微囊藻毒素-LR的全内反射荧光免疫传感器研究

在开发全内反射荧光免疫传感器的基础上,研究水中微囊藻毒素-LR(MC-LR)的检测方法。建立了基于MC-LR平面波导免疫芯片的制备方法,并结合流动分析和荧光检测开发检测系统,针对MC-LR的免疫检测条件进行优化。结果表明,全内反射荧光免疫传感器对MC-LR抗体的检测限为0.001μg/mL;在间接竞争免疫检测模式下,最优检测条件是预反应时间5min、预反应温度37℃、进样停留时间500s;在最优检测条件下,对MC-LR的检测限为0.100μg/L,线性区间为0.200~4.000μg/L;全内反射荧光免疫传感器检测MC-LR的加标回收率均在100.0%±20.0%,平行测定的相对标准偏差小于5%。     

实时荧光定量PCR法快速测定水中微囊藻

以铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）16S rRNA基因片段为靶序列设计一对特异性引物，采用Real-time PCR法，对铜绿微囊藻进行定性、定量检测。试验表明，仅含铜绿微囊藻DNA模板的样品有特异性扩增，扩增产物熔解曲线平稳，峰尖且窄，熔解温度为（87±1）℃。以重组质粒pMD-18T-16S为标准品，检测区间为1．1×102 copies/mL～1．1×108 copies/mL，所得标准曲线符合制备实时定量PCR标准曲线的要求，对标准品进行测定，方法检出限为11 copies/mL。用该标准曲线对实验室培养获得的铜绿微囊藻DNA样品进行定量检测，与显微镜计数结果基本一致。     

活性炭纤维对水中微囊藻毒素的吸附性能

利用活性炭纤维对水中微囊藻毒素MC—LR的吸附，研究了吸附过程的热力学与动力学特性。结果表明，活性炭纤维对MC—LR的平衡吸附量在相同温度下随MC-LR初始浓度的增加而显著增大，并随着温度升高而增加，最大吸附量达246μg／g。不同温度条件下，活性炭纤维对MC-LR的吸附均较好地符合Langmuir等温吸附模型。通过热力学分析发现，△H=15．7kJ／mol、△G〈0、△S〉0，表明该吸附是自发的、吸热的过程，温度升高有利于吸附反应。动力学研究表明，该过程符合一级动力学方程。吸附反应速率受颗粒内扩散和液膜扩散共同影响。活性炭纤维经再生后，平衡吸附量变化较小，具有良好的重复使用性能。     

不同填料载体生物膜对微囊藻毒素的去除效果

利用自行设计的生物膜培养装置,通过对4种不同填料载体进行连续曝气循环培养生物膜,对湖水中的溶解态微囊藻毒素(MCs)的去除作用进行了研究。结果表明,填料载体上生物膜从形成到稳定大约需要3周;生物膜形成后对MCs的去除效率由高到低的顺序是:颗粒活性炭柱>多密孔球型滤料柱>塑料悬浮填料柱>陶瓷滤球柱。在实验水质条件下,当水力停留时间(HRT)=5 h,进水MCs浓度为21.5～47.25μg/L时,颗粒活性炭、多密孔球型滤料柱对MCs的去除率最高可达100%,塑料悬浮填料柱对MC-LR和MC-RR的去除率分别为70%和88%。当HRT=2.5 h时,塑料悬浮填料柱对MC-RR的去除率为MC-LR的2倍。生物膜对MCs的降解效果随温度(5～20℃)和溶解氧的升高而增加。塑料悬浮填料作为合适的生物膜挂膜填料载体对水源水的生物预处理具有良好的应用前景。     

不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响

采用苦草（Vallisneria spiralis Linn.）和铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）共生培养的实验方法,通过追踪测定铜绿微囊藻的生物量、叶绿素a含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,研究了不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响。结果表明,质量浓度大于10 g/L时,苦草对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,表现为苦草质量浓度为10、20和40 g/L时,第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为63.3%、94.7%和99.8%,培养过程中,铜绿微囊藻的叶绿素a含量逐渐减少,而SOD、POD活性及MDA含量呈现先增加后逐渐降低的趋势,表明苦草释放的化感物质在经过一定时间积累后能够明显抑制铜绿微囊藻SOD和POD的活性,引起细胞的氧化损伤,促进叶绿素的分解,从而导致藻类死亡,这是苦草抑制铜绿微囊藻生长的原因之一。     

