福建沿海米氏凯伦藻赤潮对皱纹盘鲍的危害原因

针对2012年在福建沿海致鲍鱼大量死亡、造成了巨大经济损失的米氏凯伦藻赤潮,为验证鲍鱼短时间内大量死亡的原因是否来源于米氏凯伦藻自身的毒性效应,本文初步研究了不同环境条件下,分离自赤潮现场的一株米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)对皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)的急性毒性效应。实验过程中,监测了曝气与非曝气条件下,环境因素中氨氮(TAN)、pH、DO的变化。研究发现,曝气条件下,实验体系中DO的变动范围为7.3~7.8 mg/L,pH的变动范围为7.5~8.2,TAN浓度的变动范围为0.0035~0.084 mg/L(能维持贝类正常生存),此时米氏凯伦藻趋近于赤潮现场藻细胞数量时(3107/L),鲍鱼48 h死亡率为33.3%,96 h内死亡率达100%,说明此时鲍鱼的急剧死亡是由米氏凯伦藻本身的毒性效应引起的。在非曝气条件下, DO由7.1 mg/L降低至1.8 mg/L,实验体系中pH的变动范围为7.2~8.1,TAN的变动范围为0.007~0.051 mg/L,此时米氏凯伦藻藻细胞数量为3107/L时,鲍鱼16 h内死亡率达100%,说明低氧的环境条件可以导致赤潮对鲍鱼的毒性效应加剧。由此可以推测,赤潮发生时皱纹盘鲍短时间内的大量死亡与米氏凯伦藻本身的毒性效应有关,而低氧等环境条件可以导致毒性效应加剧。     

营养盐对东海浮游植物生长影响的现场培养实验

2005年6月在东海赤潮高发区通过现场培养实验探讨了NO3-N和PO4-P对浮游植物生长的影响.结果表明,在培养期间,初始浓度NO3-N 11.98 μmol·L-1,PO4-P 0.16 μmol·L-1以上时,总细胞数可以达到赤潮数量.培养期间主要优势种为米氏凯伦藻、东海原甲藻和中肋骨条藻.NO3-N和PO4-P的初始浓度为23.82 μmol·L-1及 0.41 μmol·L-1以上时,东海原甲藻最大细胞数可以达到106·L-1,当NO3-N和PO4-P浓度分别增至50.34 μmol·L-1和2.32 μmol·L-1时,米氏凯伦藻和中肋骨条藻最大细胞数也可达到106·L-1.初步判定几种浮游植物对营养盐的需求不同,其中中肋骨条藻与米氏凯伦藻要求较高,东海原甲藻次之,双角多甲藻要求最低.     

海洋酸化对大型海藻生长以及磷酸盐、硝酸盐吸收利用的影响

CO2浓度升高导致的海洋酸化会对大型海藻的生长、生理生态以及营养盐的吸收产生影响.本研究分析了3种pH条件下,3种大型海藻[孔石莼、萱藻、小珊瑚藻(钙化藻)]单养和混养的生长以及营养盐(磷酸盐PO34-和硝酸盐NO3-)的吸收利用情况.单养时,孔石莼、萱藻、小珊瑚藻的第10 d湿重增加百分比分别在pH 7.9、7.6、8.2条件下最多,并且小珊瑚藻在pH 7.6时的相对增长率显著低于在pH 8.2时的相对增长率.混养结果表明,低pH有利于萱藻生长,而高pH有利于小珊瑚藻生长.无论单养还是混养,3种pH条件下的培养液中PO34-、NO3-含量随时间延长而逐渐降低.在0～2 d培养液中PO34-含量急剧下降(降低了71.9%～99.0%),随后PO34-含量下降缓慢.单养时,孔石莼、萱藻、小珊瑚藻分别在pH 8.2、8.2、7.6时的PO34-吸收速率最高;孔石莼、小珊瑚藻分别在pH 8.2、7.6时的NO3-吸收速率最高.混养时,孔石莼+萱藻、孔石莼+小珊瑚藻、萱藻+小珊瑚藻分别在pH 7.6、8.2、8.2时的PO34-吸收速率最高;孔石莼+小珊瑚藻在pH 7.6时的NO3-吸收速率最高.小珊瑚藻单养在pH 7.6时的低生长以及营养盐(PO34-和NO3-)的高吸收速率结果表明,PO34-和NO3-的吸收与同化作用并不相偶联.尽管两种藻混养中的优势种并未因海洋酸化而改变,但藻的种类组成比例发生了变化.因此,自然环境中海洋酸化对不同海藻的生长和营养盐吸收的长期影响可能会导致藻群落结构的改变.     

