关于大庆中引水厂的中长期改造的建议

请问原水情况及工艺条件。。。。

thaisa

大庆中引水，微量药剂，曝气10分钟左右，产生大量沉淀，混凝。

应该是在实验室，并且是冬季水，是吗？

thaisa

实验室 今年6月份

现在的水质和现在的工艺不是不能处理，但应从药剂.预氧化.管理及工艺小的改造和调整等多方面下手。

如果满足１O6项必须上O3 BAC工艺。

thaisa

如果曝气的话，氧化铝能降到4毫克，浊度小于1NTU。用空气预氧化可能更好。

基于大庆市大龙虎泡水源地保护工程建设的构思 冯艳华1，张亚娟1，刘永2 (1．杜蒙县水务局，黑龙江杜蒙166200；2．大庆市水利规划设计研究院，黑龙江大庆163000) 摘要：根据大庆市大龙虎泡水源地保护工程现状和存在的问题，分析了水源地保护工程建设必要性和保护措施，即采取工程措施和管理措施相结合对水源地进行有效保护，保障供水安全，改善人民生活水平，促进大庆市经济社会和谐永续地发展。 关键词：水源地；保护；必要性；措施；效果 2005年松花江发生特大水污染事件为水源保护提出了新的课题，根据《水污染防治法》和《水法》的要求，饮用水水源地应必须进行保护工程建设和管理，以保证城乡居民饮用水安全。 大庆市大龙虎泡是松花江流域大庆市的一重要水源地，正承担着大庆油田生产用水及大庆市西城区城市用水的水源保障任务。进行大龙虎泡饮用水源地污染防治工程建设是全面解决松花江水环境问题的需要。也是保障供水安全，促进大庆市经济社会发展和保障人民生活的最根本需要。 l大龙虎泡水库概况 大龙虎泡水库位于大庆市杜蒙县境内，是利用天然泡沼建成的蓄水水库。龙虎泡水体引自嫩江，自中引八支干引水。水库设计兴利水位为138．2m，相应库容为3．58亿m3，日供水能力为55万m3。库水经泵站提升通过30km管线进入龙虎泡水处理厂，处理后供给城市工业和居民生活用水。 2水库水质及污染现状 2．1水库水质现状 大龙虎泡水库水体引自嫩江。水质类型属重碳酸钠型水。多年水质监测分析表明，水库水质基本符合生活饮用水水源水质二级标准，并趋于稳定。但仍有部分项目超标，突出表现在总磷和总氮，总磷测定值为0．09mg／L，标准值为

