温度、盐度和光照对球形棕囊藻生长和产毒的影响研究

为阐明溶血毒素的生物合成机制、正确认识和评价球形棕囊藻赤潮的危害,设计了盐度、温度、光照三因素三水平正交实验,考查了不同盐度、温度、光照条件下球形棕囊藻的生长和产毒的变化,分析了盐度、温度、光照强度对球形棕囊藻生长和产毒的影响.结果显示,温度是影响球形棕囊藻生长和产毒的显著因子,盐度和光照的影响不显著.30℃时球形棕囊藻比生长速率最大,藻细胞产毒能力最强,但所能到达的藻密度最小.在盐度为22、33、40,温度为20、25、30 ℃,光照为2000、4000、5000 lx的所有实验组合中,盐度为40、温度为30℃、光照为4000 lx时球形棕囊藻细胞产毒能力最强,盐度为40、温度为30℃、光照为5000 lx时球形棕囊藻的比生长速率最大.     

大鹏澳海域麻痹性贝类毒素时空动态变化特征

为了掌握广东大鹏澳海域产麻痹性贝毒（paralytic shellfish poisoning,PSP）藻类的分布状况和贝类染毒情况,于2013年8月至2014年10月在广东大鹏澳海域的牡蛎养殖区、牡蛎养殖外区及湾口海域逐月采集水样以及牡蛎样品进行分析。调查结果显示,大鹏澳海域的牡蛎养殖外区和湾口存在塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarensis）,链状亚历山大藻（A. catenella）和链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）三种PSP产毒藻,但密度较低,时间分布不连续,牡蛎养殖区未发现产PSP毒素藻类。在季节分布上,产毒藻呈现冬季检出率低,春秋季高的特点。在大鹏澳牡蛎样品中共检测出8种PSP成分,分别是GTX1、GTX4、GTX5、dcGTX2、dcGTX3、NEO、C1和C2,贝类中PSP的检出率冬季最高,达66.7%,秋季、夏季次之,春季最低。PSP产毒藻和贝类染毒在时间上不完全同步,贝类染毒率最高的时间晚于PSP产毒藻最高密度出现时间。     

卤虫对塔玛亚历山大藻生长及产毒的影响

为了了解卤虫(Artemia salina)对产麻痹性贝类毒素的塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)生长与产毒的影响,本文采用卤虫与有毒藻共培养的方法,研究卤虫对不同起始数量的亚历山大藻生长和产毒的影响。结果表明,当培养液中存在卤虫时,塔玛亚历山大藻的生长受到抑制,对数期缩短,最大藻细胞数量降低且与卤虫数量呈线性负相关,衰亡期细胞数量快速减少。在对数生长初期、中期,卤虫的存在对该藻单位细胞毒素含量影响不明显,但对数末期,可显著增加藻细胞毒素含量。     

N、P、Mn和Fe对链状裸甲藻生长和产毒的影响

为了解营养盐因子对链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum(香港株))的生长和产毒的影响,本文采用单因子实验方法,研究在不同N、P、Mn和Fe浓度条件下,链状裸甲藻生长和产毒情况。结果表明,在N浓度低于300.00 mg/L和P浓度低于20.00 mg/L的范围内,链状裸甲藻的对数生长期和最高细胞数随N、P浓度的增加而升高,对数生长期可达64 d以上,最高细胞数达5.01×103/mL,Mn对链状裸甲藻生长的影响不明显,高浓度Fe和低浓度Fe均不利于链状裸甲藻的生长,最适Fe浓度为3.15 mg/L左右。链状裸甲藻产生的的麻痹性贝类毒素主要成分为C毒素(C1-2)、GTX5(B1)、dcGTX2-3和dcSTX,以低毒性的C毒素和GTX5为主。N、P、Mn和Fe浓度对链状裸甲藻所产毒素的成分种类没有影响,但可影响产毒量及各毒素成分的比例;藻细胞最高产毒量为3.3 pg STX Equal/cell,最低为0.9 pg STX Equal/cell,低P和低Mn有利于藻细胞产毒,高毒力的dcSTX在毒素中的比例也较高。     

塔玛亚历山大藻对鲈鱼幼鱼毒性效应研究

塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense)(ATHK)藻液能对鲈鱼（Lateolabrax japonicus)幼鱼（2．5cm）的存活有明显的影响，96h的半致死浓度为4000cells/mL。根据该藻PSP产毒量37．48fmol/cell（毒性为11pg(STX eq)/cell）计算，鲈鱼幼鱼的96h半致死藻毒素浓度相当于149．92fmol/L（毒性为44pg（STX eq)/L）。通过对塔玛亚历山大藻藻液各组分（都相当于8000cells/mL）：藻细胞悬浮液、去藻过滤液、细胞内容物以及细胞碎片的毒性大小比较研究，发现藻细胞的毒性作用很强，与藻液相近，细胞内容物也有显著影响，其他组分无显著的毒性作用，结果表明幼鱼摄入PS旨幼鱼致死的原因。较大的幼鱼（12cm）对有毒藻不敏感，暴露在1000cells/mL 10d后，存活率为100％。探讨了塔玛亚历山大藻的致毒机制和途径。     

