水质安全的动态超声波强化混凝除藻水处理试验研究

超声波辐射能够破坏蓝藻气囊,在水处理工艺中达到强化蓝藻混凝沉淀的效果.然而不适当的超声处理会进一步破坏蓝藻细胞,导致胞内毒素大量释放,加重水质污染负荷.本研究为获得水质安全的超声波强化混凝沉淀蓝藻水处理方法,采用频率40~120 kHz的超声波辐射蓝藻水,考察处理后蓝藻混凝沉淀去除效果及藻毒素释放情况.结果表明,频率68~120 kHz、能量密度59.1~186.4 W · L-1的静态超声波作用10~15 s后进行混凝沉淀,藻类去除率达98%以上,且频率越高效果越好;然而各频率静态超声波作用5 s以上均会导致藻细胞内藻毒素释放.采用内衬吸声棉及动态超声方式,频率120 kHz、能量密度38.5~196.6 W · L-1超声波作用7.5~30 s后,可避免胞内藻毒素释放,且能去除水中溶解性藻毒素18.7%~30.7%,混凝沉淀后藻类去除率97.0%以上,其它有机物也降低.     

金属有机框架材料抑藻性能及机理研究进展

全球温室效应不断加剧和氮磷营养物质排放,由此引发的水体富营养化日趋严重,寻求经济、高效的有害蓝藻控制和治理技术迫在眉睫. 金属有机框架材料因具有孔隙率高、比表面积大、吸附性能高、反应活性佳、孔径形状可调及功能设计性强等优点,在有害蓝藻治理方面展现出广阔的应用前景. 本文综述了MOFs材料对典型绿藻和水华/赤潮藻属的毒理效应,重点分析了MOFs材料抑藻的主要影响因素,阐述了MOFs材料对藻类的致毒作用机理,并对MOFs材料除藻的研究方向进行了展望,以期为MOFs材料的潜在应用提供借鉴和参考.     

添加氮损失抑制剂对蓝藻泥堆肥质量的影响

对脱水蓝藻进行大型生产性堆肥实验。研究堆肥过程中,氮损失抑制剂过磷酸钙的添加对堆肥物料各类理化性质的影响。研究结果表明,过磷酸钙加入的处理组与未加过磷酸钙的对照组堆制37 d后堆肥物料均可腐熟,且堆肥肥效均符合NY525-2002的相关要求。添加过磷酸钙处理组有机质含量为490 g/kg,全N、全P和全K含量分别为20.75、10.02和11.32 g/kg,总养分含量达到9.77%,堆肥品质明显优于对照处理。同时,在微生物的作用下,对照组中微囊藻毒素MC-RR与微囊藻毒素MC-LR去除率分别达到89.8%与78.3%。值得一提的是,添加过磷酸钙后,MC-RR和MC-LR的去除率得到进一步提高,分别达到了92.96%和100%,较好地保证了蓝藻堆肥农用的安全性,为脱水蓝藻好氧堆肥化提供了可行性依据。     

蓝藻预警监测数据管理系统开发与应用研究

太湖蓝藻预警监测一直是政府及环保部门关注的重点工作并已经成为日常监测任务,但由于数据汇总和日统计评价工作量大,每项指标评判靠人工处理效率明显低下,蓝藻预警监测数据管理系统的开发很好的解决了这一问题.该系统以蓝藻监测和上报的实际业务需求为基础,综合了地表水各项指标的评价功能,并运用网络平台方便灵活地与其他部门共享蓝藻监测信息,极大地提高了综合分析人员工作效率,同时还为环境管理部门提供了更加全面的趋势分析.     

压力强化混凝除藻工艺中藻毒素安全性研究

为了研究预压力强化混凝沉淀蓝藻水处理工艺中,外加压力是否会引起藻细胞破裂,导致细胞内藻毒素泄漏到水体中,影响供水安全,实验对比研究了预压力和预氧化含藻水后藻毒素浓度的变化,以及预压力混凝沉淀和预氧化混凝沉淀除藻工艺中藻毒素浓度的变化和藻类去除效果.结果表明,含藻水经0.4~0.8 MPa压力加压后,水中藻毒素浓度没有增加,而次氯酸钠预氧化后水中藻毒素浓度大幅度增加.在0.5~0.8 MPa压力范围内,加压后混凝沉淀取得了较好的除藻除浊效果,蓝藻去除率达到90%~93.5%,浊度1.23~1.95 NTU,而次氯酸钠预氧化混凝沉淀后,蓝藻去除率56.2%~78.8%,浊度8.01~10.7 NTU,说明压力强化混凝沉淀除藻工艺是安全有效的.     

南水北调东线山东境内调蓄湖库蓝藻种群分布特征及环境驱动因子

为掌握南水北调东线山东境内调蓄湖库在工程运行前后蓝藻种群的分布情况及其环境驱动因子,于2010～2019年的5～11月对南四湖、东平湖、大屯水库、东湖水库和双王城水库进行藻类和水环境调查.共检出浮游蓝藻44种,其中丝状蓝藻23种.湖泊假鱼腥藻、拉氏拟柱孢藻、铜绿微囊藻和惠氏微囊藻在各调蓄湖库的检出频次和密度均较高,是主要有害蓝藻种.通过分析各调蓄湖库蓝藻种群的分布特征,发现丝状蓝藻在水力扰动较大水体中的生长优势较为明显,应成为日后调蓄湖库蓝藻风险防控的重点.Pearson相关性分析和广义线性拟合曲线结果显示,总氮、总磷、水温和水深是影响调蓄湖库主要有害蓝藻种生长的主要环境驱动因子.氮磷营养盐对于有害蓝藻种的生长具有显著的促进作用.湖泊假鱼腥藻具有良好的温度适应性,在夏初秋末仍能成为优势种,而当水温大于25℃时,拉氏拟柱孢藻、铜绿微囊藻和惠氏微囊藻具明显的生长优势.此外,较小的水深更利于拉氏拟柱孢藻的生长.建议在加强控制湖库氮磷营养盐输入的基础上,在夏初和秋末对湖泊假鱼腥藻进行重点监控,并在高温时期密切关注浅水区拉氏拟柱孢藻的生长情况,保障水质安全.     

滇池水华蓝藻干粉制剂的生物脱毒实验

滇池属长江流域的一个内陆湖泊,近年来水体富营养化日益严重,每年夏季都出现大面积的水华。由品种单一,主要为蓝藻门,其中微囊藻是优势种,产生的微囊藻毒素具有很强的毒性。本实验以富营养化湖湖滇池中的水华蓝藻作为主要原料,将其制成干粉后,利用双协菌株在28－32℃条件下对其进行固态发酵,培养基质初始水份为65％。发酵培养2d后,培养基质中微囊藻毒素含量明显降低,6d后,基质中微囊藻毒素含量未检出（最低浓度检测限1μg/mg）。同时对实验所获得时间序列进行动力学研究,结果表明利用双协菌降解微囊藻毒毒的反应为准一级动力学反应。     

利用MALDI-TOF MS技术简便、快速检测水华蓝藻的方法研究

以水华蓝藻为研究对象,用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术对其进行测定分析并获得了蛋白质指纹图谱。对铜绿微囊藻标准株(NIES-843)样品通过3种前处理方法得到的质谱图进行对比,确定了质谱分析的样品前处理方法,建立了利用MALDI-TOF MS技术简便、快速检测水华蓝藻的方法。对在水华中出现的4种不同蓝藻进行MALDI-TOF MS分析,结果表明各种蓝藻具有其特征性波谱,可据此对水华蓝藻进行区分和鉴定。该方法快速、简便、精确、可程序化,具有广泛的应用前景。     

基于ELCOM-CAEDYM模型的太湖蓝藻水华早期预测探讨

结合太湖蓝藻水华形成的\"四阶段理论\", 基于澳大利亚西澳大学水研究中心开发的ELCOM-CAEDYM耦合模型框架构建了太湖水华蓝藻生态动力学模型,对蓝藻水华的形成进行模拟,分析了太湖蓝藻水华早期预测的可行性.结果表明:该模型在较长时间尺度上对春季复苏阶段及生长上浮阶段蓝藻水华的形成模拟效果较好,蓝藻生物量模拟值与站点调查值的误差变化范围在1.0%~70.4%,平均误差为28.0%,与MODIS卫星反演值的误差变化范围在3.8%~83.9%,平均误差40.5%;但越冬阶段蓝藻生物量模拟输出值与站点调查值的误差变化范围在3.0%~143.6%,平均误差为40.1%,与MODIS卫星反演值的误差变化范围在9.7%~118.4%,平均误差为48.8%,表明模型对蓝藻越冬过程模拟能力还不强,应在蓝藻越冬机制模拟计算方面进一步改进,以满足蓝藻水华早期预测的需要.     

藻毒素与生物安全

"水华"(water blooms)是淡水中的一种自然生态现象。绝大多数的水华仅由藻类引起,如蓝藻(严格意义上应称为蓝细菌)、绿藻、硅藻等;也有部分的水华现象是由浮游动物——腰鞭毛虫引起的。"水华"发生时,水一般呈蓝色或绿色。