水力空化耦合电解抑藻工艺性能的初步研究

采用水力空化与电解耦合的工艺去除水体中的藻类。初步探索了包括空化管径和电解时间在内的处理工艺参数，改善了处理装置结构。试验选用天然水体优势藻种——铜绿微囊藻和水华鱼腥藻为研究对象，在优化后的水力空化条件下，水头压力0.33 MPa，电流密度为2.13 mA/cm²，处理10 L密度为3.0×106 mL^-1的铜绿微囊藻藻液。结果表明，该装置具有显著的抑藻效果，处理30 min的水样在处理后培养3 d可以达到76.9%的抑藻率，4 d后抑藻率上升到到97.5%。而对藻液分别进行单独空化30 min和单独电解30 min后培养4 d的抑藻率分别为27.7%和27.8%，表明空化耦合电解具有协同作用。通过比较该装置对不同藻种以及处于不同生长阶段的藻种的处理效果，发现装置对铜绿微囊藻的抑藻率显著优于水华鱼腥藻；对于铜绿微囊藻而言，处于对数生长期的藻细胞比稳定生长期更易被除去。     

滇池铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa Kueitz）毒素及其在水体中的变化

本文研究了昆明市滇池富营养化所形成水华的主要蔬菜－铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa Kueitz)的毒素及其在水体的变化。经研究,滇池铜绿微囊藻的提取液有一个毒峰出现,用双波长紫外分光光度计测定,发现于240nm出现一个毒峰。用色质谱联用扫描得出,其分子离子峰为1040M／Z。用小白鼠注入藻类提取液进行试验,发现其肝脏肿大,并呈紫褐色。再将肝脏匀浆提取液用高压液相色谱测定,发现有毒峰出现。在不同季节、不同地点,采取湖水,经过滤后（去除藻类和碎屑）进行测定,结果得出：在藻类生长旺季及生长繁茂的地点,水体中藻毒素的含量较高。而在藻类生长淡季及分布较少的地点,水中藻毒素含量则较少。但总的看来,经过过滤后的湖水,其中藻毒素含量少。     

稻秆对铜绿微囊藻抑制作用的研究

研究了稻秆浸出液对铜绿微囊藻生长的抑制作用.研究表明,稻秆浸出液中含有的化学物质抑制了铜绿微囊藻的生长繁殖.稻秆浸泡时间的延长,有利于提高浸出液的抑藻效果,但浸泡时间过长则无益于抑藻效果提高,浸泡时间为15 d时,抑制率能高达75.99%.稻秆浸出液投加量达7.5%以上具有显著的抑藻效果.不同部位的水稻秸秆浸出液对铜绿...     

碳源对铜绿微囊藻生理特性及微囊藻毒素产率的影响

为研究水体中不同碳源对铜绿微囊藻生理特性的影响,以Na2CO3与葡萄糖分别作为铜绿微囊藻生长的无机碳源与有机碳源,将铜绿微囊藻于光照下进行培养,并对其一系列的生理特性与微囊藻毒素产率进行检测。实验结果表明,同等碳浓度下,有机碳源更能促进铜绿微囊藻的生长,经过30 d的培养,铜绿微囊藻在有机碳源中的产量为187.55 g,比其在无机碳源中的产量提高了6.06%;微囊藻毒素在有机碳源中的产量为969.00μg/g,而在无机碳源中的产量却升高至1 193.60μg/g。参与藻毒素合成的3种氨基酸在无机碳源中的浓度要比有机碳源中的浓度高,但是其余几种氨基酸的含量与之情况相反。而有机碳源培养的铜绿微囊藻总可溶性蛋白含量为387.00μg/g,比无机碳源培养的铜绿微囊藻的蛋白含量提高了93.60%。     

滇池铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa Küitz)毒素及其在水体中的变化

本文研究了昆明市滇池富营养化所形成水华的主要藻类———铜绿微囊藻 (MicrocystisaeruginosaK櫣ｉｔｚ)的毒素及其在水体的变化。经研究 ,滇池铜绿微囊藻的提取液有一个毒峰出现 ,用双波长紫外分光光度计测定 ,发现于 2 4 0nm出现一个毒峰。用色质谱联用扫描得出 ,其分子离子峰为1 0 4 0 M/Z。用小白鼠注入藻类提取液进行试验 ,发现其肝脏肿大 ,并呈紫褐色。再将肝脏匀浆提取液用高压液相色谱测定 ,发现有毒峰出现。在不同季节、不同地点 ,采取湖水 ,经过滤后 (去除藻类和碎屑 )进行测定 ,结果得出 :在藻类生长旺季及生长繁茂的地点 ,水体中藻毒素的含量较高。而在藻类生长淡季及分布较少的地点 ,水中藻毒素含量则较少。但总的看来 ,经过过滤后的湖水 ,其中藻毒素含量少     

