一株酸性红壤拟小球藻的分离及其镉吸附能力研究

华南红壤稻田同时受到酸化和镉(Cd)污染的胁迫,以藻类为代表的生物材料可同时提升环境pH和吸附Cd,因此,将藻类用于Cd污染酸性土壤修复的研究备受关注.本研究从华南酸性水稻土壤中筛选得到一株具备耐酸耐Cd能力的微藻,通过形态观察和18S rRNA基因序列测序以及系统发育树分析,被鉴定为拟小球藻,最终将其命名为ZJ1(Parachlorella sp. ZJ1).藻株ZJ1的耐酸、耐Cd实验结果表明,其能耐受的最低pH为3.50,能耐受的最高Cd浓度为6.00 mg/L.藻株ZJ1的Cd吸附能力实验结果表明,在pH=6.00以及初始Cd浓度分别为1.50、3.00和5.00 mg/L的条件下,藻株ZJ1对Cd的吸附率分别为67.36%、64.89%和41.03%.吸附动力学拟合结果表明,藻株ZJ1对Cd的吸附特征符合二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,属于化学吸附和单分子层吸附.当pH=4.00、初始Cd浓度为3.00 mg/L时,藻株ZJ1对Cd的去除率能够达到56.81%,并且能将体系p H提升至6.50左右,表明藻株ZJ1具备在酸性环境下吸附Cd并提升体系pH的能力.藻株...     

氮磷比对蛋白核小球藻和塔玛亚历山大藻种间竞争的影响

通过单独培养和共同培养的方法,以Na NO3和KH2PO3为氮源和磷源,研究了氮磷比(4、6、9、10、13、16、22、36和91)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)生长和种间竞争的影响,并对其作用机制进行了探讨.结果表明:在单独培养模式下,蛋白核小球藻在N/P为4~22时生长适宜,N/P22时生长受抑制,而塔玛亚历山大藻在N/P为4和6时生长适宜,N/P6时生长受抑制;在共同培养模式下,蛋白核小球藻具有竞争优势,而塔玛亚历山大藻的生长受抑制,且N/P为13和16时蛋白核小球藻种群竞争优势最明显;蛋白核小球藻和塔玛亚历山大藻的培养滤液对彼此生长均未产生抑制作用,由此推测,两种微藻的种间竞争主要以资源利用性竞争为主.结果可为开发利用饵料藻进行赤潮生物防控提供一些理论依据.     

小球藻生产生物柴油关键培养条件的摸索

当今世界能源的短缺和水体富营养化的发生严重阻碍了社会经济的发展。基于微藻培养的污水深度处理和生物柴油生产耦合系统,可以在很大程度上减缓这两方面的压力。在模拟实验条件,以不同氮磷比、光周期、光强及温度对小球藻生产生物柴油关键培养条件进行探索。培养小球藻至生长稳定期后,提取脂类物质,计算脂类物质占小球藻的干重比,从而摸索出微藻合成脂类物质最优条件。通过对实验结果处理和分析,得出在氮磷比为16,光周期为16:08,光照强度为4 000 Lux,温度为20℃条件下培养小球藻,用索氏提取器提取脂类物质,产生的脂类物质的含量最高,可以为高效的生物柴油生产提供基本的信息。     

模拟自然水体中藻-溞-草间的相互作用研究

为了解氮磷浓度对生物操纵效果及同时恢复水生植被的影响,以小球藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和大型沉水植物的代表,模拟自然条件研究了不同氮磷浓度对三者生长和相互作用的影响.结果表明:金鱼藻和小球藻共培养时,在氮浓度介于2.92～12.60mg·L-1、磷浓度介于0.06 ～0.85 mg·L-1,金鱼藻增长不明显,甚至出现负增长;而小球藻的增长率则远高于金鱼藻.小球藻和大型溞共培养时,氮、磷浓度分别为1.26～ 10.53 mg·L-1和0.04～1.16 mg·L-1时均占据优势,对小球藻的抑制效果显著,抑藻及氮磷去除效果明显好于金鱼藻和小球藻共培养,而且磷的去除效果优于氮.三者共培养时,在氮浓度介于3.15 ～23.92 mg·L-1、磷浓度介于0.07 ～0.64 mg·L-1时,大型溞与金鱼藻的增长率都较高,而小球藻则维持在较低的增长水平,水质改善效果较好;当氮、磷浓度分别升至25.95 mg·L-1和1.18 mg·L-1时,大型潘和金鱼藻的增长率均下降,水质变差.大型溞和金鱼藻的联合控藻效果好于其单一的控制效果,该效果明显受到氮磷浓度的影响.     

铜绿微囊藻与蛋白核小球藻的快速定性研究

铜绿微囊藻和蛋白核小球藻是藻类水华常见的优势藻,二者形状大小较为相似,不易区分,采用浮游植物流式细胞仪,初步研究了铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的快速检测和区分技术。通过对比选择具有区分优势的参数指标,即代表细胞内颗粒复杂程度的侧向散射信号(SWS)的均值指标和代表叶绿素含量的红色荧光信号(FL Red)的均值指标,对两藻种进行了多维度的筛选和区分。根据选择的参数指标,导出对应的特征信号图谱,进一步考察其信号图谱的特征性。经研究表明区分藻种的一级指标是信号强度,二级指标是信号光滑度。     

光合微生物燃料电池处理餐厨沼液的性能研究

采用小球藻作为双室光合藻微生物燃料电池（PAMFC）的阴极以提供电子受体,实现污水处理和能量回收的双重目的.研究生物阴极接种方式和光照条件对生物产电性能和餐厨沼液废水处理效果的影响,并通过循环伏安法（CV）研究PAMFC电极极化和产电机制.结果表明：微藻生物膜阴极PAMFC污染物去除和产电性能表现优于对照组,COD,TN和TP去除率最高可达82.4%,54.5%和82.3%,开路电压和最大功率密度分别达603.0mV和41.5mW/m².污染物去除主要在阳极发生,但阴极能够还原去除来自阳极的铵根离子,且阴极反应产生氧气作为阳极的电子受体,增大系统电流,提高了阳极处理效率.持续光照下,PAMFC产电性能和污染物去除率略高于间歇光照,但是间歇光照可以避免阳极基质不足时阴极光饱和和氧饱和情况,更符合连续运行要求.PAMFC阴极的CV曲线显示,具有微藻阴极的实验组输出电压更大,还原峰更高,功率密度更强,但需注意长期运行时微藻生物膜增厚影响氧传质效率的问题.     

24种除草剂对蛋白核小球藻生长的效应

本文研究了9种不同作用机制的15类24种除草剂对蛋白核小球菌（Chlorella pyrenoidosa)的96h生长抑制急性毒性。急性毒性试验表明，24种除草剂对蛋白核小球藻的毒性都很高，比较而言，激素型除草剂毒性较低，光合作用抑制除草剂的毒性最高，其它类型居中。     

基于热力学模型的微藻固定化材料优选研究

对6种固定微藻的载体材料进行优选研究。运用热力学模型,通过测量微藻与载体的接触角并计算微藻与载体间的吸附自由能,对微藻在载体表面的吸附作用进行分析。结果表明:小球藻和栅藻表面均具有亲水特性,小球藻具有更大的表面能;6种材料疏水性能由强到弱依次为不锈钢聚丙烯尼龙聚碳酸酯有机玻璃钛,表面自由能由小到大顺序为不锈钢聚丙烯尼龙钛有机玻璃聚碳酸酯。通过计算得到的微藻与载体间吸附自由能均为负值,表明吸附作用可以发生;微藻和疏水性较强表面能较小的材料间吸附自由能更大,吸附作用更强。随后进行的吸附实验结果与模型预测一致,即疏水材料表面的微藻吸附密度更大。这表明用热力学方法预测微藻与载体间相互作用具有重要意义。     

小球藻磷吸收的初步研究

将经过磷饥饿的小球藻(Chlorella vulgaris)接入不同初始磷质量浓度的培养基中进行一次性培养,研究磷对小球藻生长的影响,以及小球藻吸收磷的动力学特征和藻体总磷、水中可溶性磷的变化规律。结果表明,小球藻密度随初始磷质量浓度增加而增加。5个磷酸盐质量浓度组中,磷质量浓度为0.047 mg/L和0.155 mg/L组的小球藻延滞期长,对数期和稳定期均明显短于0.47 mg/L、0.775 mg/L和2.48 mg/L组。中高磷质量浓度组小球藻平均比生长率μa和最大比生长率μm明显高于低磷组。根据拟合的Monod方程和Droop方程,磷酸盐影响下小球藻最大比增长率μm为0.377/d,半饱和常数Ks为0.311 mg/L,最小细胞内磷份额Q0为73μg/mg(干重)。小球藻细胞的生长主要取决于细胞内磷含量,藻细胞利用外源性磷有快速吸收和缓慢吸收两个过程。     

氨基比林在氯化消毒前后对小球藻生长及生理特性的影响

为探讨典型的吡唑酮类药物——氨基比林(Aminopyrine,AMP)在氯化消毒前后对普通小球藻生长及生理特性的影响,设置了生长抑制试验和生理特性影响试验。在生长抑制试验中,设定药物暴露质量浓度为0.1~32.0 mg/L,共7个处理组,以不加药物组为对照组,再按照药物与氯气(C12)物质的量比为4:1、1:1、1:2、1:5分别向各处理组加入相应的NaClO溶液,并氮吹至余氯在检测限下,测定小球藻的生物量。结果表明:72 h内小球藻的生长抑制率先升高后降低,并随药物质量浓度升高而升高;氯化消毒处理后,抑制率随投氯量增加而上升。在生理特性影响试验中,设置药物质量浓度为2.0~32.0 mg/L,共5个处理组,其他处理同生长抑制试验,测定培养96 h后的抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT)活性和丙二醛(MDA)含量,结果表明:MDA含量随机体抗氧化酶活性降低而升高;氯化消毒处理后,1:5处理组的SOD和CAT活性均低于氯化消毒前,而MDA含量均高于氯化消毒前,表明该比例的氯化消毒对小球藻的抑制作用较其他各组更为显著。