龙虎泡秋季浮游生物组成及渔产潜力评估 王信海 ，丁辰龙 ，姜爱兰。，蔺玉华。 (i．江苏省农业科学研究院宿迁农科所，宿迁223800；2．宿迁市水产技术推广站，宿迁223800；3．中国水产科学院黑龙江水产研究所，哈尔滨150070) 摘 要：龙虎泡秋季浮游生物共计35个种属，其中浮游植物19个种属，浮游动物16个种属，浮游植物平均数量为597×10 ind／L，生物量14．625 4 mg／L，浮游动物数量537．40 ind／L，生物量4．955 1 mg／L，由此推算全库总渔产潜力为5 015 925．71 ，总放养量30 630 210尾． 关键词：龙虎泡；秋季；浮游生物组成；渔产潜力 龙虎泡位于黑龙江省杜尔伯特蒙古族自治行政区域内，属于连环湖泡中面积较大的一个，地理位置为北纬46。4O ～46。45 ，东经124。18 ～124。25 ，海拔139 m，面积l13．39 km2，水深4～ 5 m，总水量30 hm3，属于嫩江水系连环湖湿地组成部分．每年丰水期从中部引嫩江干渠水进行补水，并通过泄洪口向大庆地区供水．目前，水库鱼类主要以野生鲤鱼、鲫鱼等为主．关于水库浮游生物及渔产潜力的研究已有很多报道，为了合理利用龙虎泡的水资源和生物资源，使其发挥更大的经济效益和社会效益，本研究仅对2007年秋季该水泡的浮游生物进行了测定分析，并对其滤食性鱼类的生产力、放养量进行了评估，以期作为合理利用龙虎泡渔业生产的参考． 1 材料和方法 2007年9月2日-8日，连续7 d在龙虎泡通过GPRS定位系统设了3个采样点：1 (46。44 11．36”N，124。19 20． 74”E)为入水口；2 (46。41 55．76”N，124。22 58．98”E)为泡中央；3 (46。39 47．24”N，124。25 52．96 E)为出水口，并在湖沿岸增设定性样品采样点．采用2．5 L有机玻璃采水器，采集表层(水面下0．5 m处)和底层(距底部0．5 m处)的混合水样．浮游植物定量样品的采集用2．5 L有机玻璃采水器，分别采集表层、底层水样并混合于塑料桶内，然后用1 000 mL细口玻璃从中取混合水样，以鲁格氏液固定，用1 000 mL分液漏斗静置沉淀48 h，再用虹吸管浓缩成40~50 mL，经24 h再浓缩至3O mL后镜检；大型浮游动物定性样品用25 浮游生物网拖捞获取；小型及微型浮游动物定性采用浮游植物定性定量样品．定量样品用2．5 L采水器分别等量取监测点底、表层水共10 L，混合后用25 浮游生物网过滤取样，波恩氏溶液固定，带回实验室镜检．浮游生物定性、定量样品的采样、计数、种类鉴定按《内陆水域渔业自然资源调查手册》、《中国淡水藻类》、《淡水浮游生物研究方法》进行，各类浮游动物种类主要按文献鉴定，浮游动物生物量的个体平均鲜重换算和优势种按有关计算方法实际测量进行 ． 2 结果与讨论 2．1 龙虎泡浮游植物种类组成及生物量 由表1可知，龙虎泡浮游植物有19个种属，其中绿藻门最多为7个种属，占36．84% 9，6%；蓝藻门和硅藻门次之，各5个种属，各占26．32% ；其他藻门共有2个种，占10．53 %．从表2可见，绿藻门的数量为241×10 ind／L，生物量为1．802 8 mg／L；蓝藻门的数量为156×10 ind／L，生物量为7．486 3 mg／L；硅藻门的数量为185×10 ind／L，生物量为5．308 3 mg／L；其他藻门的数量为15× 10 ind／L，生物量为0．027 9 mg／L 浮游植物总数量为597×10 ind／L，总生物量为14．625 4 mg／L． 2．2 龙虎泡浮游动物种类组成及生物量 龙虎泡浮游动物种类组成见表3． 由表3可见，浮游动物16个种属，其中原生动物5个种属，占31．25％ ；轮虫8个种属，占50．OO ；枝角类2个种属，占12．5O％；桡足类1个种属，占6．25 9，6．由表4可知，原生动物数量为46．6 ind／L，生物量为0．179 6 mg／L；轮虫数量为392．2 ind／L，生物量为0．294 5 mg／L；枝角类数量为37．9 ind／L，生物量为2．272 0 mg／L；桡足类数量为84．1 ind／L，生物量为2．306 6 mg／L．总数量为537．4 ind／L，总生物量为4．955 1 mg／L 2．3 龙虎泡浮游生物渔产潜力 2．3．1 食浮游植物鱼类的渔产潜力度放养量 1)渔产潜力．渔产潜力计算公式为 F＝[m×(P／B)×C]／E， 式中，F为渔产潜力(kg／km )； 为生物调查的平均生物量(kg／km。)；P／B为主要饵料生物现存量与生物量之比；a为饵料利用率；E为饵料系数．龙虎泡水域面积为113．39 krn2，平均水深4．5 m．秋季浮游植物调查的平均生物量为14．625 4 mg／L，则每km2约产浮游植物为14．625 4 kg／LX 4．5 m×1 km2＝65 814．3 kg．P／B系数为5O，对浮游植物的利用率为20％ ，饵料系数为3O，则食浮游植物鱼的渔产潜力约为21 938．1 kg／km2．全龙虎泡食浮游植物鱼的渔产潜力为2 487 561．16 k2)放养量． 放养量／(尾•hm2 )＝(21 938．1／0．5)×(1／0．3)＝146 254； 总放养量／尾＝146 254× 113．39＝16 583 741． 2．3．2 食浮游动物鱼类的渔产潜力及放养量 1)渔产潜力．浮游动物调查的平均生物量为4．955 1 mg／L，则每km2约产浮游动物4．955 1 mg／L×4．5 rn×1 km2—22 297．95 kg，浮游动物P／B定为20，对浮游动物的利用率为50 ，饵料系数为10，则食浮游动物鱼的渔产潜力为22 297．95 kg／km2，全龙虎泡食浮游动物鱼的渔产潜力为2 528 364．55 kg． 2)放养量． 放养量／(尾•hm2 )＝(22 297．95／0．6)×(1／O．3)＝123 877．5； 总放养量／尾＝123 877．5× 113．39＝14 046 469． 2．3．3 龙虎泡总渔产潜力及放养量 总渔产潜力／kg=2 487 561．16+ 2 528 364．55＝5 015 925．71； 总放养量／尾＝16 583 741+ 14 046 469＝30 630 210． 3 结论 龙虎泡地处北半球寒温带，冰封期长达半年，冬季水温最低为0℃，夏季水温最高为28℃ ，水域面积较大，合理开发利用龙虎泡对当地经济发展具有巨大的推动作用．浮游生物作为鱼类的重要饵料，其种类和数量对龙虎泡水质的变化和鱼类的放养、产量都具有重要的影响．本研究对秋季龙虎泡浮游生物种类和数量进行的研究结果表明，龙虎泡秋季食浮游生物鱼类的总渔产潜力为5 015 925．71 kg，总放养量为3O 630 210尾．