一株具有藻毒素降解和溶藻功能细菌的分离鉴定

从太湖水华腐烂蓝藻中富集筛选出一株编号A-8的细菌。该菌株菌落圆形、灰白色,革兰氏染色阴性,氧化酶阴性,接触酶阳性;分子系统进化树显示为溶血不动杆菌。根据以上结果,将此菌株鉴定为溶血不动杆菌。此外,对这株菌降解微囊藻毒素、不同生长时期的细菌的溶藻效果及溶藻专一性进行了研究。结果显示:该菌在3 d时间里将藻毒素降解了30.4%;细菌通过分泌胞外物质溶藻,细菌在衰退期时胞外分泌物的溶藻效果最好;该菌还对瘤状念珠藻、颤藻等9种蓝藻有溶藻作用。     

不同质量浓度黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用简

分别采用黄菖蒲（Iris pseudacorus L.）、狭叶香蒲（Typha angustifolia L.）和铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）共生培养的实验方法研究了不同质量浓度黄菖蒲、狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用。结果表明，黄菖蒲在质量浓度大于10 g/L时对初始密度为1.0×10⁷ ind/mL的铜绿微囊藻具有较好的抑制作用，表现为黄菖蒲质量浓度为10、20和40 g/L时，第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为30.1%、51.8%和84.0%；狭叶香蒲在质量浓度大于20 g/L时对铜绿微囊藻有明显的抑制作用，表现为狭叶香蒲质量浓度为20 g/L和40 g/L时，第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为34.2%和77.7%，实验过程中，铜绿微囊藻叶绿素a含量逐渐减少，而藻密度、SOD活性及MDA含量先增加后逐渐降低，表明经过一段时间持续地化感胁迫，黄菖蒲和狭叶香蒲可以诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫，导致细胞结构严重损伤和叶绿素大量分解，从而强烈抑制铜绿微囊藻的生长。     

污泥堆肥微生物菌剂的筛选优化及应用

从菌糠腐熟物中分离纯化12株长势良好的菌株,经16SrDNA测序分析,鉴定为链霉菌(Streptomyces sp.),将其中长势最好的一株命名为链霉菌P9。通过单因素实验及Plackett-Burman实验设计对链霉菌P9发酵培养基配方进行优化,得到培养基最佳配方为蔗糖10g/L,蛋白胨+酵母粉25.0g/L,MgSO_4·7H_2O 0.075g/L,KH_2PO_40.3g/L,K_2HPO_40.6g/L。将最佳培养基配方下制得的链霉菌P9发酵液用于污泥好氧堆肥,接种量分别为0(对照组CK)、0.5%(质量分数,下同)、1.0%、1.5%。结果表明,当接种量为0.5%时,堆体最高温度可达61.0℃,高温期维持12d,堆肥效果程度优于CK组(堆体最高温度58.1℃,高温期维持9d),接种量为1.0%、1.5%时污泥堆肥进程反而被抑制。堆肥结束时,堆体上清液的种子发芽指数均在70%以上,说明堆体物料基本腐熟无毒。可见,采用链霉菌P9发酵液作为微生物菌剂促进污泥好氧堆肥是可行的,接种量宜为0.5%。     

广玉兰、龙爪槐和黄杨化感物质对铜绿微囊藻生长的抑制

针对水华的主要物种——铜绿微囊藻,初步测定了60种植物的浸提液对其细胞增殖的抑制率。结果表明,8种植物的浸提液对铜绿微囊藻生长的抑制率达到90%以上。其中,广玉兰、龙爪槐和黄杨叶片浸提液对铜绿微囊藻生长的抑制率分别达到97.4%、95.6%和91.2%。通过计算得到培养7d后广玉兰、龙爪槐和黄杨的50%抑制效应质量浓度(EC50)分别为0.52、1.04、5.87g/L,而90%抑制效应质量浓度(EC90)分别为3.79、6.45、9.09g/L。首次发现此3种植物浸提液中富含能抑制铜绿微囊藻细胞增殖的化学物质,可以作为抑藻化感物质的一个重要来源。根据EC50和EC90对培养时间的拟合方程判断,广玉兰和龙爪槐浸提液对铜绿微囊藻的抑制效果较黄杨浸提液更为长效,且由于其抑制效果优于农作物秸秆,具有进一步研究的价值。     

