水华蓝藻上浮特征与机理的试验研究
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Ｃｏ ｔ ｒ ｕｌ ｏ ｅ
１ 藻类 生物 量和 上 浮率 的计 算方 法 － ３ 通 过测 定 叶绿 素 ａ（ ｈａ Ｃ ｌ）含 量确 定 生物 量 。
பைடு நூலகம்
体中各个体的生理状态存在较大差异 ， 特别是细胞 在光 辐射 的驱 动下 ，会 发生 复杂 的生 理变 化 ，引起 细胞密度的改变 ，因此其上浮研究仍受到技术水平 的 限制 。 在实 验室 培养 条件 下 ，缺 乏 自然界 普遍 存在 的 种 问 相 互 作 用 ，培 养 的藻 类 通 常 以单 细胞 形 态 存 在 ，难以形成群体聚集上浮特征 ，产生表面水华 。
摘要 ：利用柱状反应器和太湖蓝藻水华爆发期含有蓝藻颗粒 的水体进行试验 ， 模拟 了蓝藻上浮特征 ，对水华蓝藻上浮过程 中 相关的物理化学因素进行 了研究 ， 探讨 了蓝藻上浮与物理化学 因素之 间的相互作 用和相关性 。试验结果表 明 ： 反应器表层蓝 藻上浮率 明显大于底部 ，表层 以下上 浮率 随时间没有明显变化规律 ，不 同时刻上 浮率变 化特 征是 晚上 ２ ： ＞ ００ ＞ ４０ ： ２０ １：０ １ ： ０ ０
然科 学基 金项 Ｈ（ Ｋ ０ ０５ ） Ｂ ２ １０６
是碳水化合物 （ ＜ ．５）与氨 氮 （ ＜ ．１ ，相关 系数分别 达到 ０８ ６ ．８ 、Ｏ８７ ． ０ Ｐ０ ０ Ｐ ００ ） ． 、０８ ７ ．８ 、０８ 。 ９ ６
关键词 ：上浮 ；蓝藻 ；碳水化合物 ；水华
中图分类号 ：Ｘ１３ ７ 文献标志码 ：Ａ 文章编 号 ：１７ ．９ ６（ ０ １ ０ ． １７０ ６ ４５ ０ ２ １ ） １ ３．６ ０
ｐ 和正磷酸盐呈现相似 的变化规律 ，表层和底层 的值均小 于中间 ；对相 关性 进行分析表明 ，碳水化合物 、氨氮和溶解氧是 Ｈ
蓝藻上浮的主要影响因素 ，１：０时与上 浮率相关性较 大的指标是碳水化合物 （ ＜ ．１ ，１：０是溶解 氧 （ ＜ ．１ ，２ ： ００ Ｐ ０ ） ４０ ０ Ｐ ００ ） ２０ ０
Ｃ ｌｍ ￣＇ ｈ （ｇＵ） ａ ： ： 兰
Ｖ ×
本实验采用太湖蓝藻水华爆发期含有蓝藻颗粒 的 水体进行试验 ，可以充分模拟蓝藻上浮特征 ， 研究 影 响蓝 藻上 浮率 的相关 因素 ，并 对其 相关 性进 行分 析 ，以期为 蓝藻 水华 的控 制提 供一 定 的科学 依 据 。
水 华 蓝 藻 上 浮 特 征 与 机 理 的 试 验 研 究
吴 凯 ，李 正魁 ，冯露露 ，周 涛 ，王月 明 Ｌ，陈祈春 ２ ’
１ ．南京 大学 环境 学 院 ，江 苏 南 京 ２０ ４ ；２ 南 京 大学 污染 控制 与资 源化 国家 重点 实验 室 ，江苏 南 京 ２ ０４ １０ ６ ． １０６
生态环境 学报 ２ １， ０１： ３ ．４ ０ ２ （）１ ７１２ １
Ｅｃ ｌ ｇ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌ ｃｅ ｃ ｓ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｉｎ ｅ Ｓ
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破裂 和 细胞 内镇 重 物 （ 要是 糖 和 蛋 白质） 主 的合成 与 消耗 。 由于蓝 藻密度 接 近于 水 ，细胞 的粒 径小 ，群
１ 材料与方 法
１１ 试 验 装置 ． 反应 柱 ：高 ２１ ．ｍ，内径 ２ ｍ，上 端 中空 ，每 ０ｃ
