几种观赏型沉水植物对富营养化蓝绿藻类的抑制作用

一些大型沉水植物种类的存在对"水华"藻类的生长具有抑制作用,其主要机制是水生高等植物不仅与藻类竞争营养、光照和生长空间等生态资源,而且还可以向水中分泌具有抑制藻类生长的化感物质。通过连续滴加种植水的方式研究了3种观赏型沉水植物矮慈菇(Sagittaria pygmaea Miq)、杉叶藻(Hippuris vulgaris.)、石龙尾(Limnophila heterophylla)对5种富营养化淡水藻,蓝藻:铜绿微囊藻(Microcystis aerugnasa)、纤维席藻(Phormidium tenue);绿藻:衣藻(Chlamy domonas sajao)、四尾栅藻(Scenedesmus quaclricauda)、小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的抑制作用。研究结果表明:(1)矮慈菇种植水对铜绿微囊藻、四尾栅藻、纤维席藻的生长没有影响,对小球藻的生长具有促进作用,对衣藻的生长具有明显的抑制作用;(2)杉叶藻种植水小球藻、衣藻和纤维席藻的生长没有影响,对四尾栅藻的生长具有促进作用,对铜绿微囊藻生长具有明显的抑制作用;(3)石龙尾种植水对小球藻、四尾栅藻、纤维席藻都具有明显的抑制作用,对铜绿微囊藻的生长没有影响,对衣藻的生长具有促进作用。3种沉水植物中,石龙尾的抑藻能力最强,矮慈菇和杉叶藻次之,石龙尾的化感抑藻效应更具有广谱性,在富营养化水体中与蓝绿藻类的竞争更具有优势,比较适用于改善城市景观水体水环境质量。     

荇菜(Nymphoides peltatum)对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的抑制效应及其机制

构建了荇菜(Nymphoides peltatum)与以铜绿微囊藻为优势种的自然藻体共培养系统,分析系统中各藻种藻细胞密度、藻体叶绿素a含量、荇菜生长指标及水下[光]照度的变化;同时以荇菜种植水配置培养基,在适宜光照条件下培养铜绿微囊藻,分析藻类生长生理指标随时间的变化.结果表明:共培养系统中藻类总藻细胞密度显著下降(P<0.05),其中铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)藻细胞密度下降最为明显,40 d时比初始藻细胞密度减少了94.68%,而三角四角藻(Tetraedron minimum)数量逐渐增多,成为优势藻种,表明荇菜对铜绿微囊藻生长具有明显抑制作用.共培养系统中荇菜鲜重、水下20 cm深处光衰减率均与藻类叶绿素a含量呈显著负相关(P<0.05),表明藻细胞光合能力的大小与荇菜植株的生长及其产生的遮光作用密切相关.随培养时间延长,添加荇菜种植水的培养基中铜绿微囊藻藻细胞光密度值(D650)下降明显;叶绿素a、藻胆蛋白(包括藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、藻红蛋白)相对含量均有不同程度的下降,培养9 d后4者相对含量分别降至5.27%、15.53%、21.11%和48.48%;藻细胞Ca2+Mg2+-ATP酶活性下降明显,表明荇菜种植水中存在着某种对铜绿微囊藻产生抑制作用的活性物质,通过对铜绿微囊藻光反应系统(PS Ⅰ和PS Ⅱ)的作用来阻碍藻细胞光合作用进程,抑制藻类生长,说明除了遮光效应外,分泌抑藻活性物质也是荇菜抑制铜绿微囊藻生长的重要机制.     

一株椭圆小球藻对微囊藻生长的竞争抑制研究

采用Chl b/Chl a比值指示2种藻相对数量的方法研究了一株椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)与铜绿微囊藻(M icrocystis aeruginosa)之间的生长竞争关系。结果表明,分别在20和30℃条件下,BG-11培养基中和发生水华的天然湖水中小球藻的生长均远高于微囊藻。在低光照下,小球藻也同样具有较高的生长竞争能力。小球藻不是通过产生毒害物质而获得生长竞争优势,2种藻对氮磷吸收利用的研究结果显示:在高氮含量的BG-11培养基中,2种藻对氮的利用无显著差异,但小球藻对磷的吸收能力远高于微囊藻;将BG-11培养基中氮含量减少至原来的1/10,与微囊藻相比,小球藻对氮磷均具有较高的吸收。可见,小球藻是通过竞争氮磷营养而抑制微囊藻生长。因此,利用椭圆小球藻的种间生长竞争优势来抑制微囊藻具有潜在的可利用性。     