光照对微囊藻比重的影响及其调控机制

富营养化湖泊中,浮力调控机制是微囊藻在种间竞争中占据优势的重要原因,而其浮力则受细胞比重的调控。该文探究了微囊藻的比重及其调控因子对光照强度的长期和短期响应。结果表明,10 d的长期实验中,在0～5 500 lx范围内,光照强度越强,比重越大,且与光照强度呈正相关,其中5 500 lx光强下微囊藻培养10 d后的比重增量是200 lx的2.73倍。随着光照强度增加,在比重的调控因子中胞内碳水化合物含量增加,伪空胞含量和胞内蛋白质含量减少。相关性分析显示,碳水化合物增加和伪空胞减少是比重增加的主要原因,尤其是碳水化合物的积累增加了微囊藻的下沉动力。24 h的短期实验结果显示,在光周期内所受光照强度越强,微囊藻的碳水化合物含量积累越多,其比重明显上升;经历暗周期后,光周期内光照强度越强,胞内碳水化合物消耗越多,其比重下降更明显。该研究显示长期和短期条件下高光强都能诱导微囊藻比重增加,但在短期高光强作用下胞内碳水化合物含量虽然积累很快,但同时也促进了其在暗周期的消耗,这为进一步揭示微囊藻的垂直迁移的形成机制提供了参考。     

铁盐-高岭土-PAC联用去除铜绿微囊藻的研究

以聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂,高岭土和铁盐(FeCl3)为助凝剂,研究去除水中铜绿微囊藻的适宜条件.结果表明,高岭上作前助凝剂、氯化铁作后助凝剂时,可显著提高PAC去除铜绿微囊藻的效果.PAC投加前将高岭土混匀在原水中,在絮凝阶段投加氯化铁后絮凝体体积增大,沉降速度明显加快.实验室条件下,氰化铁宜在絮凝开始后第3 min投加,适宜投加量为1 ms/L.研究表明,氯化铁作后助凝可使叶绿告素a的去除率达94.07%.而且去除效果受水体PH值的影响变小.     

水动力条件下蓝藻水华生消的模拟实验研究与探讨

蓝藻水华是当今世界共同面临的重大水污染问题之一。通过室内模拟实验,在温度、光照、初始pH值和营养盐等基本条件相同的前提下模拟水流流速分别为10cm/s、20cm/s、30cm/s、40cm/s时铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)水华的产生与消亡过程,在10～40cm/s流速区间里藻类生长周期随流速增大而变长,藻类最大现存量在40cm/s流速下最大,在10cm/s流速下最小,流速为30cm/s时藻类比增率最大,较适合藻类生存,在整个水华暴发过程中水体氮磷营养浓度呈下降趋势,水体的pH、DO和Ec变化不大。     

浙江省蓝藻水华应急与预警监测

蓝藻水华污染可产生多种藻毒素,其中以微囊藻毒素的危害最为严重.通过对近年来国内外关于水体中微囊藻毒素检测技术的系统介绍以及优缺点分析,结合浙江省实情,提出了在浙江省开展蓝藻水华应急与预警监测的初步方案,以有效防范微囊藻毒素给水环境及人类健康带来的威胁.     

过氧化氢对铜绿微囊藻的损伤效应研究

采用室内培养的方法研究了不同浓度H2O2对铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa)藻细胞的损伤效应.结果表明,H2O2浓度越大,对藻细胞的毒害作用越大.24 h之后,铜绿微囊藻藻细胞数、叶绿素a、类胡萝卜素和蛋白质含量及总抗氧化能力(T-AOC)都快速下降,而MDA含量显著增加,同时培养基中的H2O2含量也迅速降低;随着处理时间的增加,毒性效应逐渐增强;72 h之后,藻细胞各指标值都降得很低,MDA含量也增加到最大,培养基中H2O2也逐渐被消耗和分解,藻细胞的损伤效应也达到最大.其中,H2O2浓度为50 mg·L-1时,能够有效的去除藻细胞,并且对藻细胞的生理指标及抗氧化能力都有很强的损伤效应.