不同N、P比例对微小亚历山大藻产毒特性的影响

亚历山大藻产毒特性一直是赤潮藻毒素研究中的热点,本文在N、P比例失调情况下研究微小亚历山大藻生长产毒规律,在20个不同N、比例下,对微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)连续培养三代,比较其生长情况。采用柱前衍生高效液相色谱检测方法,对四种麻痹性贝毒(GTX14,GTX23,C12,STX)产毒情况进行分析;同时,通过对产毒前后培养基中N、P浓度的测定,比较了不用产毒情况下对N、P吸收利用量的差异。结果表明,N、P失调情况下,微小亚历山大藻仍然可以正常生长产毒;对N、P营养盐中任意一种线性增加其浓度,藻的细胞产毒能力呈现的是曲线的变化;在一种营养盐过剩的情况下,量少的营养盐才是产毒的制约因素,对制约营养盐的吸收量,与产毒能力的增加量,存在一定的正相关关系;而对于N、P比例长期失调的情况下,其细胞产毒能力所受的影响会随着藻世代的增加而累积或减弱。     

N、P、Fe、Mn对微小亚历山大藻生长及产毒的影响

本文采用L9(34)正交实验分析了NaNO3-N、KH2PO4-P、FeCl3-Fe和MnCl2-Mn对微小亚历山大藻生长及其麻痹性贝毒产生的影响。结果表明,当培养基中N、P、Fe和Mn含量分别为1 764μmol/L,123.6μmol/L,20μmol/L和2.7μmol/L时,显著促进亚历山大藻的生长。当上述4种因子含量分别为1764μmol/L,123.6μmol/L,30μmol/L和1.8μmol/L时,单位体积的产毒量最高,最高为5.31μmol/L。当4种因子含量分别为2 646μmol/L,123.6μmol/L,30μmol/L和1.8μmol/L时,单位细胞的产毒量最高,最高为190 fmol/cell。     

光照强度和盐度对塔玛亚历山大藻生长的影响

采用一次性培养方法,在3个光照强度(3 000 lx、6 000 lx、12 000 lx)和7个盐度(10、15、20、25、30、35、40)下,研究了光照强度和盐度对塔玛亚历山大藻生长的影响。结果表明:光照强度对塔玛亚历山大藻的生长有显著性影响(p 0.05),盐度对塔玛亚历山大藻的生长有极显著性影响(p 0.01),光照强度和盐度的交互作用无显著影响(p 0.05)。无论在哪一种盐度条件下,在3 000 lx、6 000 lx和12 000 lx 3种光照强度中,均以 6 000 lx时塔玛亚历山大藻的藻细胞密度值最大,生长情况最好。而无论在哪种光照条件下,7个盐度梯度中,均以盐度为30时藻细胞的密度值最大,生长状况最佳。即最适宜塔玛亚历山大藻生长的光照强度为6 000 lx,盐度为30,此条件下藻细胞达到最大密度值为 65.93104 /mL,最大生长速率为0.3679,平均生长速率为 0.1553 。     

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。     

长江口赤潮多发区潜在有毒藻类和赤潮毒素的初步调查

通过长江口赤潮多发区2003年-2005年的有毒藻类和贝类原产地赤潮毒素的监测,初步结果表明该海域存在多种潜在有毒藻类,主要包括产麻痹性贝毒(PSP)的链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)、塔玛亚历山大藻(A．tamarens),产腹泻性贝毒(DSP)的渐尖鳍藻(Dinophysis acuminata,)、具尾鳍藻(D．caudata)、倒卵形鳍藻(D．fortii);产记忆缺失性贝毒(ASP)的尖刺拟菱形藻(Pseudo-Nitzschia pungens)、多列拟菱形藻(P．multiseries)、柔弱拟菱形藻(P.delicatissima )和多纹拟菱形藻(P．multistriata);产神经性贝毒(NSP)的短凯伦藻(Karenia brevis),其他有毒有害藻类包括红色裸甲藻(Gymnodinium sanguineum)、Heterocapsa circularisquama、米氏凯伦藻(K．mikimotoi)、Chatenela marina,Heterisigma akashiwo等其他有毒藻类。有毒藻类种类5、6月份较多,产腹泻性贝毒(DSP)和产记忆缺失性贝毒(ASP)的潜在有毒藻类常年均在该海域出现,这些有毒有害藻类多数密度并不高,Heterocapsa cirularisquama曾在2003年和2005年两次形成赤潮,并导致部分养殖贻贝死亡,米氏凯伦藻于2005年5-6月在长江口海域形成大规模赤潮,并导致养殖鱼类死亡。与有毒藻类监测同步开展了赤潮毒素检测,长江口贝类赤潮毒素检出时段主要集中在5-8月份,麻痹性贝毒和腹泻性贝毒的检出率分别为5％和15％左右,敏感种类为养殖的紫贻贝。     

