海洋底栖硅藻胞外多聚物化学成分的定量研究

海洋底栖硅藻通过分泌胞外多聚物（Extracellular polymeric substance,EPS）实现滑行运动和附着。为探查不同生长期硅藻EPS的变化,以及同一生长期不同硅藻EPS的异同,本文以单个细胞分泌的EPS为考量依据,进行了定量分析。采用热溶剂浸提法对海洋底栖硅藻EPS的水溶性和水不溶性组分进行提取;利用苯酚-硫酸法定量提取液中的多糖,利用考马斯亮蓝G-250法定量蛋白质。结果表明,不同生长期的羽状舟形藻（Navicula pinna）,随着细胞密度增大,EPS中多糖和蛋白质的分泌量减少,且多糖和蛋白质含量存在差异,表明EPS分泌行为因硅藻生长期不同而发生变化;同为生长指数期,三种海洋底栖硅藻:平滑舟形藻（Navicula leavissima）、小形舟形藻（Navicula parva）、羽状舟形藻（Navicula pinna）的EPS分泌量不同,但EPS中的多糖和蛋白质百分含量无明显差别。     

太子河河岸带土地利用类型与硅藻群落结构的关系

为了评价河岸带土地利用对河流硅藻群落的影响,于2012年5月对太子河河岸带4种主要土地利用类型(森林用地、森林耕作用地、耕地、城镇建设用地)下38个采样点的硅藻群落和水环境特征进行采样分析. 结果表明:森林用地的指示种为膨大桥弯藻(Cymbella turgida)、优美桥弯藻(C. delicatula)、弧形峨眉藻(Ceratoneis arcus)、Gomphonema trancatum等寡污指示种;耕地的指示种为颗粒直链藻(M. granulate)、库津小环藻(Cyclotella kuetzingiana)、线形菱形藻(N. linearis)、尖布纹藻(Gyrosigma acuminatum)等污染指示种. 聚类分析结果显示,相同土地利用类型区域内,硅藻群落结构特征较为相似. 典范对应分析显示,ρ(COD_Mn)、ρ(SS)(SS为悬浮物)和ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)是影响硅藻群落结构特征的主要水环境因子. 不同土地利用类型区域内硅藻群落结构特征差异显著,其中,森林用地内硅藻生物指数(17.98)和硅藻属数量(17.33个)最高,Shannon-Wiener多样性指数(2.22)和Pielou均匀度指数(0.54)最低;耕地内Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数平均值最高,分别为3.37和0.82;城镇建设用地内物种丰富度(11.00)、硅藻生物指数(9.20)和硅藻平均密度(0.71×104 L-1)最低. 研究显示,不同土地利用类型通过对水环境因子的影响进而影响硅藻群落的变化,其中城镇建设用地面积所占比例较高的河流水环境质量和硅藻群落状况最差;太子河河岸带土地利用类型对河流硅藻群落结构影响显著,并表现出明显的空间异质性.      

南四湖浮游硅藻季节性演替及其与环境因子的相关性

为研究南水北调东线工程调水对南四湖硅藻藻密度、种群结构变化的影响,于2010年5月—2013年4月在南四湖进行逐月采样,应用NMDS(non-metric multi-dimensional scaling,非度量性多元标度)分析硅藻种群组成的相似性,并通过冗余分析和Pearson相关性分析研究了硅藻种群结构和环境因子间的相关性. 结果表明:①共检出硅藻23属69种,硅藻藻密度在14.3×104~663.2×104 L-1之间,呈明显的季节性变化,表现为冬春季大于夏秋季;②硅藻种群演替呈明显的季节性变化,冬春季主要以冷水种尖针杆藻(冬春季所占比例分别为15.3%、24.0%)为主,夏秋季则以暖水种扭曲小环藻(夏秋季所占比例分别为17.8%、19.1%)为主;③氮磷营养盐水平、pH和表层水温是影响南四湖硅藻种群变化的主要环境因子. 南四湖硅藻种群对于环境因子变化的反应较为灵敏,可作为南四湖水质的潜在指示工具进行长期研究.      

