藻類及湖泊(水庫)富營養(yǎng)課件

藻類及湖泊（水庫）富營養(yǎng)化石油大學(xué)（華東）環(huán)境科學(xué)與工程系1提綱概述藻類簡介湖（庫）藻類（浮游性）監(jiān)測富營養(yǎng)化中的藻類指標(biāo)藻類及富營養(yǎng)化控制方法2第一節(jié)概述1.湖泊（水庫）的價值3

？但灌溉、養(yǎng)殖——“水肥魚美”水變肥——富營養(yǎng)化意味著湖泊（水庫）“泥肥魚肥”的同時也意味著湖（庫）的逐步“衰老、死亡”。飲用——“水清無魚”4營養(yǎng)

——主要指植物營養(yǎng)N、P富

——“富?！?、多富營養(yǎng)化總P＞0.1mg／L

無機(jī)N＞1.5mg／L化——變化趨勢湖泊（水庫）水體中無機(jī)N、P數(shù)量向富營養(yǎng)型變化的趨勢—“富營養(yǎng)化”。5富營養(yǎng)化的長期影響“衰老死亡”湖、庫

沼澤、濕地

草地“水下草原”

“生物淤積”天然狀態(tài)下緩慢演變6人為狀態(tài)下急速演變近期影響富營養(yǎng)化

N、P↑適合水溫、光照浮游藻類過度生長“水花”

(waterfloom,bloom)

1.缺氧有毒—水族死亡，人畜無法飲用

2.

帶色、腥臭—影響旅游景觀3.懸浮物過多—取水困難，沼澤化富營養(yǎng)化評價和控制的關(guān)鍵7第二節(jié)藻類簡介“最原始的植物”植物—光合作用H2O糖原始—①沒有器官分化（沒有“根莖葉”）細(xì)胞物質(zhì)莖葉高等植物各種藻類要么是單細(xì)胞浮游個體，要么是同樣細(xì)胞的“有序堆積”②原始習(xí)性各種藻類要么具有葉綠體要么本身就是一個葉綠體。各處細(xì)胞嚴(yán)重分化絕大多數(shù)浮游生活在水中（少數(shù)著生水底、陸地生存）；8已發(fā)現(xiàn)22000種，估計只是總數(shù)的十分之一根據(jù)形、色、結(jié)構(gòu)等，將藻類分為十一門，即藍(lán)藻、裸藻、綠藻、隱藻、輪藻、金藻、黃藻、硅藻、甲藻、褐藻、紅藻。紅褐藍(lán)綠黃金輪隱裸甲硅一、分類9生物學(xué)進(jìn)一步分類門

綱

目

科

屬

種硅藻門硅藻綱

中心目

圓篩藻科直鏈藻屬

遠(yuǎn)距直鏈藻10原核藻類原核—結(jié)構(gòu)類似細(xì)菌①藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）—35億年歷史有光和色素，無葉綠體細(xì)胞質(zhì)纖毛細(xì)胞核（無外膜）細(xì)胞壁細(xì)胞膜鞭毛細(xì)菌結(jié)構(gòu)葉綠體本身就是“一個退化的藍(lán)藻”11常見屬形態(tài)：

多細(xì)胞群生(個體直徑2～6um)

，無鞭毛顏色：

藍(lán)綠色(藻膽素、葉綠素)，有時帶黃褐色甚至紅色（胡蘿卜素、葉黃素），顏色隨光照條件改變而改變。12顫藻屬單歧藻屬色球藻屬微囊藻屬

腔球藻屬皮果藻屬筒孢藻屬異型細(xì)胞是進(jìn)行無氧固氮反應(yīng)的場所。念珠藻屬13抗不良環(huán)境（35億年頑強(qiáng)不息）：

耐高溫、低溫、高滲透壓、干燥高溫85℃的溫泉中能大量繁殖，在多年不融化的冰上以及高滲透壓鹽湖等極端環(huán)境下也能生長；在沙漠中藍(lán)藻常以結(jié)成片的殼覆蓋在土壤和巖石表面，在干旱時休眠，在短時間的冬雨或春雨中生長繁衍。

原因—變異種類多，可形成休眠體14淡水藻，引起水花（水花中最常見最頻繁最具危害性）銅色微囊藻曲魚腥藻常見的是銅色微囊藻、曲魚腥藻等。15藍(lán)藻產(chǎn)品—螺旋藻、發(fā)菜營養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為，1克螺旋藻粉所含的營養(yǎng)相當(dāng)于1000克各種蔬菜營養(yǎng)的總和。

(100克/瓶)

單價:80元發(fā)菜—念珠藻16有細(xì)胞核、葉綠體、高爾基體等等內(nèi)部細(xì)胞器管。以下均是真核藻類17②裸藻淡水藻大多為個體(直徑>10um)

