太湖蓝藻水华暴发的四个历程。（a.蓝藻细胞破碎增殖；b.碰撞形成大细胞团；c.大细胞团上浮形成可见水华；d.湖流携带的迁徙与群集 ）中科院南京地理与湖泊研究所供图
“蓝藻水华经常‘来无影、去无踪’，其泛起和消逝泛起较大的时空差别，以往研究无法很好地诠释这种征象。”中科院南京地理与湖泊研究所研究员秦伯强课题组研究发明了蓝藻水华爆发的动态特征及其驱念头制，并提出蓝藻水华暴发历程的看法性诠释。
■本报记者 秦志伟
5月初，太湖、巢湖等大型浅水湖泊进入了蓝藻水华高发期。蓝藻水华是水域生态情形问题，多爆发在大型浅水富营养化湖泊。其暴发会引发一系列连锁反应，影响最为显着的是饮用水供水清静和水体生物多样性。
据展望，太湖、巢湖、滇池等流域今年1月～5月气温与多年平均气温相比增添0.5～2°C，利于蓝藻水华爆发。
早在今年2月，生态情形部就宣布通知，要求各地做好2019年重点湖库蓝藻水华防控事情。自4月1日起，安徽省已启动巢湖蓝藻水华预警和应急监测事情。
然而，对蓝藻水华的预警和监测并不是一件容易的事。
“蓝藻水华经常‘来无影、去无踪’，其泛起和消逝泛起较大的时空差别，以往研究无法很好地诠释这种征象。”中科院南京地理与湖泊研究所研究员秦伯强课题组研究发明了蓝藻水华爆发的动态特征及其驱念头制，并提出蓝藻水华暴发历程的看法性诠释。研究效果相继揭晓在Hydrobiology和Frontiers in Microbiology上。
“谜”一样的问题
虽然今年的气温有点特殊，对蓝藻水华要格外关注些，但对它的预警和监测着实是相关治理部分每年的通例行动。
蓝藻水华的主体是蓝藻，它本是淡水湖泊中常见的浮游类植物，其在富营养化条件下遇到合适的气象条件便会大宗生长，进而形成我们熟知的蓝藻水华。微囊藻是蓝藻水华最常见的优势群种，其暴发频度和生物量占比最大。
长江中下游地区和东部沿海集中了我国绝大大都淡水湖泊，也是国际上浅水湖泊较为集中的区域。“浅水湖泊若是换水周期延伸，就很是容易富营养化与泛起蓝藻水华。”秦伯强告诉《中国科学报》。
据先容，漂浮的蓝藻水华在湖泊水源地周围群集、侵蚀进而恶化水质的状态时有爆发。别的，蓝藻剖析释放的藻毒素对人体康健有直接的危害，视察批注，太湖周边地区饮用水藻毒素的袒露品级与癌症发病率呈正相关。
着实，社会关于水体富营养化与蓝藻水华暴发已有起源熟悉，氮、磷等营养盐浓度的增添以及较高的水温、富足的光照、清静的风波条件，都有可能促成蓝藻水华的暴发。
可是，在太湖这样的大型浅水湖泊中，蓝藻水华的泛起和一连时间只有数小时，泛起出较大的时空差别。正是这种情形让人们用“暴发”一词来形容蓝藻水华。秦伯强体现，其泛起或消逝的缘故原由俨然成了“谜”一样的问题。
太湖是典范的大型浅水湖泊，《中国科学报》记者检索海内文献发明，相关研究多以太湖为案例。凭证已有研究，由于水体富营养化，太湖每年5～10月都会暴发微囊藻水华。
纯粹控磷效果难达预期
现在的研究基本弄清了是氮、磷等营养盐对水体富营养化及泛起蓝藻水华起主导作用，特殊是确定了磷的决议性作用，并由此提出以控磷为目的的富营养化控制战略。
但秦伯强团队发明，太湖这样的大型浅水湖泊并不适合这套战略。“纯粹的控磷很难抵达预期效果。”秦伯强体现，缘故原由是磷通过河流、大气沉降等进入大型浅水湖泊的湖体后，多会沉积到湖底，湖底的磷很是容易因风波扰动而释放进入水体，供应藻类生长，导致蓝藻水华的暴发。
若是把外部进入的磷看成是外源，那么底泥释放的磷便可以称为内源，后者是秦伯强团队最近的发明。
