从浮游植物的变化看光合细菌在治理富营养化水体中的作用

２００１年ｌ０月　北京师范大学学报（自然科学版）　０ｃｒ　２００１　第３７卷第５期　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｉ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｖｏ｝＿３７　Ｎｏ．５　从浮游植物的变化看光合细菌在治理　富营养化水体中的作用　于　明　周云龙　北京师范大学生命科学学院．１００８　７５　北京，　第一作者３　５岁．女，实验师）　摘要　以浮游植物的种类组成、细胞密度、优势种及叶绿索ａ的质量浓度的变化等几项参数，　对光合细菌在治理北京动物园水禽湖严重富营养化水体中的作用进行了监测评价初步结果认　为．光合细菌对于富营养化水体中浮游植物的数量和形成水华的铜绿微囊藻有一定的作用．　关键词光台细菌；浮游植物；水禽湖；富营养化　分类号Ｘ　５２４；Ｓ　９６３．２１　３；Ｑ　９３９．１１　近年来，日趋严重的水体富营养化已经引起了人们的警惕和重视．在多种治理水体富营养　化的措施中，由于生物治理具有无二次污染、无害、经济等优点，逐渐被人们接受．而利用光台　细菌净化水域环境是较为理想的生物治理措施之一．有关光台细菌在有机废水处理中的作用　和改善水产养殖池塘水质方面的研究，国内外已有不少报道＿１　．但是光台细菌对富营养化水　体的作用的报道却很少　．因此．作者对处于严重富营养化的北京动物园中１　ｈｍ　水面积　的水禽湖进行了泼洒光台细菌的试验研究，并以浮游植物的种类组成、数量变化以及叶绿素ａ　的质量浓度等几项参数对光台细菌在治理富营养化水体中的作用进行了分析评价．　１调查研究方法　１．１　采样点和采集次数　在水禽湖（实验湖）共设５个采样点，即入水口处和出水口处各１　个，湖的东面１个，西面２个．另在刚进入动物园的黑鹳湖设１个对照点．由于湖水水深为１～　１．５ｍ．故仅采集表层水．于４月２６日在未泼洒光合细菌之前采集１次，以后于５月３０日、７　月５日、７月３１日、９月７日、９月２９日、１０月２７日各采集１次，平均为每月１次．采集方法均　按文献Ｅ６３进行．　１．２光台细菌投放的方法、投放量和次数２０００年４月２６日．当水温达到１５℃时，将４桶　（１００　ｋｇ）光台细菌用细砂拌匀后先进行１次底施，以后是向全湖泼洒．从４月２８日至９月２９　日，共向水禽湖泼洒光台细菌１２次，共计３　７５０　ｋｇ．光台细菌的投放时间、投放量ｍ及质量浓　度Ｐ见表１．　２调查结果　２．１浮游植物的种类组成及月变化经鉴定和统计，水禽湖中的浮游植物在泼洒光台细菌前　后均由蓝藻、隐藻、甲藻、金藻、硅藻、裸藻和绿藻７个门的种类组成．其中以绿藻门的种类最多，　北京市科委资助项目（９５４０６０６００）　收稿１３期：２００１　０６—１４　维普资讯 http://www.cqvip.com

第５期　于　明等：从浮游植物的变化看光合细菌在治理富营养化水体中的作用　表１水禽潮光合细菌的投放时间、投放量ｍ和质量浓度ｐ　６８１　平均每月有ｌ６属．占总种类数的４４．４７　；其次为蓝藻门，平均每月有８属，占总种类数的　２１．５６　；第３位的是硅藻门，平均每月为６属，占总种类数的１７．２７　；而隐藻、甲藻、金藻和　裸藻４个门的种类均较少．每月仅有１～３种．　黑鹳湖浮游植物的种类组成和水禽湖一样，也为７个门，但　绿藻门和硅藻门的种类居　多．绿藻平均每月有９种（属），占总种类数的３８．９６　；硅藻平均每月有６种（属）．占总种类数　的２２．９８　；第３位的是蓝藻门，平均每月３种（属），占总种类数的１４．０４　；而隐藻、甲藻、金　藻和棵藻的种类不多，所占比例均不大．　水禽湖浮游植物种类数最多的月份出现在４月２６日和９月２９日．７月５日种类最少，为　２９属．其曲线变化为４月和９月有２个高峰．５月至７月初为１个低峰，７月３１日为次高峰，９　月初又出现１个小低峰．而黑鹳湖浮游植物的种类数在４月份也最高．５月至７月逐渐减少．７　月３１日最少，而９月５日又回升，出现１个小高峰，１ｏ月又急剧下降．　２．２浮游植物的细胞密度及其变化趋势物的细胞密度Ｄ　结果见表２．　表２水禽湖、黑鹳湖浮游植物细胞密度＿Ｄｃ厦其月变化。　经显微镜下鉴别和计数，水禽湖和黑鹳湖中浮游植　同一日胡上行数值为水禽湖的　下行数值为黑鹳湖的　从表２看出：水禽湖和黑鹳湖中浮游植物的细胞数很多．细胞密度ｎ大，特别是水禽湖．　在７次采样中。浮游植物的Ｄ　均为１×１０　Ｌ＿。以上，全年平均为２．９０×１０　Ｉ　＿。．其中数量最　多的是蓝藻门，其次为绿藻门，再次为硅藻门．而隐藻门、甲藻门和裸藻门的　较小，特别是　维普资讯 http://www.cqvip.com

北京师范大学学报（自然科学版）　第３７卷　金藻门的种类仅在水温较低的春秋季出现．其数量和所占百分比也小．　黑鹳湖中的浮游植物的Ｄ　虽然也很大．但比水禽湖要少得多，全年平均Ｄ　为０．７０Ｘｉ０　Ｉ　．和水禽湖类似的地方是：蓝藻的Ｄ。最大，所占百分比也最大．而硅藻和绿藻的Ｄ　所占百　分比均大于水禽湖．此外，黑鹳湖中的隐藻和金藻在春季时也占相当的百分比．　水禽湖Ｄ　的月变化有２次高峰，］次在７月３１日，］次在９月２９日；２次低峰出现在９月　７日和１０月２７日．而黑鹳湖大体和水禽湖类似，２次高峰也出现在７月３１日和９月２９日，但　９月７日的低峰不明显．　２．３浮游植物的优势种类及其变化趋势　２．３、１水禽湖和黑鹳湖中的优势种类水禽湖中的优势种类大多为蓝藻门的种类，其中以蓝　藻门中的微小平裂藻、颤藻和铜绿微囊藻最为明显，平裂藻和颤藻的出现频率几乎为１００％．　席藻也在９月为其优势种类之一．这些种类均为耐有机污染的种类．　黑鹤湖主要的优势种类为平裂藻，其次为颤藻、鱼腥藻．在一定季节中小环藻、蓝臆藻　锥　囊藻和直链藻也出现过较大的数量，占有一定的百分比．其中蓝隐藻和锥囊藻一般认为是中营　养水体中的优势种类．　２．３．２　水禽湖和黑鹳湖中优势种的变化趋势水禽湖中几种优势藻类的变化趋势是：铜绿微　囊藻在春季极少，但在７月５日突然达１Ｏ　９４］．６万Ｉ　．此后逐月下降，至１０月时仅为　１　６２７．］万Ｌ；平裂藻同样是在春季数量不大．７月５日突然增加到８　９５０．７万Ｌ，７月３１日　达最高峰，为３４　５４５．０万Ｌ，此后又逐渐减少；但颤藻的变化和微囊藻及平裂藻不大一样，　虽春季很少，但从７月５日明显增加后．基本处于增多的趋势．　黑鹳湖的优势种类中没有微囊藻．而平裂藻自７月５日明显增多后至９月２９日基本保持　在５　０００～６　０００万Ｌ。。的状态；颤藻的变化无明显规律，仅在７月３１日和１Ｏ月２７日数量较多．　２．４浮游植物叶绿素ａ的质量浓度ｐ及其变化水禽湖和黑鹳湖浮游植物叶绿素ａ的ｐ均　较高，但水禽湖更高（见表３）．黑鹳湖年均值为２２．４８　ｇ・Ｉ　，为富营养化水平，而水禽湖年均　值达９７、４０　ｇ・Ｉ　，为超富营养或重富营养水平．　寰３水禽潮、黑鹳湖叶绿素ａ的质量浓度ｐ殛其月变化　ｇ・Ｉ　水禽湖叶绿素ａ的ｐ变化规律为在７月５日和９月２９日有２个明显高峰，尤其是７月５　日，达１　７Ｉ．８８　・Ｌ一个别采样点更高，达３８８．２１　ｇ・Ｌ．水华现象很严重，水华藻类主要为　铜绿微囊藻．叶绿素ａ的ｐ的低峰期一个是在７月３１日，此外，在ｌ０月２７日又明显下降．在　低峰期时铜绿微囊藻已不为优势种．　黑鹳湖中浮游植物叶绿素８的ｐ最低出现在ｊ月３０日．为１１．８９　Ｈｇ・Ｌ，从７月５日以　后至１０月２７日是逐渐上升的，未表现出明显的高峰期和低峰期．这和水禽湖有明显的区别．　３讨论与结论　３．１　以浮游植物为指标对水禽湖和黑鹳湖的营养状态的分析　浮游植物的种类组成、种群结　构、优势种类、细胞密度和叶绿素８的ｐ均是水质评价的指标．由于水禽湖和黑鹳湖均主要为　维普资讯 http://www.cqvip.com

第５期　于　明等：从浮游植物的变化看光舍细菌在治理富营养化水体中的作用　６８３　有机污染，没有明显的化学或有毒物质的污染，故这里仅分析其营养状态．水禽湖和黑鹳湖浮　游植物的各项指标及其营养状态级别见表４．　从表４中４项指标的对比可以看出，水禽湖的水质均为重富营养状态，黑鹳湖的水质为富　营养状态．　表４综合浮游植物各项指标对水禽湖和黑鹳湖木质的评价　３．２对光合细菌生物治理措施效果的分析　２０００年自４月２６日开始第１次向水禽湖泼洒　光合细菌作为底施以后．又继续全池泼洒１　２次，共３　７５０　ｋｇ．由于水禽湖被水鸟污染严重，又　加之该年持续干旱高温，７月１日已达到３９．３。Ｃ的异常高温天气．４～¨月各月气温的平均值　为３２．７　Ｃ；而且水源严重不足，补充新的干净水很少，水流极缓，基本为死水状态．这样的条件　很适于富营养的藻类生长和繁殖，治理的难度较大．施用光台细菌对严重富营养化的水体没有　明显的改善，但和对照的黑鹳湖相比．仍然可看到一些好的趋势和作用．　３．２．１　对水禽湖中浮辞植物的作用　在４月２，６日采样后立即泼洒了光合细菌，４月２８　日和５月１９日又连续泼洒了２次光台细菌，所以５月３０日采样分析后，浮游植物的Ｄ　由４　月２６日的１　４　６３０．４万Ｌ　下降到５月３０日的１３　１２８．３万Ｉ　．下降了１　５ｏ２．１万Ｌ　；叶绿　素ａ的ｐ测定结果显示则由４月２６日的８１．６５　ｇ・Ｌ。，下降到５月３０日的６８．４１　ｇ・Ｌ　．而　对照湖黑鹳湖的浮游植物Ｄ　在４月２６日为２　５５７．８万Ｉ　，到５月３０日却增加了２３６．８万　Ｉ　；叶绿素ａ的ｐ测定分析虽有所下降，但仅下降了１．２８　ｕｇ・Ｔ．～．按北京地区的气象条件，５　月份的自然湖泊应该是浮游植物上升的季节．但由于水禽湖中泼洒了光台细菌．使藻类的生长　繁殖得到了一定抑制．再从全年的变化趋势看，水禽湖的浮游植物叶绿素ａ的　从７月５日以　后基本处于下降趋势，尽管９月２７日又出现了第２次高峰，但也较低．而黑鹳湖则从７月５日　以后一直为持续上升趋势．所以，由此推测光台细菌可能对浮游植物的增殖起到了一定的　作用．　３．２．２对铜绿微囊藻的控制作用问题铜绿微囊藻属于产毒藻类，能产生一种特殊的环状多　酞内毒素，引起鱼类、水禽中毒、水禽湖在最高温期的７月５日水华现象最严重，有的湖面漂浮　起数毫米厚的水华蓝藻，其中铜绿微囊藻的数量很大，平均达１０　９４１．６万Ｌ．由于７月１８日　维普资讯 http://www.cqvip.com

６８４　北京师范大学学报（自然科学版）　第３７卷　和７月２８日２次加大光合细菌泼洒量，每次５００　ｋｇ，约３１．２５ｍｇ・Ｌ一　．在７月３１日采样分析　时铜绿微囊藻明显下降为８　１４９．８万Ｌ～，而叶绿素ａ的ｐ也从１　７１．Ｏ０　ｇ・Ｉ　＿。急降为５９．３３　“ｇ・Ｌ．尽管７月３１日的总细胞密度还有明显的增加，但是其实质问题是藻的种类发生了变　化：由铜绿微囊藻占优势，变为微小平裂藻占优势了．之所以出现叶绿素ａ的Ｐ明显下降，而总　细胞密度反而明显升高的矛盾现象，就是由于微小平裂藻的细胞很小，细胞直径仅１．３～２．５　ｍ．而铜绿微囊藻的细胞要大很多，细胞直径为３～７　ｍ、叶绿素ａ的Ｐ的测定结果也充分证　明藻类的生物量明显减少了．而且水禽湖中的铜绿微囊藻再没有发展起来，没有再形成明显的　优势种．由此推测．光合细菌可能对铜绿微囊藻有一定的抑制作用．　４参考文献　［１－　吕琴，陈声明．光舍细菌在有机废水处理中的应用ｌ＿Ｊ］食品与发酵工业．１　９９５，６：６６　［ｚ５史家粱．朱桉光．粪便污水的光台细菌液肥化及其应用研究＿Ｊ］．应用与环境生物学报．１　９９５．１（２）：１８８　＿３］魏开盘光台细菌及其在水产养殖上的应用口］．