裸-不具細(xì)胞壁柄裸藻屬以膠柄相連成群體附著于浮游動物身上鮮綠色

有1根鞭毛(游動)感光眼點(diǎn)－俗稱“眼蟲”動植物12億年前以此分化眼點(diǎn)18③綠藻8000多種

綠色形態(tài)：

有細(xì)胞壁、

群體或個體2~4根等長的鞭毛大多為淡水藻新月藻鼓藻屬柵藻屬盤星藻屬團(tuán)藻屬水綿個體小球藻衣藻雙星藻屬19④隱藻門細(xì)胞橢圓形,扁平呈一背板，有細(xì)胞壁雙鞭毛常見兩屬

藍(lán)隱藻

隱藻引起水化

20⑤輪藻輪—

有節(jié)，節(jié)上有輪生的分支特點(diǎn)：富集碳酸鈣陸生植物的祖先高可達(dá)50cm250種，全為淡水種21⑥金藻魚鱗藻屬合尾藻屬金——藻體呈現(xiàn)黃綠色和金棕色（葉黃素和α－胡卜素占優(yōu)勢）形態(tài)：群體，具有一或二根鞭毛

300個屬，600多種

其水花為金褐色，常見于較清澄的湖泊、水庫中。22⑦黃藻形態(tài)：絲狀，細(xì)胞壁由

兩個半片套組成不等長鞭毛淡水藻黃絲藻屬（常見）23⑧硅藻硅—細(xì)胞壁中富含硅單細(xì)胞，形狀各異特征：由上下殼組成鹽水中的舟形硅藻顏色：黃綠色和黃褐色24常見的硅藻形狀小環(huán)藻25硅藻化石——硅藻土應(yīng)用：濾料、載體干燥劑、食品添加劑（殺死寄生蟲）26甲——（纖維素成分）褶皺外殼，角狀突起顏色：棕黃色或黃綠色，偶爾紅色

多為海水藻引起赤潮

⑨甲藻甲—“盔甲”腰帶多甲藻赤潮（redtide）制造者27⑩褐藻顏色：橄欖色和深褐色（如海帶）最長達(dá)500m海水藻⑾紅藻色素：藻紅素和紅藻藻藍(lán)素（紫菜屬、石花菜屬）海水藻28輪藻、褐藻、紅藻屬于沉水植物其余藻類屬于浮游植物浮游植物型（藻型）是最常見富營養(yǎng)化湖（庫）類型。（其余還有草型、藻－草、異常型）29二、藻類的生理特性生理特性—“食、住、行”食—營養(yǎng)需求、代謝、繁殖住—生存環(huán)境條件（溫度、光線、pH、毒物等等）行—對環(huán)境的影響（善、惡）30①食水、鹽、二氧化碳

光照

CO2+H2O→[CH2O]（糖）+

O2

藻類色素糖+鹽藻細(xì)胞酶脂類蛋白質(zhì)核酸DNA、RNA31a.鹽N、P、其他元素N—無機(jī)氮(NH4+-N

、NO3-

-N、NO2–N)（形成氨基酸－N、堿基－N→蛋白質(zhì)、核酸）P—磷酸鹽（形成磷脂→細(xì)胞膜、核苷酸→核酸、維生素）其他元素—K、Ca、Cl、Na、S、Fe2+、Mg2+、Si、微量元素（酶的組分、細(xì)胞壁成分）N、P是需求量最大，主要的限制性營養(yǎng)鹽，尤其是P32直接來源—農(nóng)田徑流水、含磷洗滌劑、工業(yè)廢水（主要是化工行業(yè)）、降水降塵間接來源—含有機(jī)氮廢水（有機(jī)氮經(jīng)細(xì)菌分解為無機(jī)氮為藻類利用）生活污水、食品加工、釀造廢水

b.湖（庫）藻類N、P來源33

c.代謝方式光能自養(yǎng)

d.繁殖無性繁殖：二分裂、出芽、孢子細(xì)胞壁兩端卡死形成隔壁層，子細(xì)胞成形34有性繁殖：配子生殖配子—可融合的個體兩兩融合，復(fù)制分裂精卵生殖不同藻類繁殖方式不全相同，以無性繁殖方式最為普遍35②住光線、溫度、酸堿度(pH)、鹽濃度、水體流動性、毒物等A.光線光強(qiáng)度↑→光合作用↑→藻類繁殖旺盛影響因素：地理因素（區(qū)域、季節(jié)、天氣）、水因素（深度、污染程度影響濁度）藻類對光強(qiáng)度喜好有強(qiáng)弱之分，不同藻類水中分層排布；36B、水溫最適溫度：25~40℃影響因素：季節(jié)酶活性最佳37C.酸堿度(pH)H+/OH-過高過低均影響營養(yǎng)物的吸收大多最適pH6～8D.鹽濃度影響細(xì)胞內(nèi)外水的進(jìn)出太高→質(zhì)壁分離→