环境因子对红胞藻JZB-2降解海水中对二甲苯的影响

前期研究分离得到一种隐藻门微藻—红胞藻(Rhodomonas sp. JZB-2),能够快速生物降解海水中的PX.为了判断该微藻用于PX污染海域生物修复所需的适宜条件,依次研究4种环境因子(海水pH值、温度、盐度和光强)对该微藻生长及其降解PX的影响.结果表明:各因子均对红胞藻JZB-2生长及其降解PX产生较大影响.pH 7.0～8.5时微藻生长最快,但是最有利于PX降解的pH值为7.0.微藻生长适宜盐度为14～35,而PX降解速率最大值出现在盐度35时.温度20～30℃时最有利于微藻生长,而PX降解的最适温度为30℃.光强的影响比较特别,在光照条件下,微藻在200～400μmol/(m²·s)时生长较快,但是PX降解速率在800μmol/(m²·s)时最大;黑暗条件下微藻无法生长却仍能快速降解PX,这有利于泄漏事故海域生物修复在阴雨天气和夜间正常进行.研究结果将为红胞藻JZB-2在污染海域的合理应用提供依据.     

莫氏马尾藻(Sargassummcclurei)对氮和磷的吸收

采用单因子和正交实验方法,研究了温度、盐度和光照度对莫氏马尾藻(Sargassummcclurei)氮和磷吸收速率的影响。结果表明,温度、盐度和光照度对莫氏马尾藻氮吸收速率有显著影响(P0.05);莫氏马尾藻氮吸收最适温度范围在20~25℃,光照度为(60~140)mol/(m2s),盐度为20~30。温度和光照度对莫氏马尾藻磷的吸收速率有显著影响(P0.05),莫氏马尾藻对磷吸收最适温度范围30~35℃,光照度为(60~100)mol/(m2s)时;盐度对莫氏马尾藻磷吸收速率影响不显著(P0.05)。正交实验结果显示,影响莫氏马尾藻氮和磷吸收的主要因子为温度和光照度,在温度20~25℃、光照度100 mol/(m2s)和盐度30条件下,莫氏马尾藻氮和磷的吸收速率最大。结果说明通过控制栽培的深度来调节光照度,可有效地提高莫氏马尾藻对海水中氮和磷等营养盐的吸收速率。因此在亚热带海域大量栽培莫氏马尾藻能够有效地降低海水的富营养化程度。     

光照强度和磷浓度对寡枝刚毛藻生长的影响

在利用沉水植被对湖泊进行生态修复过程中,当营养盐有所降低,水体透明度增加有利于沉水植物生长时,丝状绿藻——刚毛藻会大量生长,从而影响生态修复效果.为了研究光照强度和磷浓度对寡枝刚毛藻(Cladophora oligoclona)生长的影响,本实验用含有不同磷浓度(0.005,0.02,0.1,0.6mg/L)的BBM培养基,在不同光照强度[10,30,50μmol/(m2·s)]下培养寡枝刚毛藻16d.结果发现,在光照强度为10μmol/(m2·s),初始P浓度0.1mg/L以上时,刚毛藻鲜重增加(约0.05g),其余处理条件下,刚毛藻鲜重均减少,其中光强为50μmol/(m2·s),初始磷浓度为0.005mg/L时,刚毛藻鲜重减少量最大(约0.49g).叶绿素荧光参数Fv/Fm值的变化表现为光强越大,Fv/Fm的值越低.在光强为10μmol/(m2·s)时,Fv/Fm值在0.75左右.光强为50μmol/(m2·s)时,Fv/Fm值仅为0.3.在相同光强下,不同磷浓度对Fv/Fm值变化无显著影响.相对于磷浓度对刚毛藻生长的影响,光强对刚毛藻的生长影响更大,且高光强不利于刚毛藻的生长.     