淡水鱼业，１９９１，２：４１　：４］Ｓｈｉ　Ｊｉａｌｉａｎｇ，Ｘｕ　Ｙａｔｏｎｇ，Ｇｕ　Ｚｕｙｉ．ｅｔ　ａ１．Ａ　ｓｔｕｄｙ　ｉｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｆｒｏｍ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ—　ｍａｋｉｎｇ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｂａｃｔｅｒｉａ［ｊ一．Ｗａｔｅｒ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．１９８９，４（１）：２７　［５］庄惠如，曾焕泰．陈惠年，等鱼塘旋放光合细菌条件下浮游植物的变动口］．福建师范大学学报（自然科　学版），１９９７．１３（１）：８６　［６２金相灿．湖泊富营养化调查规范　Ｍ］．北京，中国环境科学出版社，１９９０　ＴＨＥ　ＥＦＦＥＣＴＳ　０Ｆ　ＰＨ０Ｔ０ＳＹＮＴＨＥＴＩＣ　ＢＡＣＴＥＲＩＡ　０Ｎ　Ｃ０ＮＴＲ０ＬＬＩＮＧ　ＥＵＴＲ０ＰＨＩＣ　ＷＡＴＥＲ　ＴＨ０ＵＧＨ　ＴＨＥ　ＣＨＡＮＧＥＳ　０Ｆ　ＰＨＹＴ０ＰＬＡＮＫＴ０Ｎ　Ｙｕ　Ｍｉｎｇ　Ｚｈｏｕ　Ｙｕｎｌｏｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｂｅｉ｝ｉｎｇ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１００８７５．Ｂｅｉ｝ｉｎｇ．Ｃｈｉｎａ＞　Ａｂｓｌｒａｃｔ　Ｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｐｂｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｃｏｍｐｏｓｅ，ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｃｅｌｌ　ａｎｄ　ｃｈｌｏｐｈｙ１１　ａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｏｍｉｎａｎｔ　ｓｐｅｃｉｅｓ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｅｕｔｒｏｐｈｉｃ　ｗａｔｅｒ　ｏｆ　Ｓｈｕｉｑｉｎ　Ｌａｋｅ　ｉｎ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｚｏｏ　ｗｅｒｅ　ｉｎｓｐｅｃｔｅｄ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｒｅｓｕｈ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ｃａｎ　ｒｅｇｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ　Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ　ａｅｒｕｇｉｎｉｓａ　ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｆｏｒｍ　ｗａｔｅｒ　ｂｌｏｏｍ，ｔｏ　ｓｏｎｉｃ　ｅｘｔｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｐｈｏｔｏｓｙｎ仆１ｅｔｉｃ　ｂａｃｔｅｒｉａ；ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎｉ　Ｓｈｕｉｑｉｎ　Ｌａｋｅ；ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｌｏｎ