一种藻类对水质CODCr贡献的估算方法
[0052] 不同营养水平间AraD&差异极显著（P< 0. 01)，变化规律与ATP相似，即各营养级 水华束丝藻A_&最低，且不随营养水平升高而显著升高；小球藻、四尾栅藻和铜绿微囊藻 较高；贫营养、中营养和富营养A_&的最大与最小值分别相差2、5和4倍；3个营养水 平下A_&分别是稳定期过膜前藻水混合液的71%、79%与75%，占比与营养水平无显著相 关性。
[0053]3个营养水平间Ac_n差异极显著（P< 0. 01)，规律与AraDCl^|似；贫营养、中营养 和富营养5种藻六^^最大与最小值分别相差35、8和2倍，均值分别是稳定期过膜前藻水 混合液的65%、69%与73%，占比随营养水平升高而升高。
[0054] 不同营养水平对藻类增葙的影响
[0055] 15°C时，5种藻密度在3个营养水平间差异不显著（如图2所示）。贫营养水平下 5种藻密度均较低，放射舟形藻藻密度达到1.IX10scell/L，为最大值，最小为水华束丝藻 2. 3X106cell/L，两者相差50倍；中营养水平小球藻藻密度最大，达到2. 3X109cell/L，其 次为四尾栅藻，最小为铜绿微囊藻4.IX107cell/L，两者相差57倍。富营养水平，最大值为 小球藻达到7. 9X109cell/L，最小为铜绿微囊藻1.OX10scell/L，两者相差76倍。
[0056]2、模拟夏季藻贡献计算
[0057] 模拟夏季23°C时，5种藻不同营养条件下稳定期藻COD、TN和TP负荷如图3A-3D 所示。ATP在贫营养、中营养和富营养水平下的均值分别为0. 017、0. 034与0. 081mg/L，营 养级间差异不显著（P> 〇. 05);贫营养条件下5种藻平均ATP占稳定期过膜前藻水混合液 P(TP)的42%，铜绿微囊藻的ATP最大，放射舟形藻最小，两者相差3倍；中营养条件下5种 藻平均ATP占稳定期过膜前藻水混合液P(TP)的25% ;富营养条件下5种藻ATP占稳定期 过膜前藻水混合液P(TP)的22 % ;ATP占稳定期藻水混合液过膜前P(TP)的比例随营养水 平升高而下降。
[0058] 藻ATN变化趋势与春季相似，3个营养水平间差异极显著（P< 0. 01)。各藻TN贡 献均为负值，加藻后培养液中P(TN)低于空白对照；中营养与富营养水平时ATN负值程度大 于贫营养；ATN的减少量分别为稳定期过膜前藻水混合液P(TN)的61 %、141%，56%。
[0059] 六^^在不同营养水平间差异极显著（P< 0. 01)，规律与春季相似。5种藻的AraD& 在贫营养、中营养和富营养条件下，最大与最小值分别相差5、11和13倍，5种藻均值 分别为稳定期过膜前藻水混合液P(C0D&)的73%、79%与78%，占比随营养水平升高无显 著变化。
[0060]AraDMr^不同营养水平间差异极显著（P< 0. 01)，规律与春季相似，5种藻的Ac_n 均随营养水平升高而增大。贫营养水平下放射舟形藻Ae_n最大，其余4藻无显著差异；富 营养条件下5种藻的六^^均显著高于中营养与贫营养。3个营养条件下5种藻最大与最 小AemMn分别相差57、16和1倍，5种藻均值分别为稳定期过膜前藻水混合液p(CODMn)的 62%、70%与76%，占比随营养水平升高而升高。
[0061] 不同营养水平对藻类增葙的影响
[0062] 模拟夏季23°C时5种藻增殖规律与15°C时相似，但不同营养水平间存在显著差异 (P< 0. 05)(如图4所不）。5种藻藻密度在贫营养水平时均较低，藻密度最大值与最小值 相差79倍；中营养水平下藻密度最高值为小球藻，达到1. 2X109cell/L，其次为四尾栅藻 和铜绿微囊藻，最小为水华束丝藻1. 9X107cell/L，最大值与最小值相差60倍。富营养规 律与中营养相似，最高值为小球藻达到8. 7X109cell/L，最小为水华束丝藻4. 5X10scell/ L，两者相差19倍。
