螺旋鱼腥藻土嗅素的产生和分布规律

在12L玻璃瓶中,对富营养底泥培养条件下螺旋鱼腥藻生长时土嗅素的产生情况进行了研究.结果表明,随着螺旋鱼腥藻生物量增加,土嗅素产生量增大,最大浓度可达626ng/L,远超出人体可感知浓度(10ng/L).嗅味物质在螺旋鱼腥藻生物量出现最大值前76h达到最高浓度.生长过程中,土嗅素主要分布在螺旋鱼腥藻细胞内,占总含量的85%~95%,远高于胞外含量.培养初期底泥刚向水体中释放氮时,藻细胞更倾向利用类异戊二烯合成土嗅素,导致土嗅素与叶绿素含量比值增大;随着水体中的氮含量逐渐充足,土嗅素与叶绿素含量比值趋于稳定,维持在0.0015左右.因此,当野外水体的氮含量充分时,螺旋鱼腥藻土嗅素产生量的变化可通过叶绿素含量的变化得到反映.     

氮磷限制条件下螺旋鱼腥藻伪空胞合成及其浮力特征

伪空胞的合成与破裂是蓝藻浮力调节的主要方式. 为研究固氮蓝藻浮力的形成及其调节能力,以螺旋鱼腥藻为代表,在外压作用下将螺旋鱼腥藻伪空胞压破,分别在氮限制〔ρ(TN)为1.65 mg/L,ρ(TP)为1.780 mg/L〕、磷限制〔ρ(TN)为16.50 mg/L,ρ(TP)为0.178 mg/L〕条件下研究伪空胞的合成、藻细胞垂向迁移及漂浮特性. 结果表明:螺旋鱼腥藻的伪空胞完全破裂后,在氮限制条件下,藻细胞恢复浮力(漂浮率>50%)需56 h,伪空胞含量恢复到初始水平(2.47×10-7 μL/cell)需要72 h;而在磷限制条件下伪空胞含量无法恢复到初始水平;氮限制和磷限制条件下螺旋鱼腥藻最大垂向迁移速率分别为1.4和0.8 m/d,磷限制条件对螺旋鱼腥藻伪空胞的合成及恢复更为不利.      

不同营养源条件下螺旋鱼腥藻生长与产嗅特征研究

蓝藻次生代谢产物所导致的嗅味问题已成为饮用水的主要水质问题之一,然而不同种属蓝藻的产嗅特征往往差别明显.本研究将从洋河水库中分离得到的可高产土臭素（geosmin）的螺旋鱼腥藻（Anabaena sp.）进行扩大化培养,通过测定不同营养源条件下的生物量及土臭素等各项指标的变化,探讨了不同营养盐条件对该螺旋鱼腥藻生长及产...     

氮、磷浓度对伪鱼腥藻生长及光合生理的影响

以伪鱼腥藻（Pseudanabaena sp.）为研究对象,研究了不同氮、磷浓度对伪鱼腥藻生长、叶绿素荧光参数（F_v/F_m、α、rETR_max、I_K）及类胡萝卜素与叶绿素a比值等的影响,并应用Monod和Droop方程考察氮、磷营养盐对伪鱼腥藻生长动力学的影响,分别计算得到伪鱼腥藻对总磷的半饱和常数K_sP,细胞内磷份额Q₀与对总氮的半饱和常数K_sN。结果表明:氮、磷浓度对伪鱼腥藻的生长影响极显著（P<0.01）,在氮浓度为0~230.4 mg/L内,伪鱼腥藻的生物量与氮浓度呈正相关,磷浓度>1.28 mg/L会抑制伪鱼腥藻生长。氮浓度对各叶绿素荧光参数有显著影响（P<0.05）,磷浓度对F_v/F_m、I_K有显著影响（P<0.05）,而对rETR_max、α影响不显著（P>0.05）。K_sP≪K_sN,伪鱼腥藻对磷具有更好的亲和性,伪鱼腥藻能够正常生长的细胞最小内磷份额Q₀为0.0486 μg/mg,低于该值则藻细胞的增殖停止。类胡萝卜素与叶绿素a比值与氮、磷营养盐浓度呈负相关。     