隔 ３ ０ ｍ设置取样 口，共 ７ ，底部放置 １ ｃ 个 ０ ｍ的 ｃ 太湖 底 泥 ，如 图 １ 所示 。水样 和 藻种来 源 ：采用 太 湖蓝藻水华爆发期含有蓝藻颗粒 的水体 。培养条 件 ：水样初始营养盐质量浓度为 １： 时各指标质 ０ ００ 量浓 度 值 ， 自然 光照 强度 见 图 ３ 。 ｄ １ 试 验 使用 的仪 器 ． ２ 照 度计 Ｓ －０ （Ｌ 师 范大 学光 电仪 器厂 ） ｐ Ｔ８ Ｃ￣京 ，Ｈ 计 Ｐ Ｂ ４上海雷磁公司） Ｈ ．（ ，溶氧仪 ＪＢ ６７上海雷 Ｐ． （ ０ 磁公司） 本岛津 Ｕ － ５ 紫外可见分光光度计 ， ，日 Ｖ２ ０ ４ 温 度计 ，抽 滤机 ，Ａ ａｔ Ｊ３ １离 心 机 （ ｅｋ ｎ ｖｎｉ －０ Ｂ ｃｍａ
近年来 ， 蓝藻水华成为湖泊富营养化的主要灾 害之 一 ，它 会造 成 严 重 的环境 污染 和 生 态 破坏 ¨ Ｊ ４ 比如 ，产生大量恶臭 ，影响人类的居住环境 ； 分泌 大量的藻毒素 ， 造成饮水危机 ； 导致水体严重缺氧 ， 造成水生动物窒息死亡。因此 ，有关蓝藻水华爆发 的机 理 引起 国 内外 学 者 的广泛 重视 。 水 华 的暴 发 机 理 至今 还 没有 定 论 ，有 学 者认 为水华上浮特征与物理化学因素有关 ， 尤其光强 、 氮［ ］ 还有学者认为与生物因素有 。 ５； － ７ 孔繁翔提 出蓝藻水华暴发的 ４阶段假设 ，认为蓝藻尤其微 Ｊ 囊藻上浮是水华暴发的关键 阶段 ， 微囊藻只有上浮 才会在水体表面形成与空气隔离 的藻团， 形成肉眼 可见 的水 华 。研 究 发现 蓝藻 上浮 ，可 以通 过 ３ 方 种 式［ ’１ 自身的浮力 ： ５ ｌ ， ｌ 加 调节 伪空胞的合成 、 伪空胞的
将一定体积水样 ，过 ０ ５ｇ ． ｍ滤膜 ， ４ 将过滤后的滤 膜放 人 １ ０ｍＬ 比色 管 中 ，采 用 ： ０ ９％的丙酮 提取 ２ ，然后 以转 速 ３０ ｍｉ ４ｈ ５ ０ｒ ｎ离心 １ ｎ ／ ０ｍｉ，将 上清 液转入 １ Ｌ比色管中， 妒 ９％的丙酮溶液作为 ｍ ０ 以 ＝０ 参 比，分别测定波长 ７０ ６ 、６ ５ ６０ ｎ ５ 、６ ３ ４ 和 ３ ｍ处 的吸光度值 。由下式计算 Ｃ ｌ 的值 ： ｈ ａ
１ 藻类 生物 量和 上 浮率 的计 算方 法 － ３ 通 过测 定 叶绿 素 ａ（ ｈａ Ｃ ｌ）含 量确 定 生物 量 。
பைடு நூலகம்
体中各个体的生理状态存在较大差异 ， 特别是细胞 在光 辐射 的驱 动下 ，会 发生 复杂 的生 理变 化 ，引起 细胞密度的改变 ，因此其上浮研究仍受到技术水平 的 限制 。 在实 验室 培养 条件 下 ，缺 乏 自然界 普遍 存在 的 种 问 相 互 作 用 ，培 养 的藻 类 通 常 以单 细胞 形 态 存 在 ，难以形成群体聚集上浮特征 ，产生表面水华 。
摘要 ：利用柱状反应器和太湖蓝藻水华爆发期含有蓝藻颗粒 的水体进行试验 ， 模拟 了蓝藻上浮特征 ，对水华蓝藻上浮过程 中 相关的物理化学因素进行 了研究 ， 探讨 了蓝藻上浮与物理化学 因素之 间的相互作 用和相关性 。试验结果表 明 ： 反应器表层蓝 藻上浮率 明显大于底部 ，表层 以下上 浮率 随时间没有明显变化规律 ，不 同时刻上 浮率变 化特 征是 晚上 ２ ： ＞ ００ ＞ ４０ ： ２０ １：０ １ ： ０ ０
然科 学基 金项 Ｈ（ Ｋ ０ ０５ ） Ｂ ２ １０６
是碳水化合物 （ ＜ ．５）与氨 氮 （ ＜ ．１ ，相关 系数分别 达到 ０８ ６ ．８ 、Ｏ８７ ． ０ Ｐ０ ０ Ｐ ００ ） ． 、０８ ７ ．８ 、０８ 。 ９ ６
关键词 ：上浮 ；蓝藻 ；碳水化合物 ；水华
中图分类号 ：Ｘ１３ ７ 文献标志码 ：Ａ 文章编 号 ：１７ ．９ ６（ ０ １ ０ ． １７０ ６ ４５ ０ ２ １ ） １ ３．６ ０
ｐ 和正磷酸盐呈现相似 的变化规律 ，表层和底层 的值均小 于中间 ；对相 关性 进行分析表明 ，碳水化合物 、氨氮和溶解氧是 Ｈ
蓝藻上浮的主要影响因素 ，１：０时与上 浮率相关性较 大的指标是碳水化合物 （ ＜ ．１ ，１：０是溶解 氧 （ ＜ ．１ ，２ ： ００ Ｐ ０ ） ４０ ０ Ｐ ００ ） ２０ ０