龙虎泡秋季浮游生物组成与水质理化特征分析 王信海1，姜爱兰2，丁晨龙，蔺玉华3 (I．江苏省农业科学院宿迁农业科学研究所，江苏宿迁223800；2．江苏省宿迁市水产技术推广站，江苏宿迁223800；3．中国水产科学院黑龙江水产研究所，黑龙江哈尔滨150070) 摘要：2007年9月2—8日，连续7 d调查了龙虎泡的浮游生物种类和数量以及水质理化特征。龙虎泡水质透明度为40 cm，pH值为8．04，硬度为I．59 mmol／L，碱度为2．88 mmol／L，COD为15．07 mg／L。水体主要离子依照浓度高低排序为：HC03+>Mg2＋>CI一>C032﹣>Ca2+>Na+和K+>S042﹣，水型为CiMg。浮游植物包括5个门19个种属，绿藻门最多，有7个种属，占36．84％；蓝藻门和硅藻门次之，各有5个种属，分别占26．32％；其他藻门共有2个种属，占10．53％。浮游动物16个种属，其中原生动物5个种属，占31．25％；轮虫8个种属，占50．00％；枝角类2个种属，占12．50％；桡足类1个种属，占6．25％。调查结果表明，龙虎泡水质属于富营养一重富营养型水库水质。 关键词：龙虎泡；浮游生物；水质；富营养化 中图分类号：Q178．I+l 文献标志码：A 文章编号：t002—1302(2009)03一0363一03 龙虎泡位于黑龙江省杜尔伯特蒙古族自治县区域内，属于连环湖泡中面积较大的一个，地理位置为46040’N一46045’N，124018 ′E一124。25’E，海拔139m，面积1．18万hm2，水深4—5 m，总水量0．3亿m3，属于嫩江水系连环湖湿地组成部分。龙虎泡是连环湖重要的产鱼大泡之一，主要是以鲤鱼、鲫鱼、草鱼、花白鲢等野生鱼类为主。迄今，有关连环湖渔业资源的调查仅见2004—2006年卡拉白鱼放流场(龙虎泡和那什代泡)的报道。2007年秋季笔者对龙虎泡浮游生物种类和生物量进行了调查，对水质和水体营养水平作了初步评估，旨在为合理开发利用龙虎泡渔业资源提供科学依据。 l材料与方法 2007年9月2—8日，连续7 d通过GPRS定位系统对龙虎泡设定的3个采样点进行采样，l号样点(46。44’II．36”N，124。19’20．74侄)为入水口；2号样点(46。4l’55．76N，124022’58．98"E)为泡中央；3号样点(46。39747．24”N，124025’52．96”E)为出水1：3，并在湖泡沿岸增设定性样品采样点(图1)。采用2．5 L有机玻璃采水器，采集表层(水面下0．5 m处)和底层(距底部0．5 m处)的混合水样。水温、透明度、pH值、溶解氧含量均现场测定，其他化学指标经现场固定后带回实验室按照文献方法测定。浮游生物种类定性与定量鉴定按文献，浮游动物种类按文献方法鉴定，浮游动物生物量的个体平均鲜重换算和优势种确定按文献方法进行，并采用国家地面水环境质量三级标准和渔业水域水质标准。及相关水域富营养指标评价标准对测定结果进行评价。 2结果与分析 2．1水质理化指标 由表1可知，龙虎泡水质透明度平均为40 cm，pH值平均为8．04，硬度平均为I．59 mmol／L，碱度平均为2．88 mmol/L，化学耗氧量平均为15．07 mg／L，水质呈碱性。 2．2水质主要离子及含量 表2表明，龙虎泡水质阴离子以HCO3ˉ为主，平均含量为111．34 mg／L，占离子总量的50．08％；阳离子以Mg2＋为主，平均含量为25．985 3 mg／L，占离子总量11．69％。水中离子含量接高低依次为HC03一>Mg2+>Cl一>C03 2一>Ca2+>Na+和K+>SO42﹣，Ca2+／Mg2+比值为0．79。根据阿列金水分类法，龙虎泡水质属于碳酸盐类镁组I型水(CiMg)。 2．3水质主要营养元素 龙虎泡水域中氮的化合物含量见表3。NH2一N，NH3一N和NH4一N 3点监测值均未超出国家渔业水质标准。总氮平均为0．785 6 mg,／L，低于黑龙江省湖泊总氮(1．223一1．789 14 mg／L)含。总磷平均0．278 0 mg／L，总磷含量适中。总氮／总磷比值为2．825 9。SiO2和Fe的含量均值分别为2．594 8 mg／L、0．75 mg／L，均在黑龙江水库及湖泊营养元素含量的变化范围(Si02：O．86—16．20 mg／L；Fe：0．045—1．068 mg／L)之间。 2．