基于着生硅藻指数的梧桐河水生态健康评价

在黑龙江省梧桐河,调查了13个点位的着生硅藻群落结构和水环境特征,应用8种硅藻指数对该河流水生生态系统进行健康评价,并在此基础上应用主成分分析、相关分析、冗余分析、箱型图分析等统计分析方法研究了影响梧桐河着生藻类群落的主要环境因子和8种硅藻指数在梧桐河的适用情况。结果显示:梧桐河存在一定程度的环境污染,优势种以小型异极藻(Gomphonema parvulum)等耐污种为主。8个硅藻指数中,硅藻属指数(Generic Index of Diatom,GI)、澳大利亚河流硅藻生物评价指数(Diatom Index for Australian Rivers,DIAR;Diatom Species Index for Bioassessment of Australian Rivers,DSIAR)评价结果偏差较大,在梧桐河不适用;相似度指数(Jaccard Index,JI)与富营养化硅藻指数(Trophic Diatom Index,TDI)评价结果较为严格,评分明显偏低;硅藻污染耐受指数(Pollution Tolerance Index,PTI)、硅藻生物评价指数(Diatom Bioassessment Index,DBI)和生物硅藻指数(Biological Diatom Index,BDI)在梧桐河流域适用性最好。根据冗余分析(RDA),将梧桐河流域点位分为3组,第一组点位为中-重度污染,主要影响因子为流速和总磷;第二组点位为轻-中度污染,主要影响因子为磷酸盐、氨氮和溶解氧;第三组点位为轻污染-清洁,主要影响因子为p H和电导率。     

武汉月湖水体主要元素与浮游植物的PCA与CCA分析

通过2007年1—12月对武汉月湖不同的取样点进行监测,并选择汉江琴台段水域作为研究对照,调查了月湖水体硅藻、蓝藻与水体主要元素的种类,采用PCA、CCA分析法探讨了月湖水体硅藻、蓝藻与水体元素种类的关系。结果表明：月湖水体中所含元素全年监测出28种;汉江琴台段水域中所含元素全年监测出27种。经PCA分析表明,月湖水体中累计贡献率较大为磷（P）、砷（As）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）;汉江琴台段水域累计贡献率较大为硅（Si）、锑（Sb）、镉（cd）、钒（V）、钡（Ba）、Ag（银）、钼（Mo）。月湖水体中蓝藻密度大于硅藻,汉江琴台段水域硅藻密度大于蓝藻。经CCA分析表明,月湖硅藻密度与硒（Se）、锶（sr）、银（Ag）、Ba、铝（A1）呈正相关关系;月湖蓝藻密度与P、Cu、铬（Cr）呈正相关关系,月湖蓝藻密度与镁（Mg）、镍（Ni）、钙（ca）、锌（zn）、硫（S）呈负相关关系。CCA分析中,汉江琴台段硅藻密度与铅（Pb）、硼（B）、As、Cr、Zn、A1、Cu、Mn、Fe、P呈负相关关系,汉江琴台段硅藻密度与Mo、ca、钴（Co）、V、Sr、Ag呈正相关关系;汉江琴台段蓝藻密度与钠（Na）、S、Mg、Ni、钾（K）呈负相关关系。月湖水体缺乏可溶硅（dissolvedsilicon,DSi）,硅藻会提升对其他元素（Se、Sr、Ag、Ba、A1）的吸收能力,这些元素会起到缺乏元素（si）近似的作用,替代性可能出现。水中各种元素的组态是导致月湖浮游植物群落发生演变的重要原因之一。     

武汉月湖水体营养物质的分布与硅藻的生态指示

通过对武汉月湖2007年1-12月水体理化指标(电导率、溶解氧、pH值、水温、透明度、无机氮、无机磷、可溶硅)、生物指标(硅藻、蓝藻、叶绿素a)的监测,结果表明:月湖水体中无机氮、无机磷含量较丰富,可溶硅含量较低;月湖水体初级生产力较高,湖泊中蓝藻密度远大于硅藻密度;月湖水体中浮游植物与生境因素有着复杂的生态网络关系.月湖水体营养盐结构不合理,在硅藻消亡后,湖泊水域中的营养组合(丰富的氮与磷,但缺乏可溶硅),这种特殊生境刺激蓝藻的生长,进一步导致硅藻的减少,使月湖浮游植物的优势种转变成蓝藻类.可溶硅在湖泊浮游植物群落由硅藻型向蓝藻演变的过程中起着重要的作用,可溶硅起始浓度水平不仅决定硅藻生产量最大值的程度,而且制约着硅藻持续时间,补偿湖泊可溶硅可能是防治湖泊富营养化的新路.     

