氮浓度对小环藻、大型溞和金鱼藻相互作用的影响研究

以浮游植物小环藻(Cyclotella sp.)、浮游动物大型溞(Daphnia magna)和大型沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为研究对象,建立水生微宇宙模型,在1.5mg/L磷、2 600lx光强和25℃条件下,研究不同氮质量浓度(0.5、2.0、4.0、8.0、16.0mg/L)对生物操纵效果的影响。结果表明,小环藻单独培养时,氮浓度越高,小环藻增长率越大;小环藻和大型溞共培养、小环藻和金鱼藻共培养且氮为0.5～2.0mg/L时,小环藻生长受到明显抑制,大型溞和金鱼藻均生长良好;3者共培养且氮为0.5～16.0mg/L时,小环藻的生长均得到有效控制。总体而言,控藻效果表现为:小环藻、大型溞和金鱼藻共培养小环藻和金鱼藻共培养金鱼藻种植水对小环藻的化感作用小环藻和大型溞共培养,大型溞和金鱼藻的联合作用比其单独的控藻效果好,随着氮浓度增加,控制效果逐渐减弱,氮小于2.0mg/L最好。氮为0.5～2.0mg/L时,水中TN去除率相对较高,氮为16.0mg/L时,水中TP去除率相对较高。     

磺胺甲恶唑对斑马鱼胚胎/仔鱼的毒性效应

为研究磺胺甲恶唑对斑马鱼胚胎/仔鱼的早期发育及抗氧化系统的影响,将受精2h的斑马鱼胚胎暴露在不同浓度的磺胺甲恶唑水溶液中,观察斑马鱼胚胎死亡率、孵化率、仔鱼心包囊肿率、心跳数、体长以及仔鱼内抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明,磺胺甲恶唑对斑马鱼胚胎/仔鱼120h的急性毒性半数致死质量浓度(LC50)为1 250.5mg/L;斑马鱼胚胎孵化率随着暴露浓度的增加呈现明显的下降趋势,96h胚胎孵化率抑制的半数有效质量浓度(EC50)为1 299.7mg/L;当暴露质量浓度≥1 500mg/L时,斑马鱼胚胎患心包囊肿率明显升高,呈现剂量—效应关系;经磺胺甲恶唑暴露96h的斑马鱼仔鱼30s心跳数及120h斑马鱼仔鱼体长总体降低;10~(-2)mg/L磺胺甲恶唑染毒96h后,即观察到斑马鱼仔鱼细胞出现明显的氧化损伤,过氧化氢酶的酶活性受到显著抑制,超氧化物歧化酶和谷胱甘肽S-转移酶被显著诱导,MDA含量显著增加。研究表明,磺胺甲恶唑暴露对斑马鱼胚胎细胞产生了明显的损伤,进而可能影响斑马鱼仔鱼的发育。     

铜、镉联合胁迫对羊角月牙藻的自由基氧化损伤影响研究

分析了铜和镉联合胁迫对羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)的影响,运用国内应用较少的新型技术——叶绿素荧光技术检测了胁迫下微藻的最大光能转化效率(Fv/Fm)受到的影响,并尝试通过膜脂过氧化损伤产物丙二醛(MDA)和其他指标在胁迫下的变化,对铜、镉联合胁迫机制进行初步探究。结果表明:(1)羊角月牙藻在铜、镉联合胁迫下生长受到抑制,表现出明显的浓度-效应关系。铜、镉的联合胁迫的相加指数为-1.63,表现为典型的拮抗作用。(2)通过叶绿素荧光技术的应用,探明Fv/Fm随毒性浓度的变化表现为浓度-效应关系,毒性浓度越大,羊角月牙藻的Fv/Fm越低,但在低毒性浓度刺激时随胁迫时间延长有回升迹象。(3)随毒性浓度的增加,羊角月牙藻的MDA增加,表现为显著的浓度-效应关系;可溶性蛋白质大体呈先升后降的趋势。(4)铜、镉联合胁迫下,MDA与羊角月牙藻生物量、Fv/Fm呈显著负相关。脂质过氧化是导致生物量下降和Fv/Fm受抑制的原因之一。(5)在微藻体内铜、镉发生拮抗作用的机制也可能与重金属的脂质过氧化作用由于拮抗受到抑制有关。     