不同质量浓度黄莒蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用

分别采用黄菖蒲（IrispseudacorusL．）、狭叶香蒲（TyphaangustifoliaL．）和铜绿微囊藻（Microcystisaeruginosa）共生培养的实验方法研究了不同质量浓度黄菖蒲、狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用。结果表明，黄菖蒲在质量浓度大于10g／L时对初始密度为1．0×10^7ind／mL的铜绿微囊藻具有较好的抑制作用，表现为黄菖蒲质量浓度为10、20和40g／L时，第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为30．1％、51．8％和84．0％；狭叶香蒲在质量浓度大于20g／L时对铜绿微囊藻有明显的抑制作用，表现为狭叶香蒲质量浓度为20g／L和40g／L时，第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为34．2％和77．7％，实验过程中，铜绿微囊藻叶绿素a含量逐渐减少，而藻密度、SOD活性及MDA含量先增加后逐渐降低，表明经过一段时间持续地化感胁迫，黄菖蒲和狭叶香蒲可以诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫，导致细胞结构严重损伤和叶绿素大量分解，从而强烈抑制铜绿微囊藻的生长。     

水葫芦压榨液厌氧发酵及其发酵液对青菜种子发芽和生长的影响

研究了水葫芦压榨液厌氧发酵过程物质的变化,分析了水葫芦压榨液的发酵液(简称发酵液)对青菜种子发芽及后续生长的影响.结果表明,厌氧发酵能显著降低压榨液中的COD,在厌氧发酵结束时,COD从5 377.0mg/L下降到730.0mg/L,下降86.4%;TN从126.6 mg/L下降到79.7 mg/L,氮素流失37.0%,且主要发生在厌氧发酵初期;TP从31.1 mg/L下降到25.0 mg/L,下降19.6%;发酵液中悬浮物(SS)和可溶性固体(DS)分别下降到719、600 mg/L.分别用蒸馏水、水葫芦压榨液和各阶段的发酵液(发酵时间分别为6、20、27、30 d)进行青菜种子发芽试验(历时10 d),平均发芽率分别达到79%、54%、51%、82%、87%、89%.在10 d的青菜苗生长时间内,平均苗高与发酵时间呈显著正相关,说明发酵液具有作为植物液体肥料使用的潜力.     

不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响

采用苦草（Vallisneria spiralis Linn.）和铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）共生培养的实验方法,通过追踪测定铜绿微囊藻的生物量、叶绿素a含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,研究了不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响。结果表明,质量浓度大于10 g/L时,苦草对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,表现为苦草质量浓度为10、20和40 g/L时,第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为63.3%、94.7%和99.8%,培养过程中,铜绿微囊藻的叶绿素a含量逐渐减少,而SOD、POD活性及MDA含量呈现先增加后逐渐降低的趋势,表明苦草释放的化感物质在经过一定时间积累后能够明显抑制铜绿微囊藻SOD和POD的活性,引起细胞的氧化损伤,促进叶绿素的分解,从而导致藻类死亡,这是苦草抑制铜绿微囊藻生长的原因之一。     

天然橄榄石对水体铜绿微囊藻的去除效果

为开发安全、高效、廉价的水华控制技术,选择铝土矿、磷铁矿、黄铁矿、铬铁矿及橄榄石等10种天然矿物材料,以水体铜绿微囊藻为研究对象,通过跟踪测定其叶绿素a的变化,研究了天然矿物对水体铜绿微囊藻去除特性,并探讨了天然橄榄石去除铜绿微囊藻的影响因素及去除机理。结果表明:相同条件下天然橄榄石具有最高的除藻能力;矿物用量及藻密度对橄榄石除藻过程影响最大,其次为pH及水温,光强影响最小;当橄榄石浓度为1.5 g·L-1,藻密度1.7×106 cells·mL-1、水温15℃、反应介质为弱酸性或中性(pH 5～7)时,吸附1 h后,叶绿素a去除率高于96%。进一步分析可知,天然橄榄石主要通过静电作用对铜绿微囊藻进行吸附,进而使藻细胞絮凝沉降,部分藻细胞破裂分解,同时天然橄榄石在反应过程中吸附培养基中的营养盐,造成藻细胞营养缺少,从而对藻细胞的生长造成一定的抑制作用。     

