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.