4浮游动物、浮游植物种类组成及生物量 由表4可知，龙虎泡水体中浮游植物19个种属，绿藻门最多，有7个种属，占36．84％；蓝藻门和硅藻门次之，各有5个种属，分别占26．32％；其他藻门共有2个种属，占10．53％。浮游动物有16个种属，其中原生动物5个种属，占31．25％；轮虫8个种属，占50．00％；枝角类2个种属，占12．50％；桡足类1个种属，占6．25％。 从表5可见，龙虎泡水体中绿藻门的数量为241×104ind／L，生物量为1．802 8 mg／L；蓝藻门的数量为156×104ind／L，生物量为7．486 3 mg／L；硅藻门的数量为185×104ind／L，生物量为5．308 3 mg／L；其他藻门的数量为156×104ind／L，生物量为0．027 9 mg／L。浮游植物总数量为597 x 104ind／L，总生物量为14．625 4 mg／L。原生动物数量为46．6ind／L，生物量为0．179 6 mg/L；轮虫数量为392．2 ind／L，生物量为0．661 5 mg／L；枝角类数量为37．9 ind／L，生物量为2．272 0 mg／L；桡足类数量为84．1 ind／L，生物量为2．306 6mg／L。浮游动物总数量为537．4 ind／L，总生物量为4．955 1mg／L(表6)。 3讨论 龙虎泡地处北半球寒温带，湖水冰封期长达半年，1月份最低水温1℃，7月份最高水温30℃，此水温适合温水性鱼类生长发育。检测结果表明，龙虎泡水质pH值为8．02—8．06，均值为8．04，符合国家渔业水域质量标准(pH值6．5—8．5)；碱度均值为2．88 mmol／L，呈碱性。雷衍之指出水体碱度为10 mmol／L时是鱼类碱中毒的限量，本湖水的碱度未超出鱼类碱中毒限量。水体硬度为1．36一1．92 mmol／L，为软水。以上检测指标均表明龙虎泡水质适合鱼类生存，且比较适合耐盐碱鱼类生存。 水体透明度大小是决定水体生产力高低和水体富营养化评价的重要因素之一。龙虎泡由于其水面积较大(1．18万 hm2)，湖水较浅(水深4—5 m)，湖水周边为平原，风浪较大，因此，湖水透明度较低(平均40 cm)，说明水体渔产潜力较高，水体SD为40—50 cm，处于富营养状态。COD通常是评价水质是否受到有机污染的主要指标。由表1可知，龙虎泡COD含量为14．44～15．74 mg／L，均值为15．07 mg／L。根据何志辉和蔡庆华对水库、湖泊营养化程度的划分标准，龙虎泡水质属于重富营养水平。ca2+和Mg2+是水生生物不可缺少的营养元素和水质改良因子，鱼类生长所需要的Ca2+依靠水体中钙的渗透，钙的渗透量大，鱼类生长较快。龙虎泡水质的钙离子均值为20．582 4mg／L，略低于全省湖泊钙离子最低含量；镁离子含量为50．85 mg／L，适中；钙镁含量比值为0．79，远高于一般海水中钙镁比值0．19水平，适合鱼类生长。龙虎泡水体主要离子含量和离子总量均值依照浓度高低排序为：HC03一>Mg2﹢>CI一>C032﹣>Ca2+>Na+和K+>S042﹣，按阿列金水化学分类法，其水型为碳酸盐类 镁组I型(CiMg)。氮和磷等元素是水生生物的主要生源物质，其浓度值的高低与鱼类的生长发育密切相关，同时氮和磷也是反应水质富营养化程度高低的主要指标。龙虎泡水体总氮含量平均为 0．785 6 mg／L，低于黑龙江省湖泊总氮(1．223～1．789 14mg／L)含量，总磷平均0．278 0 mg／L，含量适中。总氮与总磷比值为2．825 9。依据顾丁锡湖泊营养化评价方法。龙虎泡水质属于富一重富营养型水质。浮游植物的种类和数量与水体渔产力和水质富营养化程度密切相关。根据文献重富营养型湖泊浮游植物优势种为蓝藻、绿藻和裸藻，富营养型湖泊浮游植物优势种为硅藻和绿藻，龙虎泡水体中主要浮游植物为绿藻、蓝藻和硅藻，由此可断定龙虎泡属于富一重富营养型水体。龙虎泡浮游动物主要以轮虫为主，并且矩形龟甲轮虫和曲腿龟甲轮虫出现频率比较高，这也符合盐碱性水体浮游动物种类组成特征。 综上所述，龙虎泡水质特点为高碱、高pH值，水体SD、COD、氮磷含量以及浮游植物的调查结果均表明龙虎泡目前属于富营养一重富营养型湖泊，如果不合理治理，在较高温度等合适条件下，其水体中丰富的营养会加速浮游植物繁殖，形成水华。因此，通过化学手段或者投放食浮游生物的鱼类等合理措施进行水质调节已势在必行。