大型溞与富营养化水体中藻类的相互作用研究

为研究典型浮游动物大型溞(Daphnia magna)对富营养化水体中藻类的牧食生态关系,选取有毒藻和无毒藻富营养化水体水样,分析测试藻类与大型溞的相互作用。结果表明,有毒藻水样对大型溞的生长繁殖产生极大负面影响,在有毒藻水样原液中大型溞体长最大仅为1.18mm,仅为无毒藻水样对照组大型溞最大体长的52.91%,且最长寿命仅为13d,明显低于对照组的45d。无毒藻水样对照组中大型溞累积产幼量为71个,随着有毒藻浓度的上升大型溞产幼量逐渐下降,在高浓度有毒藻水样下完全丧失繁殖能力。在较低浓度有毒藻水样中,大型溞表现出对有毒藻的抗性,基本能够正常生长繁殖,24h藻类去除率达到45.61%。研究表明在有毒藻浓度较低的条件下,虽然大型溞的生长繁殖受到一定抑制作用,但大型溞还能够维持种群的生存繁衍,对藻类维持足够的摄食压力,可有效控制藻密度。     

环糊精及其衍生物对降低铅和菲的藻类毒性研究

研究了环糊精(CD)及其衍生物对重金属铅和有机物菲及其复合污染胁迫下斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的毒性影响。结果表明,天冬氨酸-β-CD(ACD)具有促进斜生栅藻生长的作用。在单一铅或菲胁迫下,低浓度时能促进斜生栅藻的生长作用,但当铅质量浓度≥0.10mg/L或菲质量浓度≥10μg/L时,斜生栅藻的生长都受到了不同程度的抑制。100 mg/L的ACD加入后,在相同浓度的铅或菲胁迫下,斜生栅藻抑制率明显降低。其中,铅对斜生栅藻96h的半数效应浓度(EC50)由0.96mg/L增加到了3.79mg/L,菲对斜生栅藻96h的EC50由40μg/L增加到了104μg/L,毒性明显降低。复合污染时,铅和菲对斜生栅藻的毒性表现出协同作用。不同CD(α-CD、β-CD和γ-CD)及其衍生物(ACD和羟丙基-β-CD)中,对降低斜生栅藻毒性效果最好的为ACD。     

乙酰甲胺磷对斜生栅藻的毒性及细菌降解研究

采用血球计数法测定斜生栅藻细胞数目,研究了乙酰甲胺磷对斜生栅藻的毒性作用,并通过藻类培养液中接种经过筛选得到的乙酰甲胺磷高效降解菌测定其对乙酰甲胺磷毒性的去除影响。研究结果表明,乙酰甲胺磷对斜生栅藻的抑制中浓度(EC50)大于159 mg/L,急性毒性为低毒。但进一步研究发现,在7 d后,EC50为174.68 mg/L,明显低于24 h的1 128.57 mg/L,存在亚慢性毒性。通过藻类培养液接种高效降解菌Y-6,乙酰甲胺磷对藻类的生长抑制程度减轻。     

转小鼠金属硫蛋白-I基因聚球藻7002对重金属耐受性的研究

研究了野生和转小鼠金属硫蛋白-I(mMT-I)基因聚球藻7002对Pb、Hg、Cd、Mg、Ni、Cu、Co、Zn和As 9种重金属元素的耐受性,以及重金属对藻细胞生长的半抑制浓度(IC50),并与相关文献进行了比较,旨在为转基因藻的工业应用提供依据.结果表明:转mMT-I基因聚球藻7002每单位OD750最高可耐受4～5 mmol/L的Pb2 、0.4～0.6 mmol/L的Cd2 和0.8～1.2mmol/L的Hg2 ,耐受性系数分别为1712.4～2140.5、92.9～139.4、331.6～497.3 mg/g;相比野生聚球藻7002,它对Pb2 、Cd2 的耐受性提高了4～5倍,对Hg2 的耐受性提高了100倍左右.野生聚球藻7002的重金属耐受性系数(mg/g)大小依次为:As(Ⅲ)>Pb2 >Mg2 >Zn2 >Cu2 >Ni2 >Cd2 >Co2 >Hg2 ,而转mMT-I基因聚球藻7002的重金属耐受性系数(mg/g)大小依次为:As(Ⅲ)>Mg2 >Pb2 >Hg2 >Zn2 >Cu2 >Cd2 >Ni2 >Co2 .转mMT-I基因聚球藻7002在重金属溶液中生长的IC50明显大于野生聚球藻7002和其他藻,其对Pb2 、Cd2 和Hg2 的IC50分别为96.60(72 h)、3.94(72h)、7.57(96 h)mg/L.     