海洋微藻对游离氨基酸的利用特性研究

分别以4种游离氨基酸——丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸为唯一氮源,采用实验室一次性培养的方法,研究典型赤潮藻——东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、球形棕囊藻(Phaeoecystis globosa)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)及常见种类中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的生长特性、光合特征及对氨基酸的吸收动力学特征,以无机氮源硝氮、氨氮作为对照.研究结果表明,在无菌条件下,东海原甲藻和球形棕囊藻可以利用多种游离氨基酸快速生长,而米氏凯伦藻和中肋骨条藻在以游离氨基酸为唯一氮源条件下不能维持生长.东海原甲藻和球形棕囊藻在丙氨酸中的生长速率最高,天冬氨酸和谷氨酸次之,甘氨酸最低.氨基酸处理组的Fv/Fm值在培养后期降幅小、降速慢,且高于无机氮处理组.东海原甲藻和球形棕囊藻对丙氨酸的最大吸收速率和半饱和常数分别为3.32、0.41pmol·cell-1·h-1和6.99和20.54pmol·L-1.因此,海洋微藻对游离氨基酸的吸收利用具有显著的种间差异,东海原甲藻和球形棕囊藻具有更广的氮营养生态位,在近海有机污染不断加剧的背景下,更容易形成优势甚至暴发赤潮.     

浒苔对米氏凯伦藻生长的克生作用

研究了浒苔(Ulva prolifera)对赤潮微藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)的克生效应。结果表明,浒苔鲜组织对米氏凯伦藻的生长具有强烈的克生效应;一次性添加浒苔培养水过滤液对米氏凯伦藻生长没有显著的抑制作用,而半连续添加对米氏凯伦藻生长具有显著的克生作用;浒苔干粉末和水溶性抽提液对米氏凯伦藻的生长产生显著的抑制作用。实验结果证明抑制米氏凯伦藻生长物质很可能更多地存在于浒苔组织内,向环境中分泌的克生物质较少,因而克生物质的连续分泌是有效克制米氏凯伦藻生长的关键。同时,克生作用存在着明显的浓度效应,当抑制物浓度达到一定阈值才表现明显的克生作用,在阈值之上浓度越高克生作用越强。     

大型海藻代谢产物对赤潮微藻的抑藻活性分析

该文分析了亚油酸、单棕榈酸甘油酯、α-细辛脑、海藻糖、二十二碳酸甲酯和异植醇对强壮前沟藻、赤潮异弯藻、米氏凯伦藻、球形棕囊藻、东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响。在此基础上,通过测定藻细胞内SOD、GSH和抗超氧阴离子等活性以及丙二醛含量和藻胆蛋白相对含量和相对比例等生理生化指标,研究它们对赤潮微藻生长的抑藻活性。结果表明,海藻糖显著抑制了米氏凯伦藻和中肋骨条藻的生长,其余5种化合物对4种(或5种)赤潮微藻的生长表现出明显的抑制作用。比较此6种化合物和重铬酸钾对赤潮微藻生长的半抑制效应浓度,发现在抑制某种或某些赤潮微藻生长上,5种化合物(除二十二碳酸甲酯)表现出比重铬酸钾更为明显的优势。α-细辛脑和异植醇明显改变了藻细胞抗氧化酶SOD和/或GSH和/或抗超氧阴离子活性,破坏了抗氧化酶防御系统,进而导致膜脂质过氧化,致使MDA含量明显增加。藻胆蛋白各组分相对含量和相对比例发生明显变化,可能致使光合作用受到影响,从而干扰了赤潮微藻细胞的新陈代谢过程,最终导致藻细胞生长受到抑制。     