钙离子对混凝去除水体中铜绿微囊藻的影响

以铜绿微囊藻为对象,研究了钙离子对聚合氯化铝(polyaluminumchloride,PAC)混凝沉淀藻细胞的影响及其可能的机理。结果表明,添加钙离子对PAC混凝去除模拟水样藻细胞和浊度均具有促进作用。在PAC摩尔浓度较低时(0.02 mmol·L~(-1)),最高可将除藻率和除浊率分别提高66.4%和76.8%。三维荧光及总溶解性有机碳(total(dissolved organirc carbon,TDOC)分析表明钙离子对去除水中溶解性胞外有机物(dissolved extracellular organic matter,dEOM)没有显著作用。利用Zeta电位和絮体形态对其影响混凝除藻效果的可能机理进行探究,发现钙离子能通过压缩双电层和吸附电中和提高藻细胞表面的Zeta电位,从而促进胶体脱稳凝聚。推测钙离子通过与铜绿微囊藻表面的黏附型胞外有机物(bound extracellular organic matter,bEOM)发生阳离子架桥作用促进藻细胞脱稳混凝沉淀。钙离子能够促进铜绿微囊藻脱稳,但是絮体粒径、强度、恢复能力的主要影响因素还是PAC摩尔浓度。     

可见光下亚微米Cu_2O微球光催化去除铜绿微囊藻

以乙酸铜为铜源、乙二醇和葡萄糖为还原剂,采用溶剂热法制备亚微米Cu_2O微球,并用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对其结构进行表征;通过藻细胞的内含物含量、生长代谢活性、形态的变化和藻细胞膜脂质过氧化分析,研究了亚微米Cu_2O微球在可见光下去除铜绿微囊藻的性能。结果表明:亚微米Cu_2O微球由10nm左右的Cu_2O纳米粒子聚集形成;在可见光下,亚微米Cu_2O微球的加入量为0.4g/L,3h后叶绿素a去除率可达到80.4%;亚微米Cu_2O微球通过光催化作用破坏藻细胞膜、降解藻细胞内含物、降低藻细胞代谢活性和破坏藻细胞形态,从而产生抑藻作用。     

共培养条件下黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻光合系统的影响

采用共培养的实验方法,通过测定铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)叶绿素a含量及叶绿素荧光参数,研究了黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)和狭叶香蒲(Typha angustifolia L.)对铜绿微囊藻光合系统的影响。结果表明,共培养条件下,黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻的光合系统具有明显的化感作用,表现为,处理组中铜绿微囊藻的叶绿素a含量从第4天开始显著(Paried t-test,p0.05)低于对照组;培养过程中,YⅡ(光系统Ⅱ有效量子产量)和Fv/Fm(光系统Ⅱ最大量子产量)值也呈现逐渐下降的趋势,说明黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻产生了化感抑制,光合效率和光能转化效率下降;而Ik(半饱和光强)和α(光限制斜率)值呈现先增加后逐渐降低的趋势,从第4天开始显著(Paried t-test,p0.05)低于对照组,表明黄菖蒲和狭叶香蒲的化感作用在短时间内可以激发铜绿微囊藻对光强的耐受能力并能提高藻的光能利用效率,但是随着化感时间的延长,铜绿微囊藻对强光的耐受能力及光能利用效率下降。     

一株铜绿微囊藻溶藻真菌的分离鉴定及溶藻特性

从富营养化水体和土壤中分离筛选出一株溶藻真菌菌株JHQ3,通过ITS序列分析对溶藻真菌JHQ3进行鉴定,并研究了该菌株对铜绿微囊藻的溶藻方式和溶藻特性。结果表明：菌株JHQ3的ITS序列与萨氏曲霉属(Aspergillus sydowii)同源性达100%,菌株JHQ3属于萨氏曲霉属(GenBank登录号为OP363844);溶藻真菌JHQ3对铜绿微囊藻的作用方式以直接溶藻作用为主,间接溶藻作用为辅;在30℃时菌液溶藻效果最好,溶藻率高达94.06%;在pH为7时,溶藻率最高,为83.39%;菌液浓度大于10^-3(即稀释10³倍)时,其溶藻效果随菌液浓度的增加而增强;光暗比为12 h∶12 h时,溶藻效果较好,具有较好的工程应用价值;添加表面活性剂乙二胺四乙酸和Tween-80会抑制溶藻效果。溶藻菌株JHQ3能有效抑制铜绿微囊藻繁殖,在富营养化治理方面具有较好的应用前景。     