苯酚及其氯代物对大型溞的毒性效应和微观机理探讨

采用静态生物急性试验的方法,研究了5种酚类化合物对大型溞的急性毒性效应,并利用正辛醇/水分配系数(Kow)对实验测得的毒性数值进行了统计分析,得到了有效的毒性估测模型.研究结果表明,大型溞的幼溞接触不同化合物的不同浓度,活动会受到抑制,甚至死亡,苯酚、4-氯酚、2,4-二氯酚、2,3,4-三氯酚和五氯酚的48 h EC50分别为9.15、4.64、4.40、1.92、0.37 mg/L;根据化学物质对溞类的毒性评价标准,这5种化合物都属高毒物质,其中五氯酚具有极高毒性.另外,五氯酚对大型溞的致毒关键步骤不仅包括传输分配过程还有生化反应.     

1,2,4-三氯苯对成年斑马鱼和幼鱼几种酶活性的影响

实验室条件下,通过1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)染毒对成年斑马鱼及幼鱼体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和碱性磷酸酶(AKP)活性进行测定和比较,从而确定1,2,4-TCB暴露对斑马鱼的毒性机制。结果发现,低质量浓度(2、4、8mg/L)1,2,4-TCB处理对SOD活性有一定的应激作用,且在第8天明显高于对照组;16mg/L 1,2,4-TCB对SOD活性明显抑制。4～10d时4mg/L处理组CAT活性与对照组呈显著差异,2、4、8mg/L处理组CAT活性随时间延长先升高后降低。各处理组AKP活性在前4d基本无显著变化,2、4mg/L处理组AKP活性在第8天与对照组呈极显著差异;16mg/L处理组AKP活性低于对照组。斑马鱼胚胎暴露1,2,4-TCB孵化第6天后,3.46mg/L处理组幼鱼蛋白质与对照组呈显著差异,其他处理组与对照组无显著差异。各处理组幼鱼体内SOD、CAT和AKP活性与对照组基本无显著变化。幼鱼比成年斑马鱼对1,2,4-TCB影响更加敏感。     

双氯芬酸钠调控雨生红球藻生长的影响研究

研究不同质量浓度(0～200mg/L)双氯芬酸钠(DCF)对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)生物量、色素、虾青素、油脂和多糖等的影响。结果表明:(1)低浓度DCF有助于提高雨生红球藻生物量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、虾青素含量,高浓度时均起抑制作用。当DCF为50mg/L时,生物量干质量最高达到(1.93±0.04)g/L;当DCF为10mg/L时,叶绿素、类胡萝卜素、虾青素质量浓度最高分别达到(57.75±2.34)、(6.99±0.08)、(23.82±0.87)mg/L。(2)相较于对照组,10～100mg/L DCF有利于提高雨生红球藻多糖;50mg/L DCF促进油脂的合成,其他浓度均降低了油脂含量。     

2种新分离微藻的生长、氮磷去除和营养特性的比较研究

为了解2种新分离微藻的净化和资源化潜力，研究比较了其生长、氮磷去除和营养特性。结果表明，栅藻和月牙藻的最大生物量（干重）分别为0．78g／L和0．53g／L；最大生物量（干重）增长速率分别为0．05g／（L·d）和0．03g／（L·d）。培养至第23天，栅藻和月牙藻对TN的去除率分别为85．1％和72．5％；对TP的去除率为82．6％和79．7％，但栅藻较月牙藻更易释放较多的No2--N进入藻液。稳定期时，栅藻、月牙藻的粗蛋白质含量和粗蛋白产量（干重）分别为31．8％、19．2％和0．24g／L、0．09g／L；粗脂含量和粗脂产量（干重）分别为7．81％、9．26％和0．06g／L、0．05g／L。综上，与月牙藻相比，栅藻具有明显的生长、氮磷去除和营养优势，在进行水产养殖废水的净化和资源化利用上可作为优选藻种。     

