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上篇　水体富营养及其藻害1

第1章　引言1

1.1　水资源1

目录1

1.2　有毒蓝藻和其他与水相关的健康问题5

1.3　现有的技术手段7

1.4　本书结构和目的7

第2章　环境中的蓝藻9

2.1　性质和多样性9

2.1.1　在自然中的分布9

2.1.2　组织和功用11

2.1.3　生物的多样性13

2.1.4　蓝藻的合理利用13

2.2　影响水华形成的因素13

2.2.2　气液泡15

2.2.3　生长率15

2.2.1　光强度15

2.2.4　磷和氮17

2.2.5　数量的稳定性17

2.2.6　温度17

2.3 藻类对矿质元素富集作用的实验研究17

2.3.1　富集磷的模拟实验17

2.3.2　富集铁的模拟实验20

2.3.3　富集铜的模拟实验21

2.3.4　富集锰的模拟实验23

2.4　对付蓝藻的生态方法24

2.4.1　形成浮渣的生态方法24

2.4.2　相同分布的生态方法25

2.4.3　分层化的生态方法26

2.4.4　氮固定生态方法26

2.4.5　小型，形成群落的分类26

2.4.6　深海底的蓝藻26

2.5　其他信息26

3.1.1 肝毒素环肽——微囊藻毒素和节球藻毒素28

第3章　蓝藻毒素28

3.1 分类28

3.1.2　毒害神经的生物碱——类毒素和贝类毒素32

3.1.3　细胞毒素的生物碱32

3.1.4　表皮生物碱——海兔毒素和鞘丝藻毒素33

3.1.5　刺激毒性——脂多糖33

3.1.6　其他的生物活性化合物35

3.2　蓝藻毒素的产生35

3.2.1　有毒蓝藻的大量产生35

3.2.2　有毒性水华中蓝藻各属的组成和差异37

3.2.3　蓝藻各属与种产生蓝藻毒素的模式37

3.2.4　蓝藻毒素在水面的浓度41

3.2.5　水华毒素浓度的季节性变化42

3.3　繁殖和规律44

3.3.1 化学和物理因素规律44

3.3.3　蓝藻毒素产生的基因调控45

3.3.2　生物合成45

3.4　环境影响46

3.4.1　在细胞和水中的分配46

3.4.2　化学杀藻51

3.4.3 自然沉积物和土壤中的去除52

3.4.4　生物降解52

3.5.2　对浮游动物的影响53

3.5.1　对水生细菌的影响53

3.5 对水生生物的影响53

3.4.5　生物累积53

3.5.3　对鱼类的影响55

第4章　藻类对人体健康的影响56

4.1　人体和动物毒害56

4.1.1　对人类的短期影响56

4.1.2　人体慢性中毒59

4.1.3　水体娱乐接触伤害60

4.1.4　动物中毒60

4.2.1　微囊藻62

4.2　毒物学研究62

4.2.2　节球藻66

4.2.3　类毒素-a66

4.2.4同性质的类毒素-a68

4.2.5　类毒素-a（s）68

4.2.6　石毒素对人体的影响68

4.2.7　筒孢藻毒素70

4.2.8 由海洋蓝藻所产生的其他蓝藻毒素71

4.2.9　蓝藻脂多糖（LPS）71

4.2.10　蓝藻中的其他生物活性化合物71

第5章　安全水平及安全实践72

5.1　允许暴露限72

5.1.1 日允许摄入量72

5.1.2　世界卫生组织饮用水质规定值72

5.1.3　关于微囊藻指导限值的评价74

5.2　安全措施76

5.2.1 饮用水76

5.1.4　娱乐性水的接触76

5.2.2　娱乐用水77

5.3　其他接触路径79

5.3.1 医疗用水79

5.3.2　灌溉水80

5.3.3　蓝藻作为补充食品的出售81

5.3.4　蓝藻与弧菌霍乱82

5.4　味道及气味82

6.1　风险管理框架84

第6章　情势评估，规划与管理84

6.1.1　交流与参与87

6.1.2　危险确认与危险描述88

6.1.3　暴露评价和风险描述88

6.1.4　政策发展89

6.1.5　政策实施89

6.1.6　管理计划和行为的评估89

6.2　情势评价90

6.2.2　娱乐用水信息91

6.2.1　饮用水供水信息91

6.2.3　环境信息92

6.2.4　健康资料93

6.2.5　其他资料94

6.3　管理方法，预警级别94

6.3.1　警报等级95

6.3.2　一级警报95

6.3.3　二级警报95

6.3.4　总体风险评价和监测临界值概述98

6.4　计划和响应99

6.4.1　预防管理计划101

6.4.2　意外事故计划101

6.4.3　应急措施和事故调查102

第7章　管理计划的实施104

7.1　组织、机构与团体104

7.1.1　利益受权体104

7.1.2　多部门管理，（政府）机构及其作用105

7.2　政策工具107

7.3　法规、规则、标准110

7.3.1　法规的形成110

7.3.2　有关水的法律及标准110

7.4　提高意识，交流及公众参与112

7.4.1　专业人员的意识113

7.4.2　公众意识114

第8章　预防措施116

8.1　承载能力116

8.1.1　氮117

8.1.2　磷117

8.1.3　光能118

8.2　水体中总磷的目标值118

8.3　进入水体的总磷的目标值121

8.4　营养物最终来源和减少122

8.4.1　生活污水123

8.4.2　农业与侵蚀125

8.4.3　饮水水库通道处理127

8.5 营养物和蓝藻内源性控制措施128

8.5.1 内源性磷的沉降128

8.5.2　底泥疏浚及磷的限制129

8.5.3　从湖下层提取底部水130

8.5.4　冲洗减量131

8.5.5　亲水性方案131

8.5.6　生物操作132

8.5.7　除藻剂133

8.5.8　大麦草134

第9章　治理方法135

9.1　取水口管理135

9.1.1　从地表水体直接提取135

9.1.2　堤岸过滤与地下水补给136

9.2　使用除藻剂136

9.2.1　硫酸铜法137

9.2.4　使用除藻剂的时机139

9.2.3　使用氧化剂139

9.2.2　铜螯合物法139

9.3　饮用水处理设施对毒素去除的效率140

9.3.1　格栅和预过滤141

9.3.2　曝气和气提141

9.3.3　絮凝与澄清141

9.3.4　溶气上浮143

9.3.6　直接快滤法144

9.3.7　絮凝、沉淀和过滤的组合144

9.3.5　沉淀法减低硬度144

9.3.8　慢沙过滤145

9.3.9　活性碳吸附146

9.4　化学氧化和消毒149

9.4.1 氧化作用与消毒相结合149

9.4.2　预氧化（细胞去除前）151

9.5　膜处理与反渗透151

9.6　微胱氨酸-LR以外的其他微胱氨酸152

9.7　有效饮用水处理系统152

9.8 家用和小型社区饮用水处理154

第10章　监测计划的制定156

10.1 监测方案的步骤156

10.1.1　监测目标156

10.1.2　监测方案157

10.1.3　多样化选择157

10.2 实验室容量及员工的培训158

10.3　反应式与程序化监控策略161

10.4　取样点的选择162

10.5　监测频率163

第11章　野外工作：采样位检查和采样165

11.1　野外工作计划165

11.1.1　野外采样频率165

11.1.2　安全性166

11.2　采样点166

11.3　采样167

11.3.1　采样容器167

11.3.2　样品类型168

11.4.1 营养物分析（氮和磷）170

11.4　营养物、蓝藻和毒素170

11.4.2　蓝藻的定性与测定171

11.4.3　样品叶绿素分析171

11.4.4　大量用于蓝藻毒素检测的蓝藻样品172

11.4.5　胞内和可溶解性毒素定量分析172

11.6　现场记录173

11.7　样品的保存和运输173

11.5　现场分析173

第12章　实验室内蓝藻的测定175

12.1 样品的转移和贮存175

12.2　蓝藻的鉴定176

12.3 定量178

12.3.1　计数178

12.3.2　微观测定蓝藻生物群183

12.4　用叶绿素a分析法测定生物种群184

12.5.1 ISO 6878关于磷的分析186

12.5 营养物浓度的测定186

12.5.2　硝酸盐的分析188

12.5.3　氨的分析188

第13章　蓝藻毒素的实验室分析189

13.1 样品处理和贮存189

13.2 蓝藻毒素检测和生物鉴定的样品预处理191

13.2.1　提取191

13.2.2　样品清洗192

13.3.1　老鼠的生物鉴定197

13.3　毒性检测和生物鉴定197

13.3.2　无脊椎动物生物测定199

13.3.3　细菌的生物测定201

13.3.4　生物化学测定202

13.3.5　免疫检测202

13.3.6　哺乳动物细胞204

13.4　蓝藻毒素物化分析方法204

13.4.1 对微囊藻毒素和节球藻毒素的检测方法206

13.4.4　筒孢藻毒素211

13.4.2　变性毒素-a211

13.4.3　变性毒素-a（s）211

13.4.5　石毒素212

下篇 中国水体蓝藻及其治理的科学性认知和工程实践215

第14章　湖泊治理中几个问题的讨论215

14.1 关于湖泊的营养水平和富营养化的问题216

14.2　湖泊藻类、水华和毒害223

14.3 生物净化是解决湖泊污染最根本、最有效的方法225

14.4　湖泊治理必须采取科学、积极和综合的措施249

第15章　蓝藻综合治理及中国滇池蓝藻标本兼治前景253

15.1 引言253

15.2　概述253

15.3 藻的控制与治理255

15.4　控制蓝藻的其他手段261

第16章　生物净化作用机理浅谈263

16.1 生物净化263

16.2　生物净化的过程和机理264

第17章　美国湖泊富营养化的研究和治理266

17.1 藻类增长与营养物的关系266

17.2 水体中营养物的循环和底泥的相互作用269

17.3 藻类物种群落演替对营养物循环的影响272

17.4　蓝藻的生态学特点和基因治藻273

17.5　病毒对藻类的寄生和影响275

17.6　结束语275

第18章　“Sun-DW”水体（江、河、湖、海、水库）数字化综合治理方案（提纲）277

18.1　现状调查和评价277

18.2　水体富营养化控制目标规划277

18.3　监测网络系统的改造和完善工程278

18.4　水体水质和生态管理工程278

18.5　湿地保护和建设工程279

18.6　水体周边堤岸生态保护工程279

18.7 水体富营养化的控制工程279

18.9　水体富营养化的生物控制280

18.8　藻类增长控制工程280

18.10　底泥工程281

18.11 汇水区控制工程281

第19章　草海大型水生植物系统恢复技术282

19.1 引言282

19.2　草海大型水生植物的历史演替和物种多样性丢失283

19.3　草海优化恢复物种的筛选与配置288

19.4　沉水植物生态阀值与恢复条件研究294

20.1　除藻机理297

第20章　用综合除藻法治理滇池蓝藻污染297

20.2　生产性除藻试验内容及方法298

20.3　试验效果299

20.4　结论302

第21章　“数字化技术和精确环保”概述——水环境治理工程技术发展的理论基础304

21.1 江河湖海数字化富营养综合治理方略圣涤污（Sun-DW）304

21.2　数字智能化城市污水处理工艺——圣澳涤（Sun-IDEA）308

21.3 高浓度有机废水圣澳洗（Sun-ISE）系列装备310