“在太湖这样的大型浅水湖泊，底泥释放的磷对延缓湖泊富营养治理、抵消外源污染削减起了很大的作用。”秦伯强先容，以往看法以为，像太湖这样的浅水湖泊，风波扰动强烈，水柱从水面到水底都是有氧的，底泥内里的磷释放会被阻止，“但我们发明，富营养化后蓝藻水华的泛起，会增添湖底的厌氧频率与强度，增添生物可使用磷的释放”。
虽然学界公认风波引起的水体扰动直接导致底泥氮磷的大宗释放，但扰动强度对水华微囊藻群体的影响并纷歧样。
江南大学情形与土木匠程学院杨桂军等人研究发明，相宜的扰动强度（100r/min）增进水华微囊藻群体生长和光合活性，而过高的扰动强度（400r/min）则抑制其生长和光合活性。
天气变暖是蓝藻水华暴发的另一缘故原由。以太湖为例，太湖地处亚热带地区，冬季水温在5～8℃左右，该温度大致是蓝藻细胞破碎生长的限制阈值。低于此温度，藻类细胞阻止生长；高于此阈值，藻类细胞破碎生长。
但秦伯强团队也发明，太湖天气变暖使得水温升高，特殊是冬春季节的水温升高对次年春季甚至整个夏日的蓝藻水华规模与强度影响很是大，甚至泛起了冬季蓝藻水华的征象。而越冬蓝藻细胞的增添，加大了次年蓝藻水华的种源数目。
在秦伯强看来，正是这种天气变暖叠加营养盐浓度的升高，导致了2007年无锡饮用水�；挛竦谋�。而最近两年的太湖蓝藻水华反弹，也与天气转变异常有很大关系。
据此，秦伯强团队提出太湖蓝藻水华暴发可归纳综合为四个历程，划分是细胞增殖阶段、细胞团形成阶段、细胞上浮阶段和漂浮阶段。
控源和生态调控并举
目今，湖泊富营养化和蓝藻水华问题无法在短期内得以解决，预警和监测便成了应对蓝藻水华的一种通例做法，再通过智能阻挡和高效整理，进而坚持湖泊相对清洁。
记者查阅文献获悉，相关手艺与装备较多且普遍应用。
例如，南京地理与湖泊研究所专家基于水源地、蓝藻水华减灾防灾需求，研创了“展望预警—智能阻挡—高效整理”成套手艺与装备，并乐成推广应用于太湖、巢湖等湖泊水库。
增强蓝藻水华防控巡查也执偾短期内的做法。在秦伯强看来，从久远看，需要加大外源氮磷负荷的控制力度。他体现，现在污水排放标准需要进一步提高，由于纵然达标排放的清下水，仍然是氮磷浓度大大高于太湖浓度的污水；其次是加大面源污染治理力度；同时，还需要对湖内已经蓄积的内源污染开展治理。
但不可否定，由于湖泊的水文、地形、湖流、生态情形的重大性，往往每个湖泊、每个水源地都有一些特殊情形，需要特定的应对计划。
除此之外，“生态调控是恢复水生系统康健的要害所在”。南京大学情形学院教授杨柳燕撰文先容，“在富营养化获得一定水平控制的条件下，接纳生态调控的要领恢复湖滨湿地，增添湖体浮叶植物和沉水植物面积，提高水生生物数目”。
“流域或湖滨的生态恢复，现实上是增强阻挡污染物的能力，是提高生态净化能力的一种方法。”秦伯强体现，湖体内的生态修复是为了阻止底泥释放、降低藻类水华危害、增添透明度、提高生态系统防御污染的能力。
但这种恢复需要一个条件条件，即污染负荷必需降低到一定水平才华实验。
杨柳燕同时指出，这需要环保、农业、水利、渔业等部分协调统一，调解湖泊治理模式，实现治理思绪从控源截污为主向控源截污与湖泊生态调控并重的重大转变。
但杨柳燕不赞许盲目对水体举行大型水生植物修复。“弄清营养盐浓度、水文状态与大型水生植物和藻类竞争生长的耦合机制十分主要，是未来需要解决的科学问题之一。”
相关论文信息：
DOI: 10.1007/s10750-019-3883-1
DOI:10.3389/fmicb.2018.00451
《中国科学报》 (2019-05-07 第7版 生态情形)