对羟基苯甲酸对2种赤潮微藻生长的影响

通过测定藻细胞密度和细胞体积,观察藻细胞形态,分析藻细胞内硝酸还原酶(NR)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)含量等生理指标的变化,研究了对羟基苯甲酸对2种赤潮微藻-米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻生长的影响。结果表明,浓度1.6mmol/L时,对羟基苯甲酸能明显地抑制这两种微藻的生长。同时发现,添加对羟基苯甲酸的藻细胞运动能力降低,藻细胞体积减小,并出现空洞、破碎以及部分抱团现象。进一步研究发现,对羟基苯甲酸明显降低了塔玛亚历山大藻NR和SOD活性,但对POD活性无明显影响;其低浓度时能增大米氏凯伦藻NR、POD和SOD活性,高浓度时则明显降低此三种酶的活性;它显著提高了两种微藻细胞内的MDA含量。     

蒽与苯并芘对米氏凯伦藻的单一和联合毒性效应

在实验室条件下研究了多环芳烃(PAHs)蒽(ANT)和苯并芘(BaP)对米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi Hansen)生长量的单一和联合毒性。结果表明:(1)蒽对米氏凯伦藻的生长有显著抑制作用,且随着蒽浓度的升高,抑制作用增强,蒽对米氏凯伦藻的96 h EC50为0.353 mg/L。(2)苯并芘对米氏凯伦藻的生长表现为低促高抑的现象。在较低浓度(0~0.3μg/L)时,苯并芘大大促进了米氏凯伦藻的生长,在较高浓度(0.3μg/L~0.7μg/L)时,则出现了抑制现象,苯并芘对米氏凯伦藻的96 h EC50为0.4736μg/L,因此,海洋水体中苯并芘的含量可以作为预测赤潮的一个参考指标。(3)经回归分析分别求得其EC50后定义0.5×EC50(蒽)+0.5×EC50(苯并芘)=1个毒性单位(TU),按照此比例将二者混合后进行联合毒性试验,蒽与苯并芘表现为拮抗作用。     

多环芳烃-蒽对米氏凯伦藻和青岛大扁藻种间关系的影响

以青岛大扁藻(Platymonas helgolandica)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi Hansen)为试验材料,在实验室生态条件下研究了多环芳烃蒽对不同初始数量比的两种海洋微藻种间关系的影响,以期为探讨海洋微藻间的相互作用对赤潮生消的影响研究提供实验依据。结果如下:(1)两株藻种群生长和繁殖受种群初始接种密度的影响。(2)共培养体系中米氏凯伦藻对青岛大扁藻表现为抑制作用,青岛大扁藻对米氏凯伦藻表现为促进作用。(3)蒽对两株藻皆表现为胁迫作用,米氏凯伦藻更为敏感,青岛大扁藻耐受力更强。蒽的胁迫改变了两株藻的种间竞争关系。     

氮源对三角褐指藻、盐藻和米氏凯伦藻生长和种间竞争的影响

以3种常见海洋微藻三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、杜氏盐藻(Dunaliella salina)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)为实验材料,采用室内单种培养和混合培养方法,研究了不同氮源对3种微藻生长和种间竞争的影响。结果表明,单种培养时,三角褐指藻在尿素组中的最终细胞数量最大,且尿素组中的平均比生长速率达到0.63/d,是所有处理组中最高的;盐藻和米氏凯伦藻都是在Na NO3组和尿素组中的最终细胞数量较大,两个处理组之间差异不显著,且这两个处理组的平均比生长速率都显著高于NH4Cl组。混合培养时,三角褐指藻在Na NO3组和尿素组中的最终细胞数量较大,分别占总细胞数量的62%和65%,在这两个处理组中的平均比生长速率都显著高于NH4Cl组;盐藻在NH4Cl组中的最终细胞数量最大,占总细胞数量的58%,且在此处理组中的平均比生长速率显著高于Na NO3组和尿素组;米氏凯伦藻在3种氮源条件下的生长都受到抑制,NH4Cl组中的最终细胞数量最低,占总细胞数量的1%,而平均比生长速率只有0.058/d,在所有处理组中最低。     