淡水藻不能存在于海水中太低→脹破→海水藻不能存在于淡水中不同種類淡水藻對鹽度耐受能力不同。38

易發(fā)生水化多數(shù)為主E.水體流動性死水（流動性差）、活水（流動性好）流動性強(qiáng)弱(流量、流速)營養(yǎng)鹽的積累速度藻類的流失量污水(高N、P)↑↑藻↑↑藻↓+不一定凈水(低N、P)↑↓↓↑↓

↓39F.毒害物直接毒害：重金屬（如硫酸銅）、氧化劑（如高錳酸鉀、石灰乳、漂白粉、氯氣、臭氧）機(jī)理：酶中毒、細(xì)胞膜穿孔間接毒害：有機(jī)物機(jī)理：滋生細(xì)菌→光線障礙、生物競爭40G.生物因素生物競爭、被捕食競爭氮源—硝化菌（NH4＋

→

NO3-）、反硝化細(xì)菌(NO3-→N2↑)競爭光源—光合細(xì)菌(光能硫細(xì)菌、紅螺菌）紫硫細(xì)菌湖中4～7m硫化物

捕食天敵：浮游動物(原、后生動物)喜食性魚蝦、螺貝類41各影響因素的合力決定藻類能否形成水華現(xiàn)象，及其種類；各因素也是人工控制藻類生長的著眼點(diǎn)。42③行①正面效應(yīng)

A.食物鏈中的生產(chǎn)者

（漁業(yè)、食品）B.綠肥（塘泥、輪藻、褐藻，稻田藍(lán)藻固氮）

C.工業(yè)原料在褐藻和紅藻（如巨型海帶，一天長0.3米）中可提取許多物質(zhì)，如藻膠酸、瓊膠、卡拉膠、酒精、碳酸鈉、醋酸鈣、碘化鉀、氯化鉀、丙酮、乳酸、甚至汽油柴油等。43d.促進(jìn)水體自凈原理：給細(xì)菌供氧44e.共生

珊瑚蟲細(xì)胞內(nèi)各色共生的藻活珊瑚死珊瑚葉綠體本身就是“一個退化的藍(lán)藻”45

②負(fù)面效應(yīng)A.水體缺氧

a.夜晚水中溶氧過低；

黑暗時，呼吸作用

b.

藻類死亡消耗氧氣;

細(xì)菌分解藻類尸體耗氧B.

帶色、腥臭—影響旅游景觀藍(lán)藻分解后會釋放出多肽類肝毒素，直接作用于肝細(xì)胞，細(xì)胞崩解，血管堵塞，動物失血休克死亡。黃群藻在生長的過程中會釋放出有臭味的氣體，同時使水帶有苦味C.懸浮物過多—取水困難，沼澤化湖、庫

沼澤、濕地

大大加速46第三節(jié)湖泊（水庫）藻類監(jiān)測一、內(nèi)容：種類（定性）、數(shù)量（定量）二、目的：輔助評價水體污染程度、富營養(yǎng)化程度及其變化趨勢，為決策服務(wù)。藻類作為指示生物三、監(jiān)測分析方法依據(jù)：《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）（國家環(huán)境保護(hù)總局編）47四、方法采樣、樣品固定濃縮、測定、計算①采樣點(diǎn)位：合理布點(diǎn)盡可能與水質(zhì)監(jiān)測取樣點(diǎn)一致深度：等量不同深度(5m內(nèi)，0.5、1.2.3.4m)取樣后進(jìn)行混合；2m以內(nèi)僅采0.5m處。頻率：至少1次/季度48采集定性標(biāo)本：25號網(wǎng)(孔徑0.064mm),在表層至0.5m深處拖濾1.5～5.0m3水體積。采樣量：1L49②樣品固定濃縮固定：現(xiàn)場每L水樣加入15ml魯哥氏液；(脫氧，抑制微生物呼吸)濃縮：24h靜止后，棄去上清液970ml上清液，定容30ml，加2～3滴福爾馬林。③鏡檢計數(shù)50Ⅰ方法顯微鏡（600和640倍）下觀察100個~200個視野，一般計數(shù)兩片（如果兩片的數(shù)值與其平均值之差大于±15%，需進(jìn)行第三片計數(shù)）。

0.1ml浮游生物計數(shù)框V=0.1ml51Ⅱ計數(shù)內(nèi)容A.數(shù)量

a.總數(shù)量(n總)單細(xì)胞以細(xì)胞計、絲狀種類以群體為單位計

b.各種屬數(shù)量(n1～nn)B.大小用目測微尺實測藻體大小，計算出體積（依109um3相當(dāng)1毫克的濕重，換算成浮游植物量。）

52④計算換算為每升水樣中藻類數(shù)量N(個/L)N＝

n/300（濃縮倍數(shù)）100~200視野所對應(yīng)的樣品體積V=0.1ml400mm2→0.1ml

1視野面積（測微尺測量）100～200視野面積

→體積結(jié)果—N總、N1～Nn53⑤結(jié)果統(tǒng)計

取樣點(diǎn)藍(lán)藻門綠藻門甲藻門金藻門硅藻門裸藻門黃藻門合計屬數(shù)種數(shù)屬數(shù)種數(shù)屬數(shù)種數(shù)屬數(shù)種數(shù)屬數(shù)種數(shù)屬數(shù)種數(shù)屬數(shù)種數(shù)門數(shù)屬數(shù)12345表1

種數(shù)統(tǒng)計表定性表結(jié)果：共發(fā)現(xiàn)藻類XX門，各XX屬，XX種54

取樣點(diǎn)藍(lán)藻門綠藻門甲藻門金藻門硅藻門裸藻門黃藻門合計細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)12345表2數(shù)量統(tǒng)計表

定量表單位：（萬個/L）結(jié)果：藻類細(xì)胞數(shù)共計XX萬個/L(或總計XXmg/L，也可通過葉綠素a測量結(jié)果計算）55表3

優(yōu)勢種量統(tǒng)計表

取樣點(diǎn)

藻1

藻2

藻3藻4藻5藻6藻7…細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％細(xì)胞數(shù)％…12345單位：（萬個/L）排行榜結(jié)果：數(shù)量第一的藻類是XX藻，細(xì)胞數(shù)共計XX萬個/L，占總量XX％；其次為XX藻、XX藻，各占總量XX％；獨(dú)占或合占50％的藻類是哪幾種（優(yōu)勢種）56表4xx湖（庫）浮游植物調(diào)查表時間

樣點(diǎn)浮游植物總數(shù)(萬個/L)優(yōu)勢種數(shù)量(萬個/L)百分比(%)200年月1234557第四節(jié)富營養(yǎng)化評價中的

藻類指標(biāo)N、P濃度只是富營養(yǎng)型評判的充分條件之一；類似條件還有TOC、總固體無機(jī)鹽、光消減系數(shù)、生物條件58生物條件—平均初級生產(chǎn)力、葉綠素含量、浮游植物量、浮游植物優(yōu)勢種群湖（庫）營養(yǎng)類型浮游植物一般標(biāo)準(zhǔn)營養(yǎng)類型極貧貧貧－中中中－富富重富嚴(yán)重富異常富浮游植物數(shù)量(萬個/L)＜51030601002001000＞1000＞1000優(yōu)勢種群－－

隱甲硅硅藍(lán)藍(lán)綠綠裸異養(yǎng)生物評分02040506070809010059其它指標(biāo)同樣評分，累加，取平均，最終評價營養(yǎng)型如云南撫仙湖參數(shù)SD(m)TN(mg/L)TP(mg/L)BOD(mg/L)COD(mg/L)藻量(萬個/L)總分平均測值7.10.15360.0130.5340.9512.78貧營養(yǎng)湖泊32.539.242.331.19.522.829.57評分60第五節(jié)藻類及富營養(yǎng)化控制方法“預(yù)防為主，標(biāo)本兼治”長遠(yuǎn)治本——消減氮、磷入湖排放量救急治標(biāo)———?dú)⒃?、抑?1殺藻、抑藻措施一、上策生物防治法A.食藻魚法投放鰱魚、鳙魚鳙魚分布于長江和珠江、西江流域，東北、華北河流中雖然有發(fā)現(xiàn)，但是數(shù)量很少。生活于水的水層，行動緩慢，很易捕捉。主要以浮游動物為食，生殖季節(jié)是在４－６月，南方較早，最大個體達(dá)到95-105斤,為我國池塘養(yǎng)殖對象之一。白鰱生活時體色銀白，偶鰭呈灰白色，背，尾鰭的邊沿呈黑色。白鰱分布于黑龍江，長江和珠江、西江流域各地.白鰱生活于水的上層，善跳躍、主要以浮游植物為食，也食浮游動物。生殖季節(jié)在4-5月間，最大可長至30-40斤，經(jīng)濟(jì)價值很大，為我國各地池塘養(yǎng)殖對象之一，天然產(chǎn)量也很大。62B、微生物競爭名稱主要成分及特點(diǎn)

作用機(jī)理投加量及藥效時間水體功能恢復(fù)菌氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌降解水中氨氮，與藻類爭奪營養(yǎng)物