茶多酚对壬基酚所致斑马鱼急性死亡和遗传损伤的保护作用

为研究壬基酚(NP)对斑马鱼(Danio rerio)的急性毒性和遗传损伤的影响,同时为探讨茶多酚对NP的急性致死和遗传损伤的保护作用,开展了急性毒性实验,分析NP对斑马鱼的半致死浓度,并通过统计斑马鱼外周血细胞中微核率和核异常率来评估NP对斑马鱼的遗传损伤。在NP基础液中加入茶多酚进行斑马鱼的急性毒性保护实验,通过与NP对照组中斑马鱼的死亡情况、微核率和核异常率的对比来评价茶多酚对急性致死和遗传损伤的保护作用。结果显示:高质量浓度的NP(500.00、1 000.00μg/L)对斑马鱼具有较强的致死性,中、低质量浓度的NP(125.00、250.00μg/L)对斑马鱼具有一定的致死能力,此浓度范围内存活的斑马鱼外周血红细胞中存在比清水对照组显著增多的微核和异常核。在NP基础液中加入一定质量浓度(2.50~20.00ng/L)的茶多酚后,与NP对照组相比,斑马鱼的死亡率显著降低,同时,斑马鱼的微核率和核异常率也都显著降低。这表明一定浓度的茶多酚对NP的急性致死和遗传损伤具有明显的保护作用。     

小型CAF气浮设备处理滇池含藻水的试验研究

采用自制的小型涡凹型气浮(CAF)设备处理滇池含藻水,结果表明,在气浮时间为1min,分离时间为6min的条件下,聚硅硫酸铁铝(PFASSI)用量为40mg/L时,对藻类和浊度的净化效率最大分别为801%和786%;在聚丙烯酰胺(PAM)的用量为2mg/L时,对藻类和浊度的净化效率分别为959%和932%。使用PFASSI(20mg/L)和PAM(1mg/L)的组合絮凝剂时,滇池含藻水的含藻量由557mg/L降到557mg/L,浊度由375度降到27度,二者的去除率分别为99%和928%。     

四羟甲基硫酸鏻去除铜绿微囊藻效果及其机制研究

研究了四羟甲基硫酸鏻对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的去除效果及机制.结果表明,四羟甲基硫酸鏻半效应浓度(EC50)与藻细胞数目呈正相关,线性方程为:Y=0.628 2X+0.956 4,R2=0.997 3(其中Y为EC50,mg/L;X为处理48 h后铜绿微囊藻细胞数目,106个/mL).11.0 mg/L四羟甲基硫酸鏻处理铜绿微囊藻36 h后,藻细胞可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)较对照组分别提高10.47%、11.31%、140.98%,四羟甲基硫酸鏻能够显著破坏藻细胞膜通透性,提高酯酶活性.四羟甲基硫酸鏻通过破坏藻细胞膜,造成膜脂过氧化,干扰藻体正常代谢而除藻.     

SBR脱氮系统污泥对磷的去除研究

为了研究缺氧(75 min)-好氧(294 min)交替运行的SBR系统中除磷的原因,采用静态实验,对比了不同碳源、水质及运行环境下对磷的去除情况。实验结果表明,该SBR脱氮系统中的好氧段磷的减少是生物去除的结果。当供给碳源为丙酸-乙酸混合物(摩尔比为2∶1)、葡萄糖、淀粉或蛋白胨时,污泥都可将磷去除,去除效率依次降低;COD/NO3--N为8.77∶1(400 mg/L∶45.6 mg/L)时除磷效果明显好于5.41∶1(400 mg/L∶73.9 mg/L)和3.57∶1(400 mg/L∶112 mg/L);进水磷浓度为8 mg/L时,COD由50 mg/L增加到400 mg/L,污泥对磷的去除效果基本一样;完全的缺氧或完全的好氧环境下,污泥对磷的去除能力逐渐丧失。     

具有降解亚硝酸盐活性的解淀粉芽孢杆菌的分离与安全性分析

从养殖污泥中分离筛选了一株优良的亚硝酸盐降解菌YX01,经ARIS 2X细菌自动鉴定系统以及16SrRNA系统发育分析,该菌株被鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus am yloliquefaciens,GenBank登录号为JX649949),其16S rRNA序列与基因库中 芽孢杆菌属菌株的16S rRNA序列有99％～100％的同源性,而且与解淀粉芽孢杆菌菌株LD5(GenBank登录号:GQ853414)的亲缘关系最近.该亚硝酸盐降解菌YX01在浓度为2.0×107～2.0×109cfu/L时对小球藻(Chlorella sp.)生长有促进作用；在浓度大于2.0×1011cfu/L时对小球藻生长具有显著抑制作用；亚硝酸盐降解菌YX01对小球藻的半数抑制浓度(IC50)大于2.0×1011cfu/L.亚硝酸盐降解菌YX01对大型蚤(Daphnia magna)的48h-半数致死浓度(LC50)大于2.0×1011cfu/L,对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的96h-LC50大于2.0×1011cfu/kg.经分析,亚硝酸盐降解菌YX01为无毒菌株.     