thaisa

湖中芦苇等水草情况如何？

龙虎泡是沙土底芦苇等水草不能生存。湖泊有藻型和草型，它属于藻型。利用浮岛技术应可以，但是冬季过冬问题不好处理。

深层暴气，水深比较浅。 库区太大，局部治理比较现实。 划定较大区域，浮岛拦截 网箱养鱼 扬水暴气 避光控藻 可否？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？/鱼

thaisa

不如用些草，让它烂掉更好。草烂时是会释放一些物质的。

thaisa

湖水难处理可能是没有水草。

稻草可以吗？？？？？？？？？？？？？？？？？？

还是芦苇更好？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？

thaisa

国外有用草处理污染湖水的，你查查。

我没有查到相关资料，您是否有？方便麻烦您发到我邮箱mengyan197206@163.com

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) 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阂值以及在复苏后，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闭值、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，进行深人研究。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。. 关健词:浅水湖泊;富营养化;蓝藻水华;机理 随着 湖 泊 流域人类活动的加剧、大量的营养盐通过各种途径进人水体，使得人们越来越关注水体中营养盐的水平。国际经济发展合作组织(OECD)将这种“水体中由于营养盐的增加而导致藻类和水生植物生产力的增加、水质下降等一系列的变化，从而使水的用途受到影响的现象定义为湖泊的富营养化，并给出了相应的评价标准。在随后的20-30a间，湖泊的富营养化作为评价水体的营养状态的标准而被广泛地应用[27。研究表明[37:我国目前66%以上的湖泊、水库处于富营养化的水平，其中重富营养和超富营养的占22%，使得富营养化成为我国湖泊目前与今后相当长一段时期内的重大水环境间题。 与湖 泊 富 营养化相伴随的一个普遍现象就是许多浮游植物，尤其是那些具有浮力或运动能力的藻类，通常会过度生长，形成藻类的水华，从而导致水质的下降及一系列严重的水环境问题。虽然目前对“水华”一词尚未有非常精确的定义，通常大多是指浮游植物的生物量显著地高于一般水体中的平均值，并在水体表面大量聚集，形成肉眼可见的藻类聚积体[51。在形成水华时，水体中叶绿素a(Chla)的浓度一般在10mg/m3以上。由于广泛地存在于淡水生态系统中及其所产生的一系列严重的水环境问题，微囊藻(Microcystis)水华受到高度的重视而成为研究最多的一种藻类水华[Csl，在世界各地及我国均有大量的报道。 目前 人 们 对水华的认识大多是通过表观现象得出的。在许多情况下，藻类水华出现的速度非常快，这使得“水华”的出现存在突然性，并导致形成了蓝藻可以在短时间内以极快的速度生长的观念[51以致于在新闻媒体的报道乃至专业文献的描述中，水华是在很短时间内暴发、难以预测，并认为每年水华暴发的频次在逐年增加。正是因为至今不能明确诱导水华暴发的主导因子，因此目前的研究更加关注多种因子的藕联作用。研究蓝藻水华的形成机制，可以科学地预测水体中蓝藻水华的产生，并采取相应的技术措施，减少其带来的影响，具有极其重要的生态和环境意义。 1 蓝藻水华形成的环境因素 微囊 藻 在 自然环境中适宜条件下，常常能在较短的时间内形成“水华”，其成因和主要的控制因子是什么?为什么在相同的条件下，蓝藻在与其它藻类的竞争中可以获得生长优势?这些问题一直是各国科学家所共同关注的。经过数十年的研究，目前多数观点认同蓝藻水华的形成一般是由蓝藻本身的生理特点以及温度、光照、营养盐、其它生物等诸多环境因素所引发的。 1.1 物理因素 有关 实 验 表明微囊藻的最佳生长温度高于其它藻类，但有关微囊藻适宜生长于较高温度的结论更多的是来源于野外的观测及基于其水华多发生于夏季的事实，室内实验证明，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。 水体 中 的 光照条件会对其中生长的藻类产生重要的影响。由于蓝藻细胞体内除了具有叶绿素外，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内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。加之蓝藻仅需较少的能量就能维持其细胞的结构和功能，在较低的光照条件下蓝藻可以比其它藻类具有更高的生长速率。这样，在扰动及其它浮游生物数量较多的条件下，蓝藻就具有更多的竞争优势此外 ， 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内的蓝藻吹向湖岸， 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。 1.2 化学因素 在水 华 形 成机理研究中，研究最多的可能就是有关营养盐与藻类生长之间的关系。由于蓝藻水华通常出现在富营养化的湖泊中，早期人们通常假设它们的生长可能需要较高的磷、氮浓度支撑。确实，伴随着湖泊的富营养化，尤其是水体中磷浓度的增加，通常会导致水体中浮游植物的种群组成朝着形成水华的蓝藻演替。同时，水体中总氮总磷比(TN: TP)也会显著影响着浮游植物的种群组成，通常当TN : TP<29时，可以形成水华的蓝藻会占优势。然而，最近的研究结果表明:在较高的TN :TP的情况下，水体中也会形成蓝藻的水华，较低的TN: TP并不是蓝藻水华形成的条件，而是蓝藻水华产生的结果。当水体中溶解性磷的浓度>0.Ol mg/L时，磷浓度的降低不会导致藻类生物量的减少。而在太湖的梅梁湾，水体中平均溶解性磷已经达到0.03～0.07 mg/L。因此，在湖泊富营养化过程的早期，磷作为藻类的生长限制性因子，其含量的增加，导致了藻类的大量生长。但是一旦磷进人湖泊的量大大增加，湖泊底泥中也逐步积累了大量的磷元素，在合适的环境动力作用下，有可能再次释放到水体中。在这些湖泊中，磷可能已经不再是藻类生长的限制因子，根据美国生态学家关于“限制因子规律只有在严格的稳定条件下才能应用”的观点，由于湖泊并不是一个封闭的生态系统，因此，也许引起水华暴发的限制性因子已经发生了转换，有可能其他环境因素成为了藻类生长与水华暴发的限制因子，而营养元素的浓度只是人们可以控制的诱导因素之一，这有待人们进一步研究加以认识。 事实 上 ，由于蓝藻的生活史、行为特点，使得它们能够更有效地适应特殊的磷环境。例如:微囊藻有较高的磷吸收的最大摄取速率(Vmex)、比其它藻类具有更强的储存磷的能力，它们可以在细胞中储存足够的磷(够细胞分裂2-4次)、对磷、氮等营养盐的结合力比其它藻类高等，这些特点使得它们可以更有效地利用磷，尤其在氮、磷限制的条件下，具有比其它藻类更高的竞争力。因此，在许多氮、磷浓度较低的水体中，也时常可以见到蓝藻的水华。对于生长在大型湖泊中的蓝藻而言，由于湖泊内部的营养盐循环、沉积物一水界面的交换、微生物过程等使得它们生长所需的营养盐往往可以得到再生、补充，而不必完全依赖于外界的输入。因此，与生长在小型湖泊中的相比，它们更少受营养盐的限制。此外，有研究报道，湖泊中风浪的扰动可能比水体中的营养盐的含量本身更能影响铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长。 1.3 生物因素 相对 与 物 理因素和化学因素，对蓝藻水华形成的生物学因素，尤其是生物种群间相互作用的因素研究较少。已有的研究主要关注的是蓝藻本身的生理生态特征在形成优势种群过程中的作用。例如，为了获取适宜的光辐射，蓝藻常常会以形成表层水华的方式作为其适应环境的生态对策的一部分。许多种类的蓝藻细胞中具有的气囊，使得它们能够悬浮在水中，同时可以通过调节浮力来控制它们在水体中的垂直分布、昼夜迁移及形成水华的能力。这种通过浮力的控制一方面使得它们能更好地适应环境的变化，例如:漂浮到表层，增加获得光照的条件、迁移到营养盐较适宜的位置，增加营养盐供给;另一方面，水华蓝藻，如微囊藻，通过细胞分裂和胶鞘形成，形成了细胞数量很多的群体，不仅增强了下沉和上浮的速度，而且减少了沉积的损失。蓝藻的这种能够进行垂直迁移的特性，使得它们在与其它藻类竞争营养盐，尤其是在竞争光的方面具有明显的优势。近期许多研究还提出了蓝藻成为优势种的其他原因，例如:蓝藻对低温以及低光强和紫外线的适应，与其他藻类相比，可以过量摄取无机碳和营养物质的能力，由于形成群体胶鞘，降低了被浮游动物摄食的可能，分泌它感物质对其他物种的抑制作用以及藻毒素对其他物种生长抑制作用等。 在 自然 环 境中，蓝藻必须面临昼夜交替的过程，它们可能会长期或周期性地处于一种厌氧的环境中。在这种条件下，蓝藻可以以发酵的形式，分解、利用光合作用时积累在细胞体内的糖原作为能量来源，从而可以维持其生命活动并生长良好。而不具备这种能力的其它藻类在暴露于黑暗、厌氧条件下2-3h后，细胞就会死亡和裂解。此外，湖泊中的蓝藻生命循环的过程中，还包括一个持续不断停留在表层沉积物中的阶段。在水华形成期间和水华形成以后，尤其是当生长环境条件不利时，微囊藻会聚集，进入休眠状态而沉降到相对黑暗、厌氧的表层沉积物中。在这种特殊的环境条件、细胞内贮存的丰富有机物可能为微囊藻的休眠细胞提供了复苏和生长基础。微囊藻的这种生活史策略不仅会影响水体中微囊藻的种群变动，而且可能有助于其越过环境条件恶劣的冬季。这一现象虽然被国内外研究者所注意，但因为其过程十分复杂，且生物量极低，用传统的方法无法进行采样和深人分析，至今还没有完全为人们所认识。