DSF型群体感应系统的缺失导致嗜根寡养单胞菌溶藻作用的增强

水环境中的微藻与藻际微生物之间关系复杂多变,而微生物的群体感应(QS)作用会影响并调控菌藻的共生关系。以嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)野生株(WT)和QS扩散信号因子(DSF)合成酶基因-rpfF基因敲除株(△rpfF)为实验菌株,阐明DSF型群体感应是否调控嗜根寡养单胞菌对铜绿微囊藻的溶藻效果。结果表明：嗜根寡养单胞菌野生株和rpfF基因敲除株的溶藻特性相似,均具有针对铜绿微囊藻的溶藻特异性,主要通过分泌溶藻物质间接作用于藻细胞;野生株和敲除株培养48 h后的无菌滤液均有显著的溶藻作用,在投加体积分数10%无菌滤液的条件下,野生株和敲除株7 d溶藻率分别为53%和78%。此外,实验菌株分泌的溶藻活性物质具有热稳定性和酸碱耐受性,且不容易被乙醇沉淀;三维荧光光谱、紫外可见光光谱、傅里叶变换红外光光谱分析表明菌株胞外滤液中主要以类腐殖酸物质为主,芳香化程度较高;通过比较荧光强度和吸光度可知DSF合成酶基因缺失的嗜根寡养单胞菌的无菌滤液中类腐殖酸物质含量显著高于野生株。结果表明,DSF-QS缺失的嗜根寡养单胞菌生物量增多,能分泌更多的溶藻物质,增强...     

不同磷条件下高温胁迫对铜绿微囊藻增殖的影响及其恢复

为研究磷浓度与高温对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)细胞增殖及其恢复生长的影响,对低磷(0.05 mg/L)、中磷(0.50 mg/L)和高磷(5.00 mg/L)3种不同磷浓度下,35℃高温胁迫3、6和12 d后的生长过程进行了研究。以25℃为对照,测定了细胞密度、叶绿素a、胞内可溶性蛋白和糖含量、酶活性等指标。结果表明,低磷和中磷条件下,35℃高温未成为限制条件,反而促进细胞增殖。随磷浓度的增加,35℃高温的抑制作用增强,高磷条件下,温度成为限制因子,抑制藻的生长,第12天细胞密度仅为对照的85.51%。解除胁迫后,低、中磷条件下前期胁迫时间越长,藻细胞密度和叶绿素a含量越高,高磷条件下的细胞密度发生低补偿,胁迫3、6和12 d组比对照降低了3.44%、2.85%和10.32%。高磷组的各指标数值较高,组间差距相对较小,磷营养充足有利于微囊藻的补偿生长。不同磷营养下微囊藻会发生程度不同的补偿效应,可根据其自身变化为蓝藻生长的研究提供基本资料。     

抗菌防臭纤维织物杀藻效果研究

针对水华治理需求,采用市售抗菌防臭纤维织物产品进行了实验室和小型实验池中水华藻杀灭实验。结果显示,在28℃光照强度3 000 lx条件下,在实验室培养的藻悬浮液中放置0.4 cm2/mL抗菌防臭纤维织物1~3 d后,铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)DS和7820种、鲍氏织线藻(Plectonema calothrichoidesGom)、莱茵衣藻(Chlamydomonas rein-hardtii)的叶绿素a含量即明显降低,处理2周后,叶绿素a浓度分别下降94.8%、92.7%、93.2%和98.9%;鱼腥藻(Anabae-na7120),斜生栅藻(Scenedesmus obliquusK櫣tz)的生长受到强烈抑制,处理3周后其叶绿素a浓度无明显增加;在1.8 m×2.8 m×1.5 m的小型实验池使用1.25 m2/m3抗菌防臭纤维织物8 d后,实验池野生铜绿微囊藻叶绿素a浓度下降86.8%。鱼类急性毒理测试显示该抗菌防臭纤维织物无毒性。