典型有机污染物影响下海水二氧化碳体系变化的室内模拟研究

通过室内模拟实验,研究了典型有机污染物［乙醇、丙酮、尿素(ON)和多灭磷(OP)］对海水pH和二氧化碳体系的影响.结果表明,t=7　d时,低浓度的醇和酮（<0.5 mmol·L^-1）促进生物固碳体系生长,相应水体中的pH值升高,而DIC、HCO^-₃和p(CO²)与对照组相比都明显下降（p<0.01）;引起DIC、HCO^-₃及p(CO²)下降幅度最大的醇和酮浓度分别为0.25 mmol·L^-1和0.1 mmol·L^-1. 当醇、酮达到一定浓度后,藻类固碳能力开始下降,甚至分解并转化为无机碳,从而引起DIC、HCO^-₃和p(CO²)含量的升高及pH值的下降.实验设计范围内的ON和OP添加组中,上述二氧化碳体系各组分含量与其初始值相比,均呈现负变化,即对应水体中DIC、HCO^-₃和p(CO²)均在降低.t=7　d时, 4种典型有机污染物影响下的DIC变化幅度(ΔDIC)与相应水体中孔石莼干重变化量(Δm)呈现显著负相关（p<0.01或p<0.05）,相关系数分别为：-0.902、 -0.945、 -0.898和-0.918.造成以上差异的原因与生物固碳体系在不同种类不同浓度有机污染作用下对海水二氧化碳利用性不同有关.     

重金属离子胁迫对赤潮微藻的急性毒性

重金属污染和赤潮都是较为突出的海洋环境问题,为给相关研究提供基础试验数据,在实验室条件下研究了Cu2+、Cd2+、Zn2+对米氏凯伦藻和微小原甲藻的急性毒性效应. 通过2种藻的EC₅₀(半数抑制浓度)比较了其敏感性差异,分析了不同浓度重金属胁迫对微藻的影响;同时,利用TEM (transmission electronic microscopy,透射电镜技术)和FCM (flow cytometry,流式细胞术)研究了重金属Cu2+的急性毒性胁迫在亚细胞水平上对米氏凯伦藻的损伤. 其中,Cu2+、Cd2+、Zn2+对微小原甲藻的48 h EC₅₀和96 h EC₅₀分别为0.514和0.276 mg/L、0.835和1.215 mg/L及4.376和7.976 mg/L;对米氏凯伦藻的48 h EC₅₀和96 h EC₅₀分别为1.881和1.881 mg/L、5.405和6.268 mg/L及13.134 和18.732 mg/L. 结果表明:2种微藻的种群相对增长率随着胁迫浓度的增加而下降,3种重金属离子的毒性表现出Cu2+>Cd2+>Zn2+的趋势,微小原甲藻对重金属胁迫更敏感;Cu2+胁迫可使米氏凯伦藻细胞体积增大,内容物复杂程度增高,但叶绿素a的MFI(mean fluorescence intensity,平均荧光强度)的变化不明显;Cu2+胁迫对藻膜结构的损伤较明显,但对线粒体及叶绿体的结构影响不明显.      

有害甲藻米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）对海洋青鳉鱼（Oryzias melastigm）的急性毒性效应研究

米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）是我国近岸海域常见的有毒有害藻华肇事种,能产生多种毒素,其发生藻华时会使大量鱼类或贝类死亡。本研究从细胞生物学、氧化和免疫酶活性角度研究米氏凯伦藻对海洋青鳉鱼（Oryzias melastigma）的急性毒性效应（72 h）,以期揭示米氏凯伦藻对鱼类的致死原因。组织切片结果表明,高浓度的米氏凯伦藻[（1.37～1.52）×107 cells/L]可以导致海洋青鳉鱼鳃丝断裂,成团状与相邻鳃丝融合,鳃丝上皮细胞的细胞核发生偏移,并使肝细胞出现空泡化现象。高浓度的米氏凯伦藻能够抑制海洋青鳉鱼的鳃和肝组织的SOD酶活性和CAT酶活性,引起海洋青鳉鱼脂质过氧化,导致丙二醛（MDA）含量升高,对组织造成损伤。本研究结果表明,米氏凯伦藻可能通过氧化应激反应使海洋青鳉鱼的鳃和肝组织受损,为深入阐明米氏凯伦藻的毒性机制提供参考。     

藻菌系统对偶氮染料降解作用的研究

研究了藻菌系统对偶氮染料降解的可能性,机理和环境条件的影响,49种不同类型的偶氮染料降解试验表明,藻菌对染料有较好的降解作用.发现藻类也能直接参与染料的降解,动摇了藻类在稳定塘有机物降解过程中仅能为好氧菌供氧的传统观念.根据典型染料实验研究表明,该系统降解偶氮染料的机理是:染料先被藻菌降解成芳香胺.尔后芳香胺在有氧条件下进一步降解成无机物;在无氧条件下,芳香胺降解受阻。环境条件试验表明,在相当广的pH值、温度、光强和碳源营养水平条件下,该系统仍有较高的降解效果。      

Allelopathic effect of Acorus tatarinowii upon algae

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡ .ｔａｔａｒｉｎｏｗｉｉＳｃｏｔｔ,ａｐｅｒｅｎｎｉａｌｉｍｍｅｒｇｅｄｈｅｒｂｉｎｗｅｔｌａｎｄｓ ,ｂｅｌｏｎｇｓｔｏＡｒａｃｅａｅ ,Ａｃｏｒｕｓ.ＩｔｓｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅｗａｓｆｒｏｍＡｐｒｉｌｔｏＪｕｌｙａｎｄｉｔｓｒｈｉｚｏｍｅｗａｓｆｒａｇｒａｎｔ.ＩｔｉｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｖｅｒｔｈｅＳｏｕｔｈｐａｒｔｏｆＣｈｉｎａ ,ＥａｓｔＩｎｄｉａｎ ,ＶｉｅｔｎａｍａｎｄＮｏｒｔｈＴｈａｉｌａｎｄ .Ｉｔｗａｓｃｏｍｍｏｎｉｎｗｅｔｌａｎｄｓ ,ｂｒｏｏｋｓｏｒｔｈ…     

无机碳源对Chlorella sp. TCCC45058生长的影响

自然界中无机碳主要以CO2、HCO3-、CO32-三种形式存在,不同形式的无机碳源对微藻生长影响显著。实验结果显示,Chlorella sp.TCCC45058难以利用CO32-,却能够以CO2、HCO3-作为碳源,其最适浓度分别为12.83 mmol/L和16.51 mmol/L,实验中最高生物量达到0.95 g/L。CO32-浓度过高会显著抑制该藻的光合作用速率,而适当提高HCO3-浓度会使光合作用速率得到一定程度的提高,以CO2作碳源时该藻的光合作用速率最高,而且该速率不会因CO2浓度改变而发生明显变化。以CO32-为碳源时细胞叶绿素a含量很低,仅为9 mg/g;当HCO3-、CO2作碳源时无论浓度如何变化,细胞叶绿素a含量均无明显差异,约为14~17 mg/g。     

Model-based evaluation on the conversion ratio of ammonium to nitrite in a nitritation process for ammonium-rich wastewater treatment

Modeling for nitritation process was discussed and analyzed quantitatively for the factors that influence nitrite accumulation. The results indicated that pH, inorganic carbon source and Hydraulic Retention Time(HRT) as well as biomass concentration are the main factors that influenced the conversion ratio of ammonium to nitrite. A constant high pH can lead to a high nitritation rate and results in high conversion ratio on condition that free ammonia inhibition do not happen. In a CSTR system, without pH control, this conversion ratio can be monitored by pH variation in the reactor. The pH goes down far from the inlet level means a strongly nitrite accumulation. High concentration of alkalinity can promoted the conversion ratio by means of accelerating the nitritation rate through providing sufficient inorganic carbon source(carbon dioxide). When inorganic carbon source was depleted, the nitritation process stopped. HRT adjustment could be an efficient way to make the nitritation system run more flexible, which to some extent can meet the requirements of the fluctuant of inlet parameters such as ammonium concentration, pH, and temperature and so on. Biomass concentration is the key point, especially for a CSTR system in steady state, which was normally circumscribed by the characteristics of bacteria and may also affected by aeration mode and can be increased by prolonging the HRT on the condition of no nitrate accumulation when no recirculation available. The higher the biomass concentration is, the better the nitrite accumulation can be obtained. accumulation     

小球藻对养殖废水中N、P的去除研究

针对工厂化对虾养殖废水处理进行了初步研究,通过模拟试验进行小球藻N、P去除能力的探索.结果表明:被试藻类在水体中生长良好,小球藻能很好地去除水体的N、P,培养4 d后,水体中NH4-N的去除率达到80%以上、PO4-P的去除率达到85%以上;在适宜的温度、光照、pH值条件下,最适合小球藻生长的N/P值为8,小球藻的4 d增长量可以达到初始量的10倍.