压力下伪空胞破裂对3种水华蓝藻生长及光合作用的影响

采用批量培养方式,研究了伪空胞的破裂对3种典型水华蓝藻——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、螺旋鱼腥藻(Anabaena spiroides)和孟氏浮游蓝丝藻(Plankothrix mougeotii)生长的影响,同时分析了伪空胞破裂对3种藻光合作用及细胞形态的影响.结果表明,伪空胞破裂对3种藻的生长影响不同,铜绿微囊藻和孟氏浮游蓝丝藻的细胞生长不受伪空胞破裂的影响,而螺旋鱼腥藻生长初期出现了5 d的延滞期;伪空胞破裂对3种藻光合作用影响较小,其中铜绿微囊藻和螺旋鱼腥藻的光合作用没有受到影响,而孟氏浮游蓝丝藻在饱和光强时最大光合作用速率降低了12.6%.铜绿微囊藻、孟氏浮游蓝丝藻及螺旋鱼腥藻细胞在伪空胞破裂后恢复较快,在3～5 d内又重新生成了大部分的伪空胞.      

不同形态氮对洋河水库螺旋鱼腥藻和惠氏微囊藻生长的影响

利用室内培养试验比较研究了硝酸盐氮和氨氮对洋河水库螺旋鱼腥藻和惠氏微囊藻生长的影响. 结果表明:ρ(氨氮)和ρ(硝酸盐氮)均在0.05～10 mg/L内时,螺旋鱼腥藻的生长曲线无显著性差异,氨氮更有利于螺旋鱼腥藻的生长;在0.05～10 mg/L内,ρ(氨氮)和ρ(硝酸盐氮)的升高能明显促进惠氏微囊藻的生长,但高浓度的氨氮可能会抑制其生长. 当ρ(硝酸盐氮) 为0.05 mg/L时,螺旋鱼腥藻比生长速率(0.239 d-1)大于惠氏微囊藻(0.166 d-1); ρ(氨氮)为0.05和0.5 mg/L时,螺旋鱼腥藻的比生长速率分别为(0.266±0.012)和(0.303±0.005)d-1,大于惠氏微囊藻的比生长速率(0.096±0.004)和(0.272±0.008)d-1. 提示在ρ(氨氮)和ρ(硝酸盐氮)较低的培养条件下,螺旋鱼腥藻比生长速率更高,更易成为优势藻种. 洋河水库近2年优势种逐渐从螺旋鱼腥藻转变为惠氏微囊藻,可能是水体中ρ(氮)的变化所致.      

磷限制下光照和温度对水华鱼腥藻生长动力学的影响

磷、光照和温度是淡水水体藻类生长的关键环境因素,但磷限制下光照、温度交互对藻类生长动力学的影响鲜有报道.以水华鱼腥藻(Anabaena flosaquae)为研究对象,通过机制实验与模拟分析,发现光照条件恒定,磷限制下水华鱼腥藻的最适生长温度为20℃;温度条件恒定,磷限制下水华鱼腥藻的最适生长光照度为3 000 lx;但光照度过高,超过水华鱼腥藻光饱和点会抑制鱼腥藻的生长,生物积累量显著减少.通过拟合模型可知光热交互作用下水华鱼腥藻最适温度、光照度分别为21.03℃±1.55℃、2 675.12 lx±262.93 lx,该参数值接近春末夏初水体实际的光热条件.模型将为进一步预测水华鱼腥藻水华提供重要基础.     