一些丝状蓝藻可以形成厚壁抱子(akinetes)以度过不良环境，但是至今没有微囊藻形成此类抱子的报道。根据已有的研究报道和作者的观察，在越冬时，微囊藻是以单细胞或数个细胞的小群体状态存在，在春季复苏时，才逐步由单细胞或小群体生长为含有数千个细胞的大群体乃至最终上浮到水面形成水华。目前对微囊藻过冬生理生态对策了解甚少。但是，如果对冬季水体底层低温黑暗极端环境条件下，水华蓝藻生存的生理生态对策有进一步认识，就有可能在冬季，即蓝藻复苏并大量繁殖形成水华之前及时采取针对性措施，为探索控制水华蓝藻技术途径提供理论根据。 Kamermans等认为，一些藻类能在春季迅速生长并在夏季形成水华的主要原因就是在冬季这些藻细胞埋于底泥中得以生存。只有蓝藻这类具有多种代谢类型的藻类才可以在此环境中保持细胞的完整性及保持光合作用的能力。Fallon等从Mendota湖底泥中采集的微囊藻，经过一段时间的培养后仍然具有光合作用活性，并发现微囊藻主要集中在小于4 cm的底泥表层。且越冬微囊藻更能适应弱光. Tsujimura等人研究表明，在冬季，琵琶湖(Lake Biwa)底泥表面的微囊藻高于初夏，而从仲夏到秋季则一直增加，这与水柱中藻类生物量的一般规律正好相反。作者所在课题组同样检测到，富营养化较严重的太湖梅梁湾湖区底泥表面的藻蓝素浓度要高于开阔的湖心区底泥表面;而同在梅梁湾，其冬季底泥表面的藻蓝素水平又高于夏季①。待环境条件适宜时，处于休眠状态的藻细胞又会大量萌发，从沉积物中重新回到水体中迅速繁殖，这种从沉积物中“复苏”的种群有时会足够大到影响它们的种群动态。因此目前对冬季水华蓝藻在不同营养化状态的湖区底泥上的分布规律，以及与未来夏季形成水华的空间关联缺乏系统的认识，对春季蓝藻在底泥与上覆水之间的迁移与复苏上浮直至形成水华过程也需要进一步的研究。 水体 中 的 浮游植物群落大小是由捕食和营养盐共同控制的，且这种变化具有季节性。一般而言，春季时捕食的影响较大，而夏季营养盐的限制更严重些。浮游动物所能摄食的最大食物颗粒，取决于其体积的大小。浮游动物在摄食时，对直径<5um的微囊藻群体不具有选择性，而当微囊藻细胞聚集、形成较大的群体后，就可以有效地抵御原生动物、浮游动物的捕 食。 这种 藻 类 对于捕食压力的适应机制同样对研究蓝藻水华形成机理有所启发。在已有水华形成机理研究过程中，虽然在微囊藻的室内培养过程中所添加的营养盐浓度远远超过一般能形成水华的湖泊环境中的浓度，例如磷和氮，光照和温度等条件也是控制在最佳状态，但是微囊藻总是以单细胞状态存在，不能形成野外常见的群体，因此在实验室内控制条件下进行模拟水华形成过程的实验中，即使其生物量达到很大，也难以观察到藻类细胞上浮到液面，积聚以至形成水华的现象。正是因为有关生态因子在室内模拟实验中无法诱导水华形成，因此至今很难验证某一因素就是水华形成的诱导因子。这也一直阻碍着此类研究的进展。究其原因，可能是由于现有的模拟实验中所考虑的仅仅是藻类生长的物理与化学因素，而几乎没有考虑其他生物的存在对其生存形式的影响，尤其是野外普遍存在的种群之间的竞争作用以及浮游动物对其形成的捕食压力。根据生物协同进化的基本规律，正是由于有浮游动物的捕食压力，藻类在长期进化过程中为抵御捕食，常常会形成藻毒素、胶鞘以及群体，以减少由于被过度捕食而导致种群灭绝的可能，这样，浮游动物也不会由于过捕而失去食物来源。捕食压力对蓝藻种群群体形成的诱导现象已在实验室模拟研究中偶见报道。例如，Burkert等在透析隔膜实验中，由于偶然事故，分隔的透析膜突然破裂，使得隔膜另一边的鞭毛虫突然进人铜绿微囊藻培养空间，随后观察到由几十乃至几百个细胞聚合形成的群体。报道没有说明是鞭毛虫释放的诱发性化学物质还是直接的捕食压力诱发藻类细胞发生生理生化反应，导致群体形成，且其群体形态与自然湖泊的形成水华的群体还有差别;Jang等也发现，当铜绿微囊藻与大型蚤、蚤状蚤及多刺裸腹蚤3种浮游动物共同培养时，不仅藻毒素增加，也能诱导群体形成;国内水生生物研究所的研究人员探讨了群体胶鞘的形成与消解在水华爆发和毒素产生中的生理生态学意义，发现失去了群体胶鞘的微囊藻仍生长良好，但是毒性及毒素的组成等生物学特性发生了重大变化。作者所在课题组曾经观察到，在实验室内采用冬季太湖底泥培养滤液，诱发纯培养的铜绿微囊藻单细胞形成了30^60个细胞的群体。藻类的生长导致生物量的增加与被摄食所引起的减少也许对于水华成因的认识有所帮助。 2 蓝藻水华成因的理论探讨 2.1 对蓝藻水华成因的思考与理论假设 从生 态 学 的角度来看，蓝藻水华形成作为一种典型的生态学现象，也应该遵循生态学基本规律。尽管在已有的研究中，都注意到了生态因子对生物作用的基本规律，即生态因子对生物的综合作用，主导因子作用、直接作用和间接作用，但是似乎对蓝藻水华形成的生态因子阶段性作用关注不够。 人们 所 观 测到的湖面出现蓝藻水华“暴发”，一般是在高温季节、强光条件和风平浪静时等特定的环境条件。