高铁酸钾预氧化并复合高岭土与PAC絮凝去除水中的颤藻

对高铁酸钾预氧化并复合高岭土与PAC絮凝法除水中颤藻的效果进行了研究。通过正交实验得出了在实验水质条件下,去除颤藻的最佳条件为:高铁酸钾的投加量2.4 mg/L、高岭土24 mg/L、PAC 5 mg/L及pH值为6.5。在此条件下,K2FeO4除藻效果明显优于传统的PAC絮凝工艺。考察了K2FeO4对接种到培养液中的颤藻生长活性的影响,结果表明,随着K2FeO4量的增加,颤藻生长活性抑制时间增长。数码生物显微镜观察表明:K2FeO4在低浓度2.4 mg/L下不能破坏颤藻细胞结构,高浓度50 mg/L下可使其细胞破裂死亡。     

一体式悬浮载体生物流化床啤酒废水处理研究

中小型点源污染的控制是提高水环境质量和解决水资源短缺的关键。一体式悬浮载体生物流化床(ISCBFB)占地面积小、处理效率高,适合中小型点源污水的处理。以公牛啤酒厂废水为试验原水进行了研究,试验期间进水COD平均浓度1 213.38 mg/L,出水平均为50.75 mg/L,平均去除率达到95.82%。进水氨氮平均浓度为22.50 mg/L,出水平均为4.31 mg/L,平均去除率达到80.99%,试验中全部出水水样COD及氨氮浓度均达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978-1988)一级标准。总之,一体式悬浮载体生物流化床对啤酒废水具有很好的去除效果。     

铜、镉对水螅的急性和联合毒性作用

试验研究重金属铜(Cu2 )、镉(Cd2 )对水螅的急性毒性和联合毒性作用,探索水螅(Hydra sp.)对Cu2 、Cd2 以及两者混合的毒性效应,为水产动物病害的防治中合理使用消毒、杀虫剂以及水体污染评价提供一些参考信息.结果表明,Cu2 对水螅的24 h半致死浓度(LC50)、48 hLC50、72 hLC50、96 hLC50分别为0.072、0.054、0.042、0.037 mg/L;Cd2 对水螅的24 hLC50、48hLC50、72 hLC50、96 hLC50分别为0.001 70、0.000 63、0.000 36、0.000 36 mg/L;Cu2 、Cd2 对水螅的安全浓度分别为3.7×10-4、3.6×10-6mg/L.水螅对两种重金属的毒性反应既快速又敏感,其中Cu2 对水螅的毒性较Cd2 快,但Cd2 的毒性比Cu2 的强.等毒性配比的两种重金属混合液对水螅的毒性大于单一毒性,为协同作用.两种重金属对水螅的LC50随试验时间的延长而减小,它们对水螅的安全浓度远低于渔业水质标准.     

不同氮磷浓度下2种无毒微藻的生长特性和脱氮除磷效能

根据城市二级出水水质特性,选择4种不同氮磷水平的二级出水作为培养基,研究纯培养与共培养下,椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)在不同初始氮磷浓度下的生长状况及脱氮除磷的能力。结果表明,纯培养条件下,椭圆小球藻在2#(TN=15.00 mg/L,TP=1.00 mg/L)实验组中生物量最高,斜生栅藻在4#(TN=10.00 mg/L,TP=0.20 mg/L)实验组中收获最大生物量,椭圆小球藻与斜生栅藻对TP均具有70%以上去除率。共培养下,3#(TN=15.00 mg/L,TP=0.50 mg/L)实验组收获最高生物量,斜生栅藻生物量均高于椭圆小球藻,表明斜生栅藻在共培养条件下更具有生长优势,培养基中TN、TP含量分别降至5.00 mg/L和0.05 mg/L以下。2种培养模式均可达到对二级出水的深度脱氮除磷。