Ｃ ｌｍ ￣＇ ｈ （ｇＵ） ａ ： ： 兰
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本实验采用太湖蓝藻水华爆发期含有蓝藻颗粒 的 水体进行试验 ，可以充分模拟蓝藻上浮特征 ， 研究 影 响蓝 藻上 浮率 的相关 因素 ，并 对其 相关 性进 行分 析 ，以期为 蓝藻 水华 的控 制提 供一 定 的科学 依 据 。
水 华 蓝 藻 上 浮 特 征 与 机 理 的 试 验 研 究
吴 凯 ，李 正魁 ，冯露露 ，周 涛 ，王月 明 Ｌ，陈祈春 ２ ’
１ ．南京 大学 环境 学 院 ，江 苏 南 京 ２０ ４ ；２ 南 京 大学 污染 控制 与资 源化 国家 重点 实验 室 ，江苏 南 京 ２ ０４ １０ ６ ． １０６
生态环境 学报 ２ １， ０１： ３ ．４ ０ ２ （）１ ７１２ １
Ｅｃ ｌ ｇ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌ ｃｅ ｃ ｓ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｉｎ ｅ Ｓ
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破裂 和 细胞 内镇 重 物 （ 要是 糖 和 蛋 白质） 主 的合成 与 消耗 。 由于蓝 藻密度 接 近于 水 ，细胞 的粒 径小 ，群
１ 材料与方 法
１１ 试 验 装置 ． 反应 柱 ：高 ２１ ．ｍ，内径 ２ ｍ，上 端 中空 ，每 ０ｃ
隔 ３ ０ ｍ设置取样 口，共 ７ ，底部放置 １ ｃ 个 ０ ｍ的 ｃ 太湖 底 泥 ，如 图 １ 所示 。水样 和 藻种来 源 ：采用 太 湖蓝藻水华爆发期含有蓝藻颗粒 的水体 。培养条 件 ：水样初始营养盐质量浓度为 １： 时各指标质 ０ ００ 量浓 度 值 ， 自然 光照 强度 见 图 ３ 。 ｄ １ 试 验 使用 的仪 器 ． ２ 照 度计 Ｓ －０ （Ｌ 师 范大 学光 电仪 器厂 ） ｐ Ｔ８ Ｃ￣京 ，Ｈ 计 Ｐ Ｂ ４上海雷磁公司） Ｈ ．（ ，溶氧仪 ＪＢ ６７上海雷 Ｐ． （ ０ 磁公司） 本岛津 Ｕ － ５ 紫外可见分光光度计 ， ，日 Ｖ２ ０ ４ 温 度计 ，抽 滤机 ，Ａ ａｔ Ｊ３ １离 心 机 （ ｅｋ ｎ ｖｎｉ －０ Ｂ ｃｍａ
近年来 ， 蓝藻水华成为湖泊富营养化的主要灾 害之 一 ，它 会造 成 严 重 的环境 污染 和 生 态 破坏 ¨ Ｊ ４ 比如 ，产生大量恶臭 ，影响人类的居住环境 ； 分泌 大量的藻毒素 ， 造成饮水危机 ； 导致水体严重缺氧 ， 造成水生动物窒息死亡。因此 ，有关蓝藻水华爆发 的机 理 引起 国 内外 学 者 的广泛 重视 。 水 华 的暴 发 机 理 至今 还 没有 定 论 ，有 学 者认 为水华上浮特征与物理化学因素有关 ， 尤其光强 、 氮［ ］ 还有学者认为与生物因素有 。 ５； － ７ 孔繁翔提 出蓝藻水华暴发的 ４阶段假设 ，认为蓝藻尤其微 Ｊ 囊藻上浮是水华暴发的关键 阶段 ， 微囊藻只有上浮 才会在水体表面形成与空气隔离 的藻团， 形成肉眼 可见 的水 华 。研 究 发现 蓝藻 上浮 ，可 以通 过 ３ 方 种 式［ ’１ 自身的浮力 ： ５ ｌ ， ｌ 加 调节 伪空胞的合成 、 伪空胞的
将一定体积水样 ，过 ０ ５ｇ ． ｍ滤膜 ， ４ 将过滤后的滤 膜放 人 １ ０ｍＬ 比色 管 中 ，采 用 ： ０ ９％的丙酮 提取 ２ ，然后 以转 速 ３０ ｍｉ ４ｈ ５ ０ｒ ｎ离心 １ ｎ ／ ０ｍｉ，将 上清 液转入 １ Ｌ比色管中， 妒 ９％的丙酮溶液作为 ｍ ０ 以 ＝０ 参 比，分别测定波长 ７０ ６ 、６ ５ ６０ ｎ ５ 、６ ３ ４ 和 ３ ｍ处 的吸光度值 。由下式计算 Ｃ ｌ 的值 ： ｈ ａ