近年来随着水体富营养化的日益加剧,藻华暴发的频率显著增多,包括饮用水源地水库。在藻华的藻种组成中,蓝藻（Cyanobacteria）作为产毒藻种存在于饮用水源地的潜在风险不容忽视。天福庙水库为Ⅲ等中型水库,是宜昌市主要工农业及生活用水的水源地,流域沿岸发达的磷矿企业和密集的人口带来的工业污染和生活污染给天福庙水库输送了大量的氮磷污染物,导致污染超标及藻华暴发。天福庙水库实施保护工程来改善水质和藻华现状,一方面监测工程实施前后天福庙水库内水质和藻类的变化。另一方面对于新的、更有效的环境友好型藻华治理方法和技术的需求就显得更为迫切。因此本论文在监测天福庙水库实施保护工程过程中水质指标和藻类的基础上,以危害最大的铜绿微囊藻为研究对象,采用环境友好的纳米材料和天然矿物对藻类进行室内模拟去除研究,深入揭示纳米材料和天然矿物在水环境中去除铜绿微囊藻的机理,为水环境中铜绿微囊藻的去除提供科学依据。具体研究内容及主要结论如下:1.以天福庙水库为研究对象,通过监测原位生态修复技术（In Situ Ecological Restoration Technology,ISSA PGPR）和生态浮岛保护工程实施前后治理区域内外水质及藻密度变化发现,原位生态修复技术运行期间,总磷值差别较小,总氮值治理区域内略大于区域外。生态浮岛施工后,区域外水体总氮、总磷及藻密度大都比施工区高,对总氮、总磷及藻类的去除率最高值分别为42.66%、29.41%及15.51%。在藻种监测中发现天福庙水体中存在硅藻（Diatom）、绿藻（Chlorophyta）、甲藻（Pyrrophyta）、裸藻（Euglena）和蓝藻（Cyanobacteria）等多种藻种,库区代表性藻种硅藻和蓝藻在原位生态修复技术和生态浮岛的作用下藻密度值下降明显。2.将纳米颗粒BiOBr负载在织物上以解决回收问题,研究了BiOBr/织物在可见光下对铜绿微囊藻的去除。通过单因素理化条件实验发现,BiOBr/织物在其用量为0.09mol/L、藻类所处时期为死亡期、光照条件以及反应pH为弱酸性和弱碱性时叶绿素a去除率最大。在BiOBr/织物去除铜绿微囊藻的过程中通过监测反应液中溶解氧的变化及活性物种,同时观察处理前后藻细胞的形貌以及藻细胞膜的完整性。结果表明,在光照的条件下,BiOBr/织物通过消耗培养基中O2并在BiOBr颗粒表面产生强氧化性的自由基,对光合色素、藻胆蛋白和细胞膜上多不饱和脂肪酸深度降解和氧化,导致藻细胞光合功能崩溃,蛋白合成受阻,细胞膜脂质过氧化,从而破坏藻细胞抑制其生长。3.通过11种天然矿物对铜绿微囊藻叶绿素a的去除率比较,筛选出最佳的吸附剂为橄榄石,并对橄榄石进行了不同单因素下铜绿微囊藻去除实验。结果表明,在橄榄石浓度为1.5g/L、藻密度<1.7×10~6cells/mL、温度控制在15°C或35°C、反应介质为酸性或弱碱性时叶绿素a去除率最佳。对反应过程中的藻液的Zeta电位和营养盐进行了监测,同时采用SEM对反应后的铜绿微囊藻表面形貌进行观察。结果显示,天然橄榄石主要通过静电作用对铜绿微囊藻进行吸附,使得藻细胞的表面电荷减少,细胞失去稳定性,形成悬浮沉淀的聚集体。并且天然橄榄石在反应过程中吸附培养基中的营养盐,造成藻细胞营养耗竭,从而抑制藻细胞的生长。4.采用4种表面活性剂改性的针铁矿进行铜绿微囊藻叶绿素a的去除实验,筛选出叶绿素a去除效果最佳的为十八烷基三甲基溴化铵（Octadecyltrimethylammonium Bromide,ODTMA）/针铁矿。通过模拟水环境因子实验发现,ODTMA/针铁矿在其用量为50mg/L、温度为35°C、光照的条件以及水体pH为弱酸性和中性时叶绿素a去除率最佳。通过在ODTMA/针铁矿去除铜绿微囊藻过程中监测反应液中总有机碳的变化以及观察反应后藻细胞的表面形貌与细胞膜完整性,同时结合铜绿微囊藻细胞生理指标的变化,得出ODTMA/针铁矿去除铜绿微囊藻的机理如下:带正电荷的碳链网捕和粘结负电荷的藻细胞,烷基链穿透藻细胞膜后改变磷脂双分子层的完整性,导致膜破裂,并与藻体内蛋白质、核酸发生反应,使纤维素分子间的桥键松弛或抑制蛋白质的合成。另一方面针铁矿在光的作用下产生强氧化性的自由基攻击藻细胞,导致藻细胞体内有机质渗出,从而抑制藻细胞生长。