鼠李糖脂对硅藻生长的影响及其选择性抑藻作用

以尖刺拟菱形藻[Pseudo-nitzschiapungens(PS0201-01)]、双突角毛藻(ChaetocerosDidymus)、柔弱角毛藻(Chaertocerosdebilis)、旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)和新月菱形藻(Nitzschiaclosterium)5种硅藻为研究对象,探讨了铜绿假单胞菌产鼠李糖脂类生物表面活性剂对海洋硅藻生长的影响.结果表明,当鼠李糖脂的浓度从0.5mg/L至10.0mg/L逐渐递增时,对5种硅藻的生长表现出了不同程度的抑制作用.通过各海洋硅藻脂肪酸组成的差异分析了鼠李糖脂对不同硅藻生长抑制作用具有差异的原因.结果表明,这种差异性与各海洋硅藻生物膜的脂肪酸组成不同相关,海洋硅藻的各种多不饱和脂肪酸的含量越低,相对应的96h-EC50值越低,鼠李糖脂对其生长抑制作用越强,反之亦然.进一步探讨了鼠李糖脂抑藻效果与分属不同门类的多种海洋微藻的脂肪酸组成的关系,确证了鼠李糖脂的选择性抑藻作用与不同海洋微藻生物膜的脂肪酸组成不同相关.     

包埋固定化海洋硅藻吸附材料的制备及其对水中铅离子的吸附特性研究

采用海藻酸钠(SA)凝胶包埋法对海洋硅藻藻粉进行固定化,考察了藻粉用量、海藻酸钠浓度、Ca Cl2质量分数、交联时间及小球粒径对固定化小球吸附铅离子性能的影响,并研究了这种吸附材料对Pb~(2+)的吸附特性.结果表明,固定化海洋硅藻生物吸附剂的最佳制备条件为:藻粉用量5.0 g/100 m L SA、海藻酸钠浓度20 g·L~(-1)、Ca Cl2质量分数0.5%、交联时间1 h、小球粒径2.8 mm左右.Langmuir等温吸附模型能够较好地描述固定化小球吸附对Pb~(2+)的等温吸附特征,R2为0.9983,最大理论吸附量为833.33 mg·g~(-1).准二级动力学模型能够较好地拟合固定化小球吸附Pb~(2+)的动力学过程,理论平衡吸附量为714.29 mg·g~(-1),与实验所得平衡吸附量706.55 mg·g~(-1)较为接近.固定化小球吸附Pb~(2+)的适宜初始p H值为4~5.Na Cl、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2对固定化小球的吸附性能有一定的促进作用.本研究所制固定化海洋硅藻球形吸附材料对Pb~(2+)的吸附容量明显优于大部分研究所报道的固定化生物吸附剂,是一种很有潜力的生物吸附材料.     

硅藻土处理城市生活污水技术试验研究

DWP-158硅藻纯土污水处理装置基建投资仅为240元/m^3污水，占地面积仅为0.12m^2/m^3污水，运行成本为0.26元/m^3污水，悬乳物、CODcr、BOD5、总氮的去除率分别为99%、72%、83%，39%。除磷效率高达96%，比目前城市污水处理厂普遍采用的生化处理技术的除磷效果好得多。     

金川泥炭中发现硅藻

在湖泊沉积物实验方法基础上 ,初步建立了泥炭中硅藻的提取方法 ,并利用扫描电镜在金川泥炭中首次发现了硅藻 ,根据其形貌特征确定了科属 ,发现研究区硅藻以生活在浅淡水中的舟形藻科为主 ,该类硅藻可能具有一定的季节意义。