南京地理所揭示湖泊水體陽離子對藍藻聚集及水華形成的促進機理
2020-12-08 中國科學院南京地理所揭示湖泊水體陽離子對藍藻聚集及水華形成的促進機理
2016-09-18 南京地理與湖泊研究所
語音播報
藍藻水華除受環境營養鹽、水文氣象及生物脅迫作用外，水體中存在的陽離子（如鈣鎂離子）濃度對顆粒聚集及水華形成的影響卻鮮有關注。藍藻胞外聚合物（EPS）是藍藻細胞在生長繁殖過程中產生的一類高分子有機質，含有多官能團及豐富結合位點。通過解析不同陽離子條件下EPS的水力學行為及構效異質性，結合微囊藻顆粒的原位聚集觀察，可豐富對藍藻水華形成機理的認識。
中國科學院南京地理與湖泊研究所江和龍課題組的徐華成等研究人員在前期水華藍藻EPS結構組分表徵研究的基礎上，結合傳統分析和先進表徵手段，在不同陽離子環境下EPS的水力學行為、構效變化及其對水華形成的促進機理研究方面取得初步進展：
EPS在不同陽離子條件下的水力學行為差異明顯，單價鈉離子對EPS顆粒水力學行為幾乎沒有影響，而二價鈣、鎂離子質易引起EPS顆粒聚集，但是所有EPS表面電荷均隨一價和二價陽離子濃度的升高而減少，表明EPS與陽離子作用並非簡單的靜電物理中和。離子滴定結合光譜研究表明，二價鈣鎂離子易與EPS中活性官能團（如酚-OH、芳香C=C、碳水C-O）結合，而單價鈉離子雖與這些官能團也有絡合，但是結合能力及容量均極為微弱。基於低溫冷凍透射電鏡分析，二價鈣鎂離子的配位及架橋作用易與EPS中官能團形成−O−M2+−O−絡合物，促進EPS顆粒團聚。室內條件進一步發現，二價鈣鎂離子存在條件下EPS的構效團聚作用可促進微囊藻聚集體的形成（100~200μm）。基於目前內陸水環境緩慢升高的陽離子濃度及其對顆粒聚集的濃度累積作用效應，陽離子對藍藻水華形成的影響應引起研究者及相關管理部門的關注。
上述研究得到了國家自然科學基金項目的資助。相關研究結果已發表在最新一期《環境科學與技術》（Environmental Science & Technology 2016,50(17),9034-9043)期刊，並被期刊網站選為圖片新聞。
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南京地理所揭示湖泊水體陽離子對藍藻聚集及水華形成的促進機理
藍藻水華除受環境營養鹽、水文氣象及生物脅迫作用外，水體中存在的陽離子（如鈣鎂離子）濃度對顆粒聚集及水華形成的影響卻鮮有關注。藍藻胞外聚合物（EPS）是藍藻細胞在生長繁殖過程中產生的一類高分子有機質，含有多官能團及豐富結合位點。通過解析不同陽離子條件下EPS的水力學行為及構效異質性，結合微囊藻顆粒的原位聚集觀察，可豐富對藍藻水華形成機理的認識。
中國科學院南京地理與湖泊研究所江和龍課題組的徐華成等研究人員在前期水華藍藻EPS結構組分表徵研究的基礎上，結合傳統分析和先進表徵手段，在不同陽離子環境下EPS的水力學行為、構效變化及其對水華形成的促進機理研究方面取得初步進展：
EPS在不同陽離子條件下的水力學行為差異明顯，單價鈉離子對EPS顆粒水力學行為幾乎沒有影響，而二價鈣、鎂離子質易引起EPS顆粒聚集，但是所有EPS表面電荷均隨一價和二價陽離子濃度的升高而減少，表明EPS與陽離子作用並非簡單的靜電物理中和。離子滴定結合光譜研究表明，二價鈣鎂離子易與EPS中活性官能團（如酚-OH、芳香C=C、碳水C-O）結合，而單價鈉離子雖與這些官能團也有絡合，但是結合能力及容量均極為微弱。基於低溫冷凍透射電鏡分析，二價鈣鎂離子的配位及架橋作用易與EPS中官能團形成−O−M2+−O−絡合物，促進EPS顆粒團聚。室內條件進一步發現，二價鈣鎂離子存在條件下EPS的構效團聚作用可促進微囊藻聚集體的形成（100~200μm）。基於目前內陸水環境緩慢升高的陽離子濃度及其對顆粒聚集的濃度累積作用效應，陽離子對藍藻水華形成的影響應引起研究者及相關管理部門的關注。
上述研究得到了國家自然科學基金項目的資助。相關研究結果已發表在最新一期《環境科學與技術》（Environmental Science & Technology 2016,50(17),9034-9043)期刊，並被期刊網站選為圖片新聞。
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南京地理所揭示湖泊水體陽離子對藍藻聚集及水華形成的促進機理
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水華 - 水華-海洋 -中國天氣網
藻類大量死亡後，在腐敗、被分解的過程中，也要消耗水中大量的溶解氧，使水體嚴重惡臭。而造成水華現象的出現，主要原因還是水域沿線大量施用化肥、居民生活汙水和工業廢水大量排入江河湖泊，致使江河湖泊中氮、磷、鉀等含量上升。導致水華發生的重要的因素之一就是水體的富營養化。 -
太湖巢湖等5月初進入藍藻水華高發期,預警和監測並不容易
中科院南京地理與湖泊研究所研究員秦伯強課題組研究發現了藍藻水華發生的動態特徵及其驅動機制，並提出藍藻水華暴發過程的概念性解釋。5月初，太湖、巢湖等大型淺水湖泊進入了藍藻水華高發期。藍藻水華是水域生態環境問題，多發生在大型淺水富營養化湖泊。其暴發會引發一系列連鎖反應，影響最為明顯的是飲用水供水安全和水體生物多樣性。 -
STE:邵克強等揭示藍藻水華厭氧分解對湖泊微生物群落的影響
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藍藻水華治理曙光初現 相關儀器設備已「待命」
藍藻水華是淡水中部分藍藻種類在適宜的環境條件下過度生長，在水面聚集形成浮渣的現象。因形成水華的種類產生藍藻毒素，如最為常見的微囊藻毒素是一種肝毒素，被認為是肝腫瘤的潛在促進劑。 「公眾對藍藻水華問題要重視，不要過分恐慌。」 -
藍藻水華治理——打撈能否控制藍藻生長?
藍藻打撈的理論基礎為了搞清楚如何打撈能夠更加有效地控制藍藻水華，中國科學院南京地理與湖泊研究所的浮遊藻類生態學研究團隊在太湖生態系統研究站進行了為期兩個星期的野外原位實驗，定量研究了不同打撈強度對富營養化水體藍藻的後續生長和藻類群落結構的影響。文章在2019年的Science of the Total Environment上發表。 -
中德有毒水華藍藻生物學研討會在水生所舉行
9月13日至15日，中德有毒水華藍藻生物學研討會在中國科學院水生生物研究所舉行。中國國家自然科學基金委員會副主任朱作言院士蒞臨會議並致詞，中德科學基金研究交流中心德方主任Koenigs博士在會上介紹了德意志研究聯合會與中國的合作項目。德國淡水生態和內陸漁業研究所所長Steinberg教授等6位學者參加了研討會。 -
研究發現太湖藍藻水華暴發時間提前
新華社南京4月19日電（記者王珏玢）記者從中科院南京地理與湖泊研究所獲悉，該所太湖生態系統研究站科研人員通過對衛星遙感數據的綜合分析和計算，發現隨著氣候變暖，近些年太湖藍藻水華暴發的時間顯著提前。湖泊富營養化，是一種氮、磷等營養物質含量過多所引起的水質汙染現象。 -
太湖西南部藍藻集聚 環境保護部組織專家找對策
隨著天氣轉暖，氣溫回升，4月13日，在浙江長興與江蘇宜興交界的太湖西南部沿岸首先發現有藍藻集聚現象，並形成明顯的藻類水華。 經監測，發生藍藻水華水域，水體中藻類密度在1500～2800萬個/升之間，集聚帶寬度有100米左右。梅梁湖西岸也有少量藻類，呈絲條狀分布，水體中藻類密度在500萬左右。相關部門隨即啟動了藍藻預警機制。 -
我國湖泊富營養化的發生機制與控制對策
關於氮和磷導致湖泊富營養化和藍藻水華暴發問題有不同見解：1)湖泊磷含量較低時，有可能成為導致富營養化和藍藻水華暴發的限制因子。2磷的含量急劇增加時，pH，水深、溫度、光照、波浪、風和生物因素等其他因子中的一種有可能成為新的限制因子。3)我國農業和生活發展水平，決定了向水體輸入的氮和磷的影響還將在很長一段時期內存在。 -
專家稱太湖藻類水華可能持續近5個月
對於此次太湖大規模藍藻爆發影響自來水供應問題，中科院南京地理與湖泊研究所研究員、太湖湖泊生態系統研究站站長胡維平稱，「藍藻汙染」早在4月份就已經爆發了，他們在本月初就擬定了原因分析及應急治理方案建議，提出提前採取措施，全面控制藍藻水華。 -
城市環境所揭示水庫水位波動對水華藻類的影響
水庫水資源在供水、防洪、發電、養殖等方面為人類提供生態系統服務已半個多世紀，中國是水庫大國，目前水庫水量約為自然湖泊的三倍，其對社會經濟發展的作用愈顯突出。然而，我國水庫特別是亞熱帶地區水庫普遍存在不同程度的富營養化問題，具有較高的藻類水華發生風險。 -
一到夏季就暴發 藍藻竟成太湖「標配」?
