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蓝藻生长及死亡过程中均可释放异味物质,多数研究集中在蓝藻生长过程中异味物质的释放,对其死亡分解过程中异味物质释放情况研究较少,我们在此基础上开展实验,集中探讨腐烂的蓝藻水华异味的释放及对水质的影响,为有效防治水体异味提供理论基础。研究主要结果如下:
1.2009年1月-12月,每月在太湖贡湖湾进行采样,分析水样中异味物质的种类及浓度的周年变化,并探讨异味物质浓度与水质因子之间的关系。结果表明溶解态异味物质全年均呈现较低浓度,远低于它们的异味阈值。而颗粒态异味物质浓度较高,甲硫醚(DMS),二甲基三硫醚(DMTS),2-甲基异茨醇(MIB),β-环柠檬醛(β-cyclocitral),β-紫罗兰酮(β-ionone),二异丁基吡嗪(IBMP),二异丙基毗嗪(IPMP)的最高浓度分别为242.4ng/L,395.6ng/L,2072ng/L,573ng/L,47.3ng/L和11ng/L,均高于其异味阈值。非线性区间最大值回归分析表明土溴素,颗粒态DMS,DMTS,IBMP,IPMP,MIB和土溴素(geosmin)的浓度最大值与微囊藻生物量之间成指数下降关系。这几中异味物质颗粒态的浓度最大值在微囊藻生物量<1mg/L时出现。颗粒态β-cyclocitral,β-ionone与微囊藻生物量之间呈动力曲线关系,最高浓度值随微囊藻生物量增加而增加;颗粒态DMS,DMTS,IBMP和IPMP与叶绿素之间呈反动力曲线关系,其最高浓度值在叶绿素浓度<5μg/L。本研究表明,太湖异味物质的发生与蓝藻水华有关,但两者之间并非传统的线性关系。
2.为探讨无锡水污染事件原因及对策,我们设计原位实验,即选取贡湖水厂取水口附近的芦苇荡和废弃港湾,在这些大量蓝藻堆积区域采样,调查其水体异味物质的动态变化。结果表明,甲硫醚,二甲基三硫醚是主要致嗅物质,测得的最高浓度分别为6.1μgL-1和2.4μgL-1,高浓度的甲硫醚和二甲基三硫醚主要在厌氧水样中测得,伴随高浓度的NH4+-N出现,与水污染事件中的检测结果一致。冗余分析结果表明NH4+-N对异味变异的解释百分比最大,可解释36.1%。因此我们认为蓝藻堆积区大量蓝藻的分解可能成为太湖水污染的原因,及时清除贡湖水厂附近芦苇荡和港湾中的堆积蓝藻,避免在其中腐烂,可能是避免类似事件再次发生的有效途径。
3.为近一步认识腐烂蓝藻水华对水质的影响,在太湖贡湖湾设计围隔实验。围隔内观察到蓝藻水华段时间内可完全降解,降解过程中同时测定水质参数及水中异味物质。结果表明蓝藻水华腐烂会导致水体厌氧,水体pH下降,释放大量营养盐,增加湖水的内源负荷。在因蓝藻腐烂导致的厌氧水样中测得高浓度的甲硫醚(DMS),二甲基三硫醚(DMTS),2-甲基异茨醇(MIB),环柠檬醛(β-cyclocitral)和β-紫罗兰酮(β-ionone),最高浓度分别为62331.8,12413.3,772.7,1374.9和356.8ng/L。在蓝藻水华有氧生长阶段MIB占主导地位,而DMS和DMTS在蓝藻水华厌氧分解阶段占优势。线性回归分析表明pH,DO,chl-a与DMS,DMTS,β-cyclocitral之间呈负相关,TP,TN,NH4+-N与DMS,DMTS,β-cyclocitral,β-ionone之间呈正相关。本研究表明蓝藻腐烂能强烈影响湖水水质,避免蓝藻水华厌氧分解可能是防止太湖水恶臭事件再次发生的有效途径。