、危害和防治措施　进行阐述。　蓝藻水华形成的内在因素　蓝藻适应弱光环境。蓝藻细胞内除　含有叶绿素、胡萝卜素和叶黄素外，还　有其它藻类没有的藻红素和藻蓝素，使　蓝藻的捕光能力更强，在弱光条件下仍　能较好地进行光合作用和生长。而水深　和富营养型水体较大的浊度也会使其它　藻类的光合作用受到抑制，因此在形成　水华的水体中耐低光强生长的蓝藻在竞　争中将具有优势。　蓝藻的固氦作用。某些种类的蓝藻　与固氮菌伴生，可以在清瘦的水体中利　用固氮菌合成有机氮，并大量繁殖。因　此在外来氮源不足而水体磷充足时，它　们比其他自养生物更具有竞争优势。更　容易形成水华。　蓝藻具有浮力调节能力。有些种类　的蓝藻细胞内有气泡，气泡可随水温、　气压而变化。通过气泡的萎陷和再生改　变蓝藻的膨压，产生上浮或沉降现象。　６６｛海洋与渔业２０１２．５．１５　在高温强光照的天气聚集在水体表层，　吸收了大部分的阳光，在自己大量繁殖　的同时抑制其它藻类的生长。　蓝藻具有产生天然毒素来抑制竞争　者和捕食者的能力。蓝藻的大量繁殖，不　断向水体分泌有毒代谢物质，抑制浮游　生物的种群演替、繁殖周期，还可引起　一些浮游动物的大量死亡。而蓝藻的大　量发生，蓝藻颗粒又很难被鱼类消化，　蓝藻很容易形成优势种群而大量暴发。　蓝藻水华形成的外在因素　水体氮、磷过多。藻类数量取决于　水体中供其吸收、利用的营养物质含量，　当水体中总磷与无机氮浓度分别达到　Ｏ．０２ｍｇ／Ｌ与０．３ｍｇ／Ｌ以上呈富营养化时．　会引起蓝藻爆发。而当水体中氮含量是　磷含量的１５－２０倍时，就能加速蓝藻生　长。　鱼塘中，动物排泄、饲料残留等都　是氮的主要来源．因此水体中不缺乏氮　元素，而磷的含量，就成为了营养限制　因子。磷在一般状况下可抑制淡水藻类　生长，但同时磷也是藻类生长的一种关　键营养物质。如果磷含量增加，藻类数　量也会增加。所以平时很多养殖户认为　氮磷比例太高，不平衡了，添加点磷就　可以抑制藻类生长的办法是不正确的，　藻类的长期治理主要是去除水体中的内　源磷以及防止外源磷进入水体。　气候影响。水温在２８－３０％，蓝藻生　长速度最快，超过３ａ℃就会抑制其生长，　这就是蓝藻往往爆发于春秋二季的原因。　鱼塘面积较小。微风就有利于藻类的聚　集，强烈的光照，也有利于藻类的光合　作用．加速蓝藻分裂生长。　鱼种放养不合理。精养水体高密度　养殖。长期大量投饵产生残饵，鱼类及水　生动物的大量排泄物和动物、植物死亡　尸体的积累，造成水中营养盐类含量丰　富，促进蓝藻大量繁殖，若此时能摄食　这些藻类的花白鲢和罗非鱼数量较少，　以致大量浮游植物得不到利用，而不易　被其它鱼类吸收利用的蓝藻数量开始大　幅度上升，经一段时间后蓝藻就抑制了　有益藻类的生长。这时就形成了蓝藻水　华　蓝藻爆发的危害　蓝藻大量繁殖导致水质恶化、水体　缺氧。蓝藻水华出现时，水面被厚厚的蓝　绿色湖靛所覆盖．被风吹到岸边堆积，不　但会发出恶臭味．影响饲养管理．而且蓝　藻细胞与某些悬浮物络合沉淀，或被养　殖对象捕食后随其排泄物沉淀，在鱼池　池底富集。　蓝藻大量繁殖以及死亡藻类的分解，　

巢湖蓝藻爆发的原因

湖泊蓝藻暴发的机制与防治

■李波　李祥敏　曹慧　崔中利　

１南京农业大学农业部农业环境微生物工程重点开放实验室　

２国家环境保护总局南京环境科学研究所　

摘要：近年来，蓝藻在我国多个重要淡水湖泊频频暴发导致水环境进一步恶化。蓝藻暴发是湖泊富营养化　

之后生态系统的一种异常响应，其发生的原因与气候、湖泊营养条件如氮、磷浓度及其氮、磷比值等因素　

有重要关系，并与蓝藻自身的生理特性有密切关系。部分蓝藻种类由于其独特的生理特性，在对光照和　营养盐的竞争中处于优势地位，导致其在特定条件下暴发性生长而形成“水华”。对于湖泊富营养化的　

治理与控制应以源头控制为主，对于暴发性生长的蓝藻可以采用物理化学、机械和生物的办法进行治理。　关键词：蓝藻；富营养化；水华；治理　

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。蓝藻暴　

发发生次数、发生的规模及危害有逐年　

加大的趋势，给工农业生产和人们的生　

活带来了严重的影响。现今全国许多湖　

泊、水库已进入富营养化，甚至严重富　

营养化状态，如滇池、太湖、巢湖等。据　统计，目前我国已有６０％的水体发生了　

富营养化，超出了国际平均水平＿１］，其中　包括长江的三峡库区　。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。　

１．水华发生的机理　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　

太湖蓝藻爆发的原因及防治措施

太湖蓝藻污染事件发生于2007年5、6月间，我国江苏省的太湖爆发严重蓝

藻污染，造成无锡市全城自来水污染。生活用水和饮用水严重短缺，超市、商店

里的桶装水被抢购一空。太湖，是中国的第二大淡水湖，其流域气候温和，特产

丰饶，自古以来就是闻名遐迩的鱼米之乡。太湖风景秀美，引人入胜，是江苏省

著名旅游景区。然而近来几乎年年夏季爆发的蓝藻时间却为太湖蒙上了一层阴

影。

太湖蓝藻爆发事件即为我们常说的水体富营养化，俗称水华。水华（Water

bloom）或明确的藻华（Algal bloom），学术名词为“水体富营养化”，是发生在

淡水中，由水体中氮磷含量过高导致藻类突然性过度增殖的一种自然现象，同时

也是一种二次污染。通常水的颜色呈现出绿色或蓝色。而一般“水华”是淡水中

的一种自然生态现象，涉及到的藻类有蓝藻（即蓝细菌）、绿藻、硅藻等。自然

形成的水华现象会很快消失，并不会带来环境影响。但是我国中国的太湖、滇池、

巢湖、洪泽湖等地频频爆发的水华现象却离不开人为的因素，人类向往水体中排

放氮素（主要是铵盐、硝酸盐和亚硝酸盐）和磷素（主要是正磷酸盐和各种形态

的磷酸盐），使得淡水富营养化，超出环境容量和自净能力，会导致“水华”频

繁出现，面积逐年扩散，持续时间逐年延长。

而发生在江苏太湖的蓝藻大范围爆发事件，一些专家人为主要原因是气候变

暖，称是持续高热造成的，而国家环保总局认为既是天灾也是人祸。民间却普遍

认为是大量兴建排污严重的化工厂，以及政府对太湖污染治理不力造成了今天的

恶性事件。我却认为这件事的确存在自然和人为两部分原因，而人为才是主因：

一、人为因素

1、随着人类对环境资源的开发利用活动日益增加，工业的发展以及城市人

口的高度集中，以及正近年来太湖周围兴建高污染化工企业，大量含有污染物质

的工业废水和生活污水包括人类的生活废水和含磷清洁剂等，未经适当处理便直

接排入水体，使水体中氨氮、磷以及有机污染物等耗氧物质浓度的升高，增加了

水库蓝藻“水华”的暴发成因及防治措施

作者：刘佳汤瑜

来源：《名城绘》2020年第09期

摘要：水华是指淡水水体中的藻类、浮游动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种灾害性的生态现象。随着近年来水体的富营养化现象越来越严重，越来越多的水体发生水华。本文主要对诱发水库暴发蓝藻水华的成因和控制蓝藻水华大量暴发的措施进行了阐述，以供参考。

关键词：水库蓝藻;水华;防治

经济的突飞猛进伴随着污染物的大量排放，水体富营养化程度不断增加，使得人们的生存环境空间经受着强烈的考验。而当今污染体现最为严重的是淡水湖库中的“绿潮”和海水中的“赤潮”，而绿潮即所谓的蓝藻死亡时会释放微囊藻毒素，对生态环境和人的生产生活构成了极大的危害，严重威胁人类饮用水安全，已引起国内外的广泛关注。

1暴发蓝藻水华后的危害

蓝藻大量繁殖常见于夏天，当蓝藻暴发时，其快速生长、死亡后会在水体表面或水体中聚集形成一层蓝绿色悬浮物，即称为“水华”，也有人称为“绿潮”。污染水源，导致水质恶化，对鱼类等水生动物以及人、畜均有较大危害，严重时会造成鱼类的死亡，这主要是因为大量死亡的蓝藻尸体分解时消耗氧气，造成鱼类窒息死亡。更为严重的是蓝藻中含有大量微囊藻毒素，对动物的肝脏等器官会造成严重损害，是肝癌的主要诱因，

2诱发水库暴发蓝藻水华的成因

2.1 外部成因

随着夏季的来临，在副热带高压控制下十堰市以晴朗、无风的天气为主，另外夏季季节性水库水位下降，水库尾区河道狭窄，水体交换不畅，局部水域的水体流动性差，水库水流速度<0.5m/s，易于藻类的聚集。加之气温升高、光照充足，促进藻类大量繁殖，易发生水华。

2.2水体中的氮、磷（N、P）比例失调，易暴发蓝藻

N、P比例在水体中达到7∶1是浮游植物正常营养盐的需求比例。一般暴发蓝藻水华的水体N∶P达到10∶1乃至20∶1。在蓝藻大量生成时，此时增加水中P的含量，蓝藻就会进一步疯长。调整N∶P的比例，只有在蓝藻未大量生成之前，调整P的含量可以预防蓝藻的大量生成。

蓝藻爆发的原因及防治措施

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. 太湖蓝藻爆发的原因及防治措施

近十几年来，由于经济发展和环境保护没有同步，使得太湖的水质越来越差，特别是太湖北岸的城市——无锡曾经发生了饮水危机。临着中国五大淡水湖之一的太湖，却没有水可以喝？——这主要是太湖水中蓝藻的大规模暴发。

蓝藻是一种最原始、最古老的藻类植物，在地球上出现在距今35亿年至33亿年前。蓝藻的重要特性是喜高温和光照，高气温、高光照时，蓝藻会迅速生长，高温天气持续越长，蓝藻生长的时间就越长。在营养丰富的水体中，蓝藻常于夏蓝藻大量生长，死亡腐败后气味难闻，破坏景观；死亡分解耗氧过多，导致其它生物缺氧死亡；分泌毒素，破坏水质，直接危害人类健康。

那么太湖为什么会暴发蓝藻呢？

很重要的一点是自然条件。自然条件包括气象、水文和地理条件，即是蓝藻爆发的生境。蓝藻有适宜的生境就会爆发。主要有以下影响因素：

1、气温。日均气温高于200c利于蓝藻生长繁殖；

2、光照。晴热天气光照条件好，利于光合作用，蓝藻繁殖快，易上浮，易爆发；

3、风。影响蓝藻的浮沉和使蓝藻顺风向漂浮；

4、降雨。可降低水温、增氧、易于蓝藻下沉；

5、水域形状。蓝藻易聚集于顺风向的湖湾和凹岸；

6、其它。与水动力、水温、水位、水深、气压以及水体的电导、盐度、酸碱度（PH）、扰动、水的垂直分层和稳定性有关，还与微生物、食物链的相互作用等生物环境有关。

其次是基础环境。蓝藻爆发的基础环境条件主要是水体富营养化程度：

1、水体富营养化。根据太湖蓝藻爆发的实际情况，当氮（N）、磷（P）达到一定浓度，蓝藻就可能爆发，但水体的过度富营养化也不利于蓝藻的生长。

2、氮、磷比值。一般认为，在水体富营养化和N/P大于一定比值，且其它条件适宜的情况下，蓝藻就可能爆发。

3、影响蓝藻爆发的其他基础环境条件还有有机质、铁和微量元素等。

物种条件。蓝藻爆发必须有蓝藻的种子和种群存在，并有以下两个条件：

1、蓝藻种源基数较高。一年中蓝藻首次爆发的时间和生长繁殖速度，与底精品文档

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