事实上，如果在显微镜下观察，就可以发现，在此之前水体中已悬浮有大量的微囊藻群体。一旦气象与水文条件适合，微囊藻群体上浮、聚集在水表面形成水华，而表层以下水体中藻类的群体却明显减少。因此，可以推断，在水华形成前后，同一水柱中的叶绿素总量可能并没有很大变化，在大多数情况下，这种突然出现的“水华”只不过是已存在、分散在水体中的藻类群体在适宜条件下的上浮、聚集、迁移至水面并为人们肉眼所见的过程，而非藻类在短时间内连续的快速生长所致。因此，蓝藻水华的出现，从表观现象上看确实是瞬时的“暴发”，但是其本质却显然有一个逐渐发展与形成过程，是藻类生物量水体中的逐渐增加的一个缓慢、可以预测的过程。其前提仍然是水体中已经存在较大的藻类生物量。准确地说，“暴发”仅仅描述了短时间内大量水华蓝藻群体的空间位置的改变，主要是从水体中上浮到水体表层或者是由于风的作用，在湖岸的局部地区大量聚集，而不是生物量的“巨变”。对这个问题的正确认识将不仅仅是名词的差异，而且将直接影响到对水华形成机理及其研究方法的确定。这也许需要从水华的严格定义及其指标来认识。如果认为叶绿素含量是水华是否形成的指标，那已有文献中所描述的每年几次的水华暴发“次”与“次”之间，水体中叶绿素含量是明显下降了然后在下次暴发时再次增加?还是一直持续维持在较高的水平?根据目前所得到的观察资 料，大多数数据似乎都显示在湖泊水体中，叶绿素的含量在夏季水华发生季节，在没有人为干扰的情况下，只要环境因子合适，一般都持续以高浓度的状态存在，据此也就无“第一次”与“第二次”水华暴发之说，因为这期间叶绿素并没有迅速消失或增加。如果认为只有水华蓝藻群体上浮到水面才是形成水华的标志，根据作者及有关研究者的追踪观察发现，在夏季水华常发季节，只要气象和水文条件适合，在太湖水体中早已存在的大量微囊藻群体在一天内可以多次上浮与下沉，也就是说，每天都可以“暴发”无数次。这与现有的文献或媒体报道中所描述的某年某月某日发生水华暴发，或者某次水华暴发持续了几天，以及每年水华暴发的频次记载等描述都有一定的差异。如果认为需要同时满足叶绿素含量和上浮积聚两个指标才能认定水华的形成，也就是说，仅仅叶绿素含量的增加不能成为水华形成的判据，显然这种说法又与水质以及由其造成的生态危害的实际情况不相符合。可见，确切的水华定义或指标的确定对研究水华形成机理十分必要。 正是 由于 水华的“暴发”的前提是一定的藻类生物量，因此在探索夏季水华的成因时，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、春季复苏的主要生态诱导因子及其闭值以及在复苏后，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。 因此 ， 根 据生态因子作用的一般特征以及对太湖蓝藻水华形成过程的野外原位观测，作者认为可以提出这样的假设: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、上浮和积聚形成水华等4个主要的阶段。在不同阶段中，微囊藻的生理特征及其主导生态因子完全不同(表1)。因此，应根据其不同的生理阶段，对蓝藻水华形成过程进行更有针对性的深入研究。其实这4个阶段的时间分段也不是绝对的，不同阶段之间彼此也有重叠。例如，在春季，藻类一边复苏，同时生长也已经开始，而在生长过程中，只要有合适的气象与水文条件，生物量足够大时，藻类群体就有可能上浮到水面形成水华。事实上，许多研究已经在这些不同的阶段分别进行了多年的探索，尤其是蓝藻生长和水华形成阶段的研究，已极大地丰富了人们对蓝藻水华成因的认识。本文提出的假说一方面强调了其他阶段可能其主导因子有所不同，力图使蓝藻水华形成机理研究更为系统化;另外，如果能了解蓝藻在极端环境中，尤其在冬季水底黑暗条件下蓝藻生存的生理生态对策，而这又是蓝藻生命周期中必需经历的、且是最薄弱和生物量很低的环节，确定春季水华蓝藻复苏的诱导因子，就有可能为探索在蓝藻休眠期或复苏前采取更加有针对性的控制蓝藻的新技术提供理论根据。 2.2 需要进一步研究的内容 虽然 对 蓝 藻的生长以及生理特征等方面已有大量的研究。但要验证上述的假设，仍有一些关键的问题需要深人探索。目前迫切需要进行研究的内容有: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。例如:蓝藻如何越过冬天的低温及湖底的低光照乃至黑暗环境?在这种特殊的环境中藻类生存的极值是什么?蓝藻在春季复苏的触发条件及其生态闭值?蓝藻在与其它藻类种群竞争中取胜的生理与生化特征?蓝藻过度增值的主导因素?蓝藻的气囊的形成、浮力控制的条件?微囊藻群体形成的条件及其在水华形成过程的作用?以及气象与水文因素与蓝藻群体在水体中空间垂直位置改变速率的定量关系等。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早期预测，寻求更加具有针对性的控制措施，尽量减少由于蓝藻水华导致的水质恶化带来的经济与社会危害。