微藻在南美白对虾养殖废水中的生长及净化效果

为了解不同微藻对南美白对虾养殖尾水的净化作用,通过室内微藻培养试验,分析8株微藻在南美白对虾养殖尾水中的生长性能及不同时间内其对氮磷的去除效果.结果表明,8株藻均能在南美白对虾养殖尾水中生长,其中铜绿微囊藻、衣藻和蛋白核小球藻生长较好,平均相对生长速率分别为0.309 3、0.246 9和0.215 5.8种藻对总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果差异较大,其中铜绿微囊藻、衣藻和蛋白核小球藻对TN去除效果较好,培养结束时去除率分别达到74%、69%和60%;铜绿微囊藻和衣藻均具有较好的TP去除效果,去除率达60%以上,其次为蛋白核小球藻.不同藻类对不同形态氮的吸收存在较大差异,铜绿微囊藻和衣藻具有较好的硝态氮去除效果,去除率达到70%左右;衣藻对氨氮具有较快且持久的去除率,去除率高达100%,铜绿微囊藻和蛋白核小球藻稍慢,而斜生栅藻、针杆藻和舟形藻最慢,在培养16 d后,去除率均达到90%以上;隐藻和蛋白核小球藻对亚硝态氮具有较好的去除效果,培养至第8天时即达到80%的去除率,且隐藻去除效果较持久.本研究获得了不同藻类对对虾养殖尾水的吸收利用特点,可为南美白对虾养殖过程中藻相的定向培育及养殖尾水净化提供科学参考依据.     

不同pH条件下Cr6+对3种藻的毒性效应(The Toxicological Effects of Cr6+ on Chlorella Vulgaris, Scenedesmus Obliquus and Microcystis Aeruginosa at Different pH Values)

目前我国水质量生态基准的研究较为零星、分散.研究了不同pH条件下Cr6+对3种藻的毒性效应,以期为我国水生态基准的科学制定以及基准的相关研究工作提供参考.选取小球藻、斜生栅藻和铜绿微囊藻3种典型的藻种,在pH为7.0,8.0和9.0三个条件下,依据OECD-201藻类生长抑制实验指南,以72h藻生物量为测试终点,计算3种藻的比生长率,以及Cr6+对3种藻产生毒性效应的NOEC、LOEC、EC10和EC20值.结果表明,在本实验条件下,在不同pH条件下藻种生长不同,小球藻的最适pH值为7.0,斜生栅藻和铜绿微囊藻的最适pH值为9.0;在不同pH条件下,Cr6+对小球藻、斜生栅藻和铜绿微囊藻的毒性作用不同,Cr6+对小球藻在pH=7.0时毒性最小,对斜生栅藻和铜绿微囊藻在pH=9.0时的毒性最小.在藻最适生长的pH条件下,Cr6+的毒性可以达到最小程度;铜绿微囊藻对Cr6+比斜生栅藻和小球藻更加敏感.     

蓝藻水华优势藻高效防控铜制剂的筛选

在对比络合铜、有机铜和无机铜3类5种典型铜制剂对蓝藻水华优势藻--铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和2种非靶标藻种--普通小球藻(Chlorella vulgaris)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的96 h生长抑制效果的基础上,进一步开展了3类铜制剂抑制铜绿微囊藻生长的15 d延长效应研究.试验结果表明,质量分数为25%的络氨铜水剂、30%琥胶肥酸铜可湿性粉剂和20%乙酸铜可湿性粉剂对蓝藻水华优势种有较好的生长抑制效果,其对初始密度为2×105～4×105mL-1铜绿微囊藻的96 h半抑制浓度(以下均以有效成分的质量计)分别为0.03、0.06和0.05 mg·L-1,且初始藻密度对抑藻效果并无明显影响.试验质量浓度为0.25 mg·L-1的25%络氨铜水剂、0.30 mg·L-1的30%琥胶肥酸铜可湿性粉剂或0.20 mg·L-1的20%乙酸铜可湿性粉剂均能抑制铜绿微囊藻增长,且在0～15 d内都不会出现藻细胞再次复苏和增长.此外,由于铜制剂对铜绿微囊藻的96 h半抑制浓度远低于其对普通小球藻和斜生栅藻的96 h半抑制浓度,因此可在有效控制靶标藻种的同时不对非靶标藻种的生长造成严重威胁.络氨铜、琥胶肥酸铜、乙酸铜有望被开发成为高效、绿色的蓝藻水华控制剂.     