中科院南京地理與湖泊研究所副研究員鄧建才介紹，藍藻是原核生物，又叫藍綠藻細菌，在地球上已存在33億年，是所有藻類生物中最簡單、最原始的一種，也是地球上出現最早、分布最廣、適應性最強的光合自養生物。藍藻生長期內通過光合作用細胞增殖，水柱體的藻類總量迅速增加；高峰期藍藻密度達到最大，出現氣囊與膠鞘，在合適的氣象、水文條件下上浮，水面呈鮮亮的綠色；衰亡期藍藻開始腐爛降解，藍藻衰亡5天後變為黃綠色，衰亡22天後變為淺黃色，衰亡50天後變為白色。「太湖突然出現水華暴發並非藻類在短時間內連續快速生長所致，而是已存在、分散在水體中的藻類上浮、聚集、遷移至水面並為人們肉眼所見的過程。 -
大型淺水湖泊藍藻水華暴發動態特徵及其機制研究獲進展
在國家自然科學基金委創新研究群體、國家自然科學基金委中法國際合作項目和中國科學院前沿科學重點項目等的聯合資助下，中國科學院南京地理與湖泊研究所秦伯強研究小組在大型淺水湖泊藍藻水華發生的動態特徵及其驅動機制方面取得進展，並提出了大型淺水湖泊藍藻水華「暴發」過程概念性闡釋。 -
科技日報:一條吞藍藻、吐清水的機器「魚」
當它們成為你盤中美餐的時候，有位中科院的專家卻仿照其濾食原理，造了一臺過濾藍藻的機器。在藍藻幾欲成災的水面上，只要遊來這臺「機器魚」，水質很快就恢復安全水平。近期，中國科學院南京地理與湖泊研究所科研人員在巢湖研製出「大型仿生式水面藍藻清除設備」，並立即投入巢湖市水源地藍藻災害防治進行實戰檢驗，取得顯著成效。 -
「技術交流」湖泊水體生態修復工程技術要點
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湖泊富營養化過程和藍藻水華暴發機理項目組召開會議
1月30日至2月1日，「973」項目「湖泊富營養化過程與藍藻水華暴發機理研究」2004年度工作會議在武漢召開。該項目諮詢專家吳德鄰研究員、付家謨院士及甘子鈞研究員出席會議並作了指導性發言。雲南省科技廳助理巡視員李村生、中科院資環局生態環境處處長黃鐵青等也一同聽取了會議。 -
長江支流「水華」現象如何調控
「水華」現象是流域水體藍藻過量繁殖所形成，藍藻是一種原始而古老的藻類原核生物，常於夏季大量繁殖，腐敗死亡後在水面形成一層藍綠色而有腥臭味的浮沫，稱為「水華」。據專家研究表明，「水華」出現，會加劇水質惡化，對魚類等水生動物，以及人、畜均有較大危害，嚴重時會造成魚類的死亡，這主要是因為大量死亡的藍藻屍體分解時消耗氧氣，造成魚類窒息死亡。 -
夏季無錫太湖淡黃色藍藻泛濫 與水中環境汙染有關嗎?
日前，有媒體在網上報導，隨著夏季高溫來臨，無錫太湖出現大量淡黃色藍藻泛濫現象，遍布湖面十幾公裡，引起了社會各界的高度關注。 工作人員在打撈藍藻 受訪者供圖淡黃色藍藻是怎麼形成的？除了與高溫有關，與水中環境汙染有關係嗎？ -
探究藍藻水華與水體富營養化共同治理策略
當水中藍藻含量較少時，其以個體分散在水中，若遇到水溫、富營養化、有機磷等適宜條件【2】它們就會快速生長，發展到一定程度後就會產生群體效應，聚集後呈綠色油漆狀覆蓋於水面，稱之為水華， 水華會通過多種途徑引起水體中溶解氧濃度下降, 從而造成魚蝦等水生動物死亡, 進而對水環境和水生生態系統造成危害【3】。 -
「水華」催生一個新產業 德林海讓藍藻治理不再難
記者近日走訪了專注藍藻治理的無錫德林海環保科技股份有限公司(簡稱「德林海」)，找尋上述問題的答案。「水華」事件催生一個產業2007年5月，太湖藍藻暴發，引發無錫飲用水危機。從那時起，人們開始注意到藍藻這一單細胞原核生物，以及由於水體富營養化導致的藍藻暴發生態問題。