温度和氮、磷限制对南海一株利玛原甲藻生长和产毒的影响

为评估我国南海海域分布的一株产毒底栖型利玛原甲藻（Prorocentrum lima, HN45株）的潜在风险,在不同温度（20 ℃、25 ℃、30 ℃）和氮、磷限制（氮磷比:4.08、8.17、16.3、24.5、73.5、147）条件下对其进行室内培养,比较了温度和氮、磷限制对该株赤潮藻的细胞数、比生长率和色素等生理特征及其腹泻性贝类毒素（diarrhetic shellfish toxins,DSTs）生产特性的影响。多因素方差分析结果表明,温度和磷限制均显著影响利玛原甲藻的细胞数、多甲藻素和大田软海绵酸（okadaic acid,OA）细胞内总毒素含量。单细胞产毒量在温度为25 ℃、磷浓度为6 μM时呈现最高值,即11.34 pg/cell。磷限制抑制了藻细胞的生长和繁殖,但显著提高了其产毒能力。研究结果显示,该株藻细胞产毒以游离态DSTs毒素为主,其相应酯化态毒素含量仅占单细胞产毒总量的3%～14%,含量远低于游离态毒素。研究还发现,利玛原甲藻所产叶绿素a（chlorophyll a,Chl a）含量随生长周期的变化与DSTs含量呈负相关,进一步证实了Chl a与DSTs存在竞争关系,这对于解析环境胁迫条件下利玛原甲藻生存策略提供了重要科学依据。     

铜绿微囊藻和孟氏颤藻在富营养化湖泊中生长特征的模拟研究

为了模拟富营养化状态下2种蓝藻在湖泊中的生长特征,采用大型室内湖泊模拟装置进行了模拟研究,并通过三角瓶实验以及光合作用速率的响应实验对模拟装置中藻的生长特征进行了分析.湖泊模拟装置中,铜绿微囊藻和孟氏颤藻在对数生长期的特征生长速率分别为0.43d-1和0.32d-1,但对数生长期很短,仅3～4d.在对数期后有一个很长的"线性期",即生物量随时间近似成线性增长.在氮、磷较为充分的条件下,由于较强的光合作用导致了水体pH的升高,以及生物量增高导致了藻的自遮蔽作用,使藻的生长容易出现碳源限制和光限制.受水下光的影响,2种藻细胞内叶绿素a含量在对数期内一直增大.随后颤藻细胞内叶绿素a含量又逐渐降低,而微囊藻细胞内叶绿素a含量仍保持较高的水平,其原因可能是微囊藻能适应更高的pH.     

淀山湖水质富营养化和微囊藻毒素污染水平

研究淀山湖不同季节水体中总磷(TP)、总氮(TN)、pH、水温、透明度(SD)、叶绿素a(Chl-a)含量和优势藻种等富营养化相关指标;在培养条件下,研究不同温度、光照、氮磷浓度对铜绿微囊藻的生长及微囊藻毒素LR(MC-LR)产生的影响;研究藻细胞密度和微囊藻毒素LR浓度的相关关系.结果表明:淀山湖水质已呈富营养化状态,春末和夏季水质和水文条件适合藻类生长.湖水TN和TP年平均值分别达1.93mg/L和0.18mg/L,TN和TP的年超标率达93.5%和92.2%.TP的高峰期比施肥的高峰期延迟出现约一个月,说明沿湖农业对富营养化指标的影响较大.淀山湖常年生长的藻类分别是蓝绿藻、硅藻、隐藻和裸藻等,夏季水华中可见污染指示藻如微囊藻、鱼腥藻和针杆藻等产毒藻.培养条件下,铜绿微囊藻在25℃和3000lx时生长最快,但产毒量却分别在20℃和5000lx时达到最大值;合适其生长和产毒的氮、磷浓度分别为650μmol/L和6.5μmol/L.现场和实验室条件下,均发现磷为藻类生长的限制因子,微囊藻毒素-LR浓度与藻细胞密度或铜绿微囊藻细胞密度之间存在正相关关系,提示可以用藻细胞密度来估算水中毒素的浓度.     

固氮蓝藻Nostoc commune和Anabaena azotica Ley耐盐性及机理研究

文章考察了两种固氮蓝藻Nostoc commune（地木耳）和Anabaena azotica Ley（固氮鱼腥藻）在不同浓度Na2CO3（0.2×10^-4～1.8×10^-4g/m l）的BG110培养基中的耐盐性。分别测定了两种固氮蓝藻在不同培养阶段的叶绿素a含量、胞外多糖含量、氨基酸含量和固氮酶活性的变化。研究结果表明两种固氮蓝藻都能在Na2CO3盐胁迫条件下生长,且随着Na2CO3盐胁迫性增加,两种蓝藻的叶绿素a含量、胞外多糖含量、氨基酸含量和固氮酶活性都呈现先增加后减少的趋势;而随着培养天数的增加,两种藻类叶绿素a的变化曲线与微生物的生长曲线很相似,胞外多糖和氨基酸的增长和叶绿素a的增长是同步的,其中,Anabaena azotica Ley的固氮酶活性在培养到21天时达到最大值,Nostoc commune的固氮酶活性在培养到28天时达到最大值;比较而言Anabaena azotica Ley的耐盐性好于Nostoc commune的耐盐性,固氮能力也高于Nostoc commune。     

N2O2与UV-C灭藻的协同效果研究及工程实验

研究了UV-C/N₂O₂催化氧化去除鱼腥藻PCC7120的效果,探讨了各种因素如c(N₂O₂),pH,辐照度及反应时间对灭藻率的影响.结果表明,N₂O₂对UV-C(紫外线C波段辐照)灭藻具有协同作用,UV-C/N₂O₂高级氧化体系对鱼腥藻PCC7120具有很强的氧化能力.在藻液中c(N₂O₂)为1 mmol/L,反应温度为25℃,pH为6.8,紫外线辐照度0.54 mW/cm2及反应20min的条件下,受试藻种的灭活率5 d后可以达到85%以上.将N₂O₂与浸没式UV-C流动除藻装置结合进行流动式的灭藻实验,灭藻效果显著,鱼腥藻PCC7120体内的SOD酶和POD酶的活性及C-PC藻蓝蛋白、叶绿素a的含量都有大幅度的下降,且灭活后的蓝藻不会重新生长.      

Biodegradation of geosmin in drinking water by novel bacteria isolated from biologically active carbon

Three strains of Gram-negative bacteria capable of removing geosmin from drinking water were isolated from biologically active carbon and identified to be Chryseobacterium sp., Sinorhizobium sp. and Stenotrophomonas sp. based on physio-biochemistry analysis and 16S rRNA gene sequence analysis. Removal e ciencies of 2 mg/L geosmin in mineral salts medium were 84.0%, 80.2% and 74.4% for Chryseobacterium sp., Sinorhizobium sp. and Stenotrophomonas sp., respectively, while removal e ciencies of 560 ng/L geosmin in filter influent were 84.8%, 82.3% and 82.5%, respectively. The biodegradation of geosmin was determined to be a pseudo first-order reaction, with rate constants at 2 mg/L and 560 ng/L being 0.097 and 0.086 day??1, 0.089 and 0.084 day??1, 0.074 and 0.098 day??1 for the above mentioned degraders, respectively. The biomass of culture in the presence of geosmin was much higher than that in the absence of geosmin.     

冬季水库水源中MIB和土嗅素的产生与降解机理

2-甲基异冰片(MIB) 和土嗅素(geosmin)由放线菌,真菌和蓝绿藻代谢产生,这两种物质是目前造成饮用水具有霉味和土味的主要原因.以包头市画匠水库为研究对象,运用推流式反应器基本模型和OriginPro 9.0线性拟合法,分析冬季水源水库水中MIB和土嗅素净产率与损失率;运用双膜理论计算嗅味物质挥发速率常数.结果表明,冬季画匠水库0.55m冰层下,透射光照强度(Surface PAR)为70 ~ 636W/m2,平均光照强度为114.8W/m2,存在合适藻类代谢产生异味物质的光照条件.封冻前后,水库水中MIB和土嗅素浓度逐渐增高,并以60~102ng/L的较高浓度水平维持到来年解冻,此后二者浓度逐渐降低到较低水平,呈规律性变化.曲线拟合结果显示,冬季画匠水库水中MIB/土嗅素的产生与减少均符合准一级反应动力学模型(R2为0.941~0.989).由于低温与冰层阻碍等原因,影响水库中MIB/土嗅素的损失主要因素是出流携带;冰层融化后,挥发和出流携带是MIB/土嗅素减少的主要原因.MIB和土嗅素冬季产生速率常数为4.119, 2.146ng/(L×d),水流携带损失速率常数为0.032d-1.冰层融化后,MIB产生速率为1.012ng/(L×d),损失速率为0.072d-1,藻细胞产率4.57×10-8ng/(L×d×cell);土嗅素产生速率常数为1.638ng/(L×d),损失速率为0.083d-1,藻细胞产率5.46×10-8ng/(L×d×cell).     

臭氧-接种生物滤池组合工艺去除饮用水中典型致嗅物质

通过在生物滤池表面接种MIB(2-甲基异茨醇)及geosmin(土臭素)降解菌,增强生物滤池的作用,并探讨臭氧-生物滤池组合工艺对MIB和geosmin的处理效果. 结果表明:单独接种生物滤池可使ρ(MIB)和ρ(geosmin)从初始的500ng/L分别降至125和112ng/L,MIB和geosmin的去除效果先随EBCT(空床停留时间)的延长而显著增加,但当EBCT大于20min后无明显变化;随着滤料深度的增加,滤池生物量逐渐降低,对污染物的去除率增加缓慢.在接种生物滤池前增加臭氧单元,当EBCT为20min、臭氧投加量为2mg/L时,臭氧-接种生物滤池组合工艺可去除84%的MIB和94%的geosmin,其中接种生物滤池单元中生物量随滤池深度的增加呈先增后减的趋势,滤料深度为100~200mm时,单位高度滤料的去除率最高. 采用臭氧-接种生物滤池组合工艺可有效去除水中的MIB和geosmin.      

Simultaneous determination of ten taste and odor compounds in drinking water by solid-phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry

Taste and odor （T＆O） problems in drinking water frequently occur because of many compounds present in the water, of which trans-1,10-dimethyl-trans-9-decalol （geosrnin） and 2-methylisoborneol （MIB） are well-known. In this study, a fast and effective method was established for simultaneous determination of 10 T＆O compounds, including geosmin, MIB, 2,4,6-trichloroanisole （TCA）, 2-methylbenzofuran, 2-isopropyl-3-methoxypyrazine （IPMP）, 2-isobutyl-3-methoxypyrazine （IBMP）, cis-3-hexenyl acetate, trans,trans-2,4-heptadienal, trans, cis-2,6-nonadienal, and trans-2-decenal in water samples by headspace solid-phase microextraction （SPME） coupled with gas chromatography-mass spectrometry. An orthogonal array experimental design was used to optimize the effects of SPME fiber, extraction temperature, stirring rate, NaC1 content, extraction time, and desorption time. The limits of detection ranged from 0.1 to 73 ng/L were lower than or close to the odor threshold concentrations （OTCs）. All the 10 T＆O compounds were detected in the 14 water samples including surface water, treatment process water and tap water, taken from a waterworks in Lianyungang City, China. MIB and geosmin were detected in most samples at low concentration. Six T＆O compounds （IPMP, IBMP, trans,cis-2,6-nonadienal, 2-methylbenzofuran, trans-2-decenal, and TCA） were effectively decreased in water treatment process （sedimentation and filtration） that is different from cis-3-hexenyl acetate, MIB and geosmin. It is noted that the TCA concentrations at 15.9-122.3 ng/L and the trans,cis-2,6-nonadienal concentrations at 79.9-190.1 ng/L were over 10 times higher than their OTCs in tap water. The variation of the analytes in the all water samples, especially distribution system indicated that distribution system cannot be ignored as a T＆O compounds source.