加拿大一枝黄花化感抑藻效应的初步研究

利用植物化感作用,可抑制有害藻类的生长,改善富营养化水体水质。文章选择我国重要的陆生入侵植物加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L.）,系统研究了其根部、茎部和叶部水浸液对5种常见藻类：铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）、斜生栅藻（Scenedesmus obliquu）、蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）、水华鱼腥藻（Anabaena flos-aguae）和羊角月牙藻（Selenastrum capricornutum）生长的化感效应。研究结果表明：（1）加拿大一枝黄花水浸液对铜绿微囊藻的生长有强烈的化感抑制效应,7 d抑制率为90%左右,根、茎、叶部水浸液的72 h-EC50由高到低依次为34.84、12.54和9.57 g.L^-1,叶部对铜绿微囊藻的抑制作用最强;（2）加拿大一枝黄花叶部水浸液除了对水华鱼腥藻的生长无显著影响外,对其余4种受试藻均有明显的抑制作用,即加拿大一枝黄花叶部的化感抑藻效应较具广谱性;（3）相同质量浓度、同一部位的加拿大一枝黄花水浸液对不同藻种的化感作用类型和作用强度有所不同,即化感抑藻效应存在选择性,且这种选择性与藻类的分类学特征无关;（4）对同一种藻,加拿大一枝黄花根、茎、叶等不同部位水浸液的化感效应也有所差异。     

星肋小环藻、滇池铜绿微囊藻的春化作用

为认知星肋小环藻（硅藻）春季活动、滇池铜绿微囊藻（蓝藻）春夏大规模暴发的活动规律,通过确定生长温区后进行变温实验,分析低温对2种实验藻的生长影响,其结果为：小环藻的生长温度为9.5～15.0℃,微囊藻生长温度为15.0～31.0℃,生长高温将抑制2种藻的生长;15.5℃以上、9.0℃以下时小环藻停止生长,31.0℃以上、15.0℃以下时微囊藻停止生长;在15.5～17.5℃停止生长后用7.0～9.0℃处理一天后放回生长温度培养,小环藻恢复生长,在31.0～33.0℃停止生长后用7.0～14.0℃处理一天后放回生长温度培养,微囊藻恢复生长,表明特定低温可使处于高温休眠的藻恢复生长,即低温具有解除高温休眠的作用;诱导低温7.5～9.5℃、10.0～14.0℃时,星肋小环藻、铜绿微囊藻的生长与低温诱导强度反相关,与诱导时间正相关;低温可解除高温休眠作用诱导藻生长,同样,高温也可解除藻的低温诱导作用。分析认为：星肋小环藻、铜绿微囊藻的低温诱导作用与植物春化作用一致,因此实验藻具有春化作用,其年活动规律为：经冬季低温诱导,处于休眠的实验藻春季恢复生长,夏季生长高温抑制铜绿微囊藻生长,秋季无诱导低温过程,铜绿微囊藻华可发生但不如春夏。     

不同温度下铜绿微囊藻和斜生栅藻的最佳生长率及竞争作用

以温度为主要控制因子,研究了单独培养和按不同接种密度比混合培养下铜绿微囊藻(Microcystis aerugino-sa)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的生长状况。结果表明,在温度为7～35℃条件下,微囊藻比增长率随着温度的升高而增大,而栅藻增长率随着温度的升高先增大后减小。竞争体系对2种藻的比增长率均有影响,微囊藻在微囊藻与栅藻接种比例为10∶1的混合培养体系中增长最慢,栅藻则在微囊藻与栅藻接种密度比为1∶10的混合培养体系中增长最慢。不同温度条件下在2种藻不同接种密度比的混合培养体系中,微囊藻对栅藻的竞争抑制能力均大于栅藻对微囊藻的竞争抑制能力。藻种间的竞争抑制能力因温度的变化而得到不同程度的强化或减弱,铜绿微囊藻具有更强的竞争能力。     

赖氨酸对铜绿微囊藻细胞的抑制机理

在光照条件下赖氨酸可以有效地抑制铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长,为了探讨其抑制机理,研究了不同含量赖氨酸对铜绿微囊藻细胞的毒理效应.结果表明:赖氨酸对不同品系铜绿微囊藻生长的抑制效果为无毒藻株＞低毒藻株＞高毒藻株,抑制率为95.52%～49.69%.在抑制前期.赖氨酸对铜绿微囊藻细胞抗氧化系统(SOD、MDA)和细胞膜完整性都没有显著影响,但对细胞色素(叶绿素a和藻胆蛋白)以及细胞酯酶活性具有显著影响;在抑制后期,铜绿微囊藻细胞破碎死亡,各种指标都发生显著性变化.铜绿微囊藻对赖氨酸的响应并不产生细胞脂质过氧化等一般的毒理效应,它可能是一种有序变化的死亡过程.     

Removal of nitrogen and phosphorus by eight strains of microalgae and their growth characteristics in Penaeus vannamei sewage北大核心CSCD

Microalgae are the most important primary productive forces in shrimp aquaculture systems. Microalgae not only provide oxygen and natural food for aquaculture objects, but they also absorb nitrogen (N) and phosphorus (P) to reduce water eutrophication. However, there are great differences in N and P absorption among different strains of microalgae. To maintain the sustainable development of shrimp aquaculture, the growth performances of eight microalgal strains in Penaeus vannamei sewage and N and P removal rates were investigated under laboratory conditions. The results indicated that the eight microalgal strains could reduce the N and P content in P. vannamei sewage to some extent. Microcystis aeruginosa, Chlamydomonas sp., and Chlorella pyrenoidosa grew very well, with average growth rates of 0.309 3, 0.246 9, and 0.215 5, respectively. There were significant differences in the removal efficiency among the different strains. The removal rates of total N by M. aeruginosa, Chlamydomonas sp., and C. pyrenoidosa were 74%, 69%, and 60%, respectively, at the end of the experiment, which were higher than the other species. M. aeruginosa and Chlamydomonas sp. had better total P removal efficiency than those of the other microalgal strains and removal rates were greater than 60%, and the second highest total P removal efficiency was by C. pyrenoidosa. Different types of microalgal strains had different absorption rates of different morphological nitrogen. M. aeruginosa and Chlamydomonas sp. had the highest nitrate nitrogen removal rate (approximately 70%). Chlamydomonas sp. had a fast and persistent removal rate of ammonia nitrogen, with the removal rate being as high as 100%. The removal efficiency of M. aeruginosa and C. pyrenoidosa were a little slower, and those of Scenedesmus obliquus, Synedra sp., and Navicula graciloides were the slowest. After 16 d, the removal rate reached more than 90%. Cryptomonas obovate and C. pyrenoidosa displayed the best removal rate of nitrite nitrogen, and the removal rate reached 80% on day 8, and the removal rate of C. obovata was more persistent. These results can provide scientific reference for the orientation and use of microalgae to remove pollutants in tailings water from shrimp aquaculture systems. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

2种类型多壁碳纳米管对蛋白核小球藻的毒理研究

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,其不可避免会进入水环境中,对水生生态系统造成潜在影响。多壁碳纳米管(P-MWCNTs)和羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)作为纳米材料的典型代表,应用非常广泛,其潜在的环境效应受到人们越来越多的关注。为此,本文以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)作为受试生物,通过暴露实验,研究了P-MWCNTs和MWCNTs-OH对蛋白核小球藻的生物学效应。研究结果表明：1)当P-MWCNTs浓度≤10 mg·L-1、MWCNTs-OH≤20 mg·L-1浓度时对蛋白核小球藻生长未造成影响;2)暴露96 h后,当P-MWCNTs≤10 mg·L-1、MWCNTs-OH浓度≤20 mg·L-1时,蛋白核小球藻细胞可溶性蛋白质含量增加,当P-MWCNTs浓度≥20 mg·L-1、MWCNTs-OH浓度≥40 mg·L-1时,2种类型MWCNTs均对蛋白核小球藻造成毒性效应;3)随着2种类型MWCNTs浓度的增加,蛋白核小球藻细胞总抗氧化能力(T-AOC)值减少,蛋白核小球藻细胞丙二醛(MDA)含量显著增加,细胞的健康程度逐渐恶化,细胞结构受到严重损伤;4)MWCNTs-OH比P-MWCNTs具有更好的生物相容性。     

溶藻菌发酵液及其溶藻产物的生物急性毒性试验

应用发光细菌（Photobacteriumphosphoreum）急性毒性试验,研究了溶藻菌（Streptomycessp．HJC-D1）发酵液及其对铜绿微囊藻（Microcystisaemgmosa）抑制产物的生物急性毒性。结果表明,溶藻菌发酵液本身对发光细菌具有一定的低毒性,发酵3-5d时其相对发光度为（67．59％1：3．11％）-（72．35％±2．76％）;体积分数5％的溶藻菌发酵液可有效抑制初始质量浓度高达（O．1483±0．0032）mg-L-1的铜绿微囊藻生长,其抑藻率达85％以上,且藻液毒性明显低于对照组;以微囊藻毒素为主要溶藻产物进行毒性试验发现,其半抑制质量浓度为1096．92μg·L-1,水体藻毒素质量浓度低于20μg·L-1时其生物毒性较低。     

诺氟沙星(Norfloxacin)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长及抗氧化酶活性的影响

以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为实验材料,研究了喹诺酮类药物诺氟沙星(Norfloxacin,NFLX)对小球藻生长及抗氧化酶活性的影响.结果表明,NFLX对小球藻的96hEC50为30.78mg·L-1,属于低毒.NFLX暴露对小球藻谷胱甘肽硫转移酶(GST)和过氧化氢酶(CAT)具有显著影响,当NFLX浓度高于30mg·L-1时,小球藻GST活性受到显著诱导,并随NFLX浓度增加而显著升高,而小球藻CAT活性随NFLX暴露浓度的升高表现出先诱导后抑制现象.NFLX对谷胱甘肽(GSH)和7-乙氧基-异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)的影响较弱.在低浓度NFLX暴露下,GST和CAT可作为NFLX暴露的生物标记物.     

己烯雌酚与四溴双酚A对小球藻生长效应的影响（Effects of Diethylstilbestrol and Tetrabromobisphenol A on Growth of Chlorella pyrenoidosa）

采用化学品对藻类毒性测试的标准试验方法,分别研究了己烯雌酚和四溴双酚A单组分对小球藻生长及光合色素含量的影响,并用相加指数法评价了己烯雌酚和四溴双酚A双组分对小球藻的联合毒性效应.结果表明,藻细胞密度和光合色素含量随己烯雌酚和四溴双酚A浓度增加而明显下降,且均表现出较好的浓度-效应关系,其对小球藻的96h-EC50值分别为0.0248mg·L-1和0.0455mg·L-1;两者对小球藻96h的联合毒性效应为拮抗作用.     

纳米二氧化铈对蛋白核小球藻和大型溞的毒性及其在大型溞体内的形态转化

随着纳米技术的飞速发展,纳米材料的应用日益广泛。同时,这类具有独特物理化学特性的微小颗粒对环境和健康的影响引起了人们的关注。本工作参考国际经济合作与发展组织(OECD)化学品生态毒理测试方法,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和大型溞(Daphnia magna)为受试生物,研究了CeO_2纳米颗粒暴露对小球藻生长、叶绿素含量和细胞内活性氧水平以及大型溞运动能力的影响,分析了大型溞体内铈的形态。随着暴露浓度的升高和时间延长,CeO_2纳米颗粒逐渐抑制小球藻的生长,导致叶绿素水平的降低和活性氧水平升高。暴露96 h后,CeO_2纳米颗粒对小球藻生长的EC50为30.4 mg·L-1,而对大型溞活动抑制的24 h、48 h-EC50分别为430.2 mg·L-1和142.7 mg·L-1。根据中华人民共和国环境保护行业标准中的毒性分级标准,CeO_2纳米颗粒对小球藻属于中毒性物质,对大型溞属于低毒性物质。CeO_2纳米颗粒在大型溞体内主要以Ce(IV)的形式存在,约有3%转化为Ce(III)。对CeO_2纳米颗粒的水生态效应给予足够重视并深入研究其毒性作用机制。     

水体中悬浮颗粒物对十溴二苯醚的吸附/解吸特性研究

采用室内试验法,以沉积颗粒物和浮游植物颗粒(铜绿微囊藻和普通小球藻)作为水体中悬浮颗粒物(SPM),研究了SPM对十溴二苯醚(BDE-209)的吸附/解吸特性.结果表明,沉积颗粒物和浮游植物颗粒对BDE-209的吸附分别在1.5h和0.5h内达到最大,在3h内可以充分达到平衡;沉积颗粒物和浮游植物颗粒对BDE-209的吸附能力存在差异,这与颗粒物中有机质的浓度和类型有关;在实验浓度范围内,BDE-209在SPM上的吸附可用Freundlich等温吸附方程较好地拟合;解吸过程表现出一定的迟滞性,且沉积颗粒物比浮游植物颗粒物具有更明显的迟滞性;pH中性、温度20～30℃的水体有利于SPM对BDE-209的吸附.