[0063] 3、模拟春季15°C与夏季23°C藻贡献差异及与藻密度相关性
[0064] 模拟春季与夏季两个不同温度下藻贡献各项指标中，仅贫营养水平时ATP有显著 差异（P< 0. 05)，表明贫营养条件下藻ATP对温度较为敏感;ATN、AraD&、A_n对温度均差异 不显著（P> 0. 05)，而对营养水平差异极显著（P< 0. 01)，表明藻TN和COD贡献对温度不 敏感，对营养水平较敏感。
[0065] 4、藻贡献估算模型的确定
[0066] 藻贡献藻类对水质TP贡献的估筧
[0067] 根据前述分析与讨论结果，藻ATP在不同营养水平与不同温度下均差异不显著（P > 0. 05)，但与藻密度的对数呈显著线性回归关系（P< 0. 05,图5)，因此TP藻贡献估算通 量模型为：
[0068]Atp= -0. 260+0. 016Ln(D)
[0069] 其中D为藻密度，cell/L，此公式仅适用于藻密度大于1. 2X107cell/L的情况。
[0070] 藻类对水质TN贡献的估筧
[0071] 本发明中测得过膜前藻水混合P(TN)浓度均小于空白，A?出现负值的现象，这可 能与藻胞外物与氨化细菌产生的含氮类挥发物质排入大气有关。因此，在计算理论藻TN贡 献时采用了膜前减膜后TN浓度的方法估算藻类TN贡献，称为A'TN，与藻密度的回归模型见 图6,计算模型如下：
[0072]A' TN= -3. 406+0. 211Ln(D)
[0073] 其中D为藻密度，cell/L，此公式仅适用于藻密度大于1. 05X107cell/L的情况。
[0074] 藻类对水质COD^贡献的估筧
[0075] 根据前述不同温度各藻怂。^差异不显著，并与藻密度成极显著的对数回归关系 (P< 0. 01，图7)，得到C0D&的藻贡献估算通量模型为：
[0076]AC0DCr= -102. 690+6. 652Ln(D)
[0077] 其中D为藻密度，cell/L，此公式仅适用于藻密度大于5. 2X106cell/L的情况。
[0078] 藻类对水质COD^贡献的估筧
[0079] 根据前述A_n对不同温度差异显著，A_n与藻密度成极显著的对数回归关系（P < 0. 01，图8)，得到C0DMn的藻贡献估算通量模型为：
[0080] AC0DMn= -20. 912+1. 357Ln(D)
[0081] 其中D为藻密度，cell/L，此公式仅适用于藻密度大于5. 5X106cell/L的情况。
[0082]5、与藻类实际对湖泊水质贡献的对比
[0083] 如前述分析，本发明ATP的对水质相应指标的平均贡献率为22. 4% -42. 6%。ATN的 平均贡献率为33. 3% -44. 4%、~。^的平均贡献率为29. 6% -78. 8%，AOTMn的平均贡献率 为32. 2%和75. 7%。在野外2014年的富营养化水体的滇池，藻TP贡献变化趋势夏季较高， 春季次之，分别为72. 9 %和62. 0 %;滇池藻TN贡献变化趋势与TP-致，春夏季TN贡献率 分别为35. 4%、43. 2%，C0D"贡献率分别为32. 4%、36. 7%、，C0DMn贡献率分别为33. 2%、 32. 8%。藻类对实际湖泊水体贡献率与本发明非常接近，表明本发明估算藻类对湖泊水质 贡献的方法在实际湖泊藻华控制中具有重大应用价值。
[0084] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种藻类对水质CODCf贡献的估算方法，通过模拟湖泊藻类生物量与水质指标间的 定量响应关系来对所述藻类对水质COD^f贡献进行估算。2. 如权利要求1所述的藻类对水质COD&贡献的估算方法，所述藻CODCf贡献与湖泊藻 密度D的定量拟合计算公式为： AcoDCr= -102. 690+6. 652Ln(D); 其中D为藻密度，单位为cell/l，藻密度D要求大于5. 2Xl〇6cell/L。3. 如权利要求1或2所述的藻类对水质CODCf贡献的估算方法，其中模拟湖泊藻类生 物量与水质指标间的定量响应关系的步骤包括：配置贫营养、中营养和富营养=种营养水 平的藻类培养液，在藻类生长稳定期，测定W藻密度计的藻类生物量，W及采用不同孔径滤 膜过滤含藻培养液，测定过膜前后水质主要营养指标，根据公式计算所培养藻类对水质的 贡献量和贡献率，最后通过藻密度与藻的贡献量拟合藻贡献模型，根据模型曲线估算出不 同营养水平湖泊下不同藻密度对应的藻对水质的贡献量。4. 如权利要求3所述的藻类对水质CODCf贡献的估算方法，其中所述所述藻类培养液 的营养水平设置为贫营养、中营养和富营养3种，培养液水质的配置指标如下表所示：O5. 如权利要求3所述的藻类对水质CODCf贡献的估算方法，其中滤膜采用了 0. 45、3. 0 和30.Oym的3种规格。6. 如权利要求1至3任意一项所述的藻类对水质COD&贡献的估算方法，所述估算方 法的模拟藻类生长溫度为春季15°C和夏季23°C;所述藻类生物量及水质指标测定的时间为 藻类的生长稳定期。7. 如权利要求1至3任意一项所述的藻类对水质COD&贡献的估算方法，其中进行模 拟的所述湖泊藻类为铜绿微囊藻、水华束丝藻、四尾栅藻、小球藻和放射舟形藻。8. 如权利要求1至3任意一项所述的藻类对水质CODCf贡献的估算方法，其中测定和 计算的主要水质营养指标为TP、TN、C0D&、CODm。。9. 如权利要求8任意一项所述的藻类对水质CODCf贡献的估算方法，其中藻类对水质 CODh贡献的测定与计算的公式为：A CDDh=Cb-C。，其中Acdd为藻源CODCf负荷，Cb为稳定期藻 水混合液过滤前P(CODJ，C。为与稳定期未加藻的培养液空白P(CODCf)。10. 如上任意一项权利要求所述的藻类对水质CODCf负荷的估算方法，其中AWDC对水 质相应指标的的平均贡献率为29. 6% -78. 8%。
【专利摘要】一种藻类对水质CODCr贡献的估算方法，通过模拟湖泊藻类生物量与水质指标间的定量响应关系来对所述藻类CODCr进行估算。其中，定量拟合计算公式为：ACODCr＝-102.690+6.652Ln(D)；其中D为藻密度，单位为cell/L，藻密度D要求大于5.2×106cell/L。本发明的估算方法在模拟不同温度和营养水平下，通过对藻类生物量和水质指标的测定与模型拟合形成了藻类对水质CODCr贡献的方法体系，为计算藻类物质对富营养化湖泊水质的实际贡献提供理论依据和技术指导，建立了微观藻类物质与宏观水质指标的定量关系，并对藻类水华生态灾变的治理实践提供技术支撑，本发明估值结果偏差不大，可以比较准确地反映真实情况。
【IPC分类】G06F19/00, C02F3/32
【公开号】CN105205332
【申请号】CN201510648587
【发明人】杨苏文, 王圣瑞, 郑丙辉
【申请人】中国环境科学研究院
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月9日
文档序号 :
【 9453312 】
技术研发人员：杨苏文,王圣瑞,郑丙辉
技术所有人：中国环境科学研究院
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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