为解决城市的水质型缺水问题,多数城市采用长距离输水工程从水质较好的水源地取水以供使用。长距离引水工程为城市提供了优质水源。但是,原水在输送过程中会发生物理、化学及微生物反应,使原水水质发生一系列变化。南方地区一般以湖泊、水库或河流为水源的水厂,在长距离输水构筑物中会不同程度地滋生沼蛤(Limnoperna fortunei),局部密度可达11000个/m2。沼蛤在水环境生态系统中属于初级消费者类群,单个沼蛤平均每小时滤水率达350 ml。大量附着在原水管道上的沼蛤,其滤食作用会影响浮游生物的种类和数量,并改变水质因子的结构组成。本论文研究原水管道沼蛤影响浮游生物和水质的机理,主要结论如下:1、分析原水管中附着沼蛤的体长变化,其成长表现指数(φ′)范围为2.39-3.01,沼蛤的体长特征具有区域性。评估季节性温度变化对原水管道附着沼蛤生理活动的影响,发现温度分别与沼蛤附着密度和沼蛤加权平均体长呈现对数相关和指数相关关系,管道沼蛤主要的生长附着高峰在8月,而繁殖高峰则在8-9月。2、用管道模拟装置还原沼蛤在管道中的附着生长状态,分别应用观察统计法、稳定碳同位素比值法和脂肪酸标志法,研究沼蛤与浮游生物的食性关系。观察法结果显示,沼蛤偏好于移动能力较差的裸藻和轮虫。稳定碳同位素比值法的结果经线性混合模型计算,显示浮游植物和浮游动物的食物贡献率分别约为63%和37%,沼蛤主要摄食浮游植物。沼蛤的脂肪酸组成数据中代表绿藻(∑18:2(n-6)+18:3(n-3))、细菌(Odd&br FAs和18:l(n-7))和鞭毛藻(22:6(n-3))的脂肪酸含量较浮游植物样本高,代表沼蛤主要消化吸收绿藻、细菌和鞭毛藻。3、运用SPSS 19软件分析原水管道沼蛤附着特征数据与主要水质因子的相关性。发现沼蛤分别与氨氮和总氮的变化值存在正相关关系,沼蛤密度的增加或生长会增加原水中的氨氮和总氮浓度;沼蛤与硝氮的变化值存在负相关关系,沼蛤密度的增加或生长会减少原水中的硝氮浓度。4、采用分子生物学研究技术探讨原水管道沼蛤影响氮形态的机理。沼蛤消化腺(gut)检出nir K和nir S目标基因,而沼蛤壳生物膜(shell biofilm)检出的是amo A和nir K目标基因。另外,通过分离纯化培养从壳生物膜中分离出两株好氧反硝化菌(I-N38 and I-N45)。由于沼蛤消化器官会分泌大量溶解酵素,沼蛤体内的细菌难以维持基本的生理功能。因此,沼蛤的基本生理活动和壳生物膜中的微生物是改变原水氮形态的主要因素。本论文开展原水管沼蛤影响浮游生物和水质的机理研究,为充分掌握原水在长距离输水构筑物中的水质变化规律提供重要科学数据,对保护取水水源、提高原水水质以及优化水厂的运行管理具有重要的社会经济意义。