盐度对长江河口芦苇湿地甲烷排放的影响

盐度对河口湿地甲烷气体的产生与排放影响重大。为揭示海水入侵对河口湿地CH₄排放的影响,利用静态密闭箱—气相色谱法在2016年4～10月期间对崇明东滩芦苇群落CH₄气体的排放通量进行测定。结果表明:CH₄排放总体表现出春夏季较高,秋冬季较低的季节变化规律;排放通量在0.19～7.68 mg/（m2·h）间波动,4～10月这半年内平均排放通量为3.41 mg/（m2·h）。在一定范围内,较高的盐度抑制CH₄的产生与排放,较低的盐度不足以对CH₄产生抑制作用,甚至会促进CH₄的产生;在高盐环境下,CH₄排放通量与盐度呈现出显著的对数负相关关系。在芦苇群落生长旺盛的初期（4～6月）,CH₄排放通量与温度、光照呈现正相关关系;而在芦苇生长后期（7～10月）则呈现负相关关系。     

好氧颗粒污泥及其高效菌株降解苯胺的试验研究

以苯胺为唯一碳源和氮源,培养降解高浓度苯胺废水的好氧颗粒污泥,该体系对苯胺废水的最高耐受浓度高达6 000mg/L.通过分离纯化,从颗粒污泥体系中获得2株具有不同降解特征的苯胺降解菌adx1和adx3,菌株adx1在降解速率上具有明显优势,而菌株adx3对苯胺的最高耐受浓度高于adx1.上述菌株在降解苯胺过程中均遵循Haldane动力学模型,菌株adx1和adx3的最大比较降解速率分别为0.924 g/(g.h)和0.645 g/(g.h),比生长速率分别为0.487 g/(g.h)和0.440 g/(g.h).16S rDNA测序结果表明adx1和adx3分别属于Pseudomonas和Achromobacter属,与好氧颗粒污泥PCR-DGGE指纹图条带1和4测序结果一致,表明上述菌株分别为好氧颗粒化体系中优势菌群之一.     

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.     

风电场生命周期CO2排放核算与不确定性分析

提出了风力发电技术生命周期能耗和CO2排放核算的详细方法.应用上海某风电场数据进行核算,结果认为,风机生产阶段能耗和CO2排放占风电场生命周期能耗和CO2排放的比例均为最大,分别为68.23%和67.18%.不确定性分析认为,在所有强度参数中,钢生产综合能耗最为灵敏.风电场能耗强度和CO2强度分别为3.24gce/(kW?h)和9.47g/(kW?h),明显低于300MW火力发电机组的相同指标,分别为330gce/(kW?h)和915g/(kW?h). 20a服役期的50MW风电场满期后,同比300MW火电机组少排放CO2约234万t.     

氮、磷、铁、锌对铜绿微囊藻生长及产毒的影响

为探讨氮、磷、铁、锌对铜绿微囊藻生长及产毒的影响，以HGZ为基础培养基，调整氮、磷、铁、锌的浓度，于无菌条件下对两种藻株进行培养，定期取培养液进行细胞计数及用ELISA方法测定微囊藻毒素的含量。结果表明，浓度的改变没有引起无毒株产生毒素，也没有改变产毒株的产毒特性。高浓度的氮(1.6～245.1mg/L)有利于两藻株的生长及产毒株的毒素合成，而对磷、铁、锌的需求量较低。当磷的浓度低于1.4mg/L时，无毒株随其浓度增加而生长加快，但浓度超过此范围，则变化不大。产毒株的生长和产毒对磷盐的浓度变化不敏感，过高浓度的磷(62.1mg/L)可抑制其生长。两藻株的生长对铁、锌浓度的变化也不敏感，但产毒株的毒素合成却随铁离子浓度升高而缓慢上升。在氮、磷、锌3个单因素研究中，培养液中藻细胞的数量与总毒素含量均呈正相关(P＜0.05)，而铁未呈相关关系。     

广东大亚湾和大鹏湾麻痹性贝类毒素研究

于1997－1999年在广东大亚湾和大鹏湾的主要贝类养殖区设立了4个采样点,以华贵栉孔扇贝和翡翠贻贝为对象逐月采样,以美国分析化学家协会（AOAC）推荐的小白鼠法测定其麻痹性贝类毒素（PSP）含量．1999年1－6月大亚湾东山海域的扇贝贝毒含量高于联合国粮农组织（FAO）制定的贝类安全食用标准的限定值,尤其是1月份,超过限定值近30倍．贻贝仅1月份超标．总体上贝毒含量表现为由冬春季高峰期逐月波动下降的趋势．大亚湾澳头和大鹏湾南澳的两种贝类毒素含量都不高,扇贝长期含有较低的毒素,贻贝在大部分时间内不含毒素．     

Modeling mitigation strategies for toxic cyanobacteria blooms in shallow and eutrophic Lake Kasumigaura, Japan

This paper explores mitigation scenarios for toxic cyanobacteria blooms in Lake Kasumigaura is located about 60–90 km northeast of Tokyo, in the southeast of Ibaraki Prefecture, Japan. Dominant species of cyanobacteria (Microcystis aeruginosa, Microcystis viridis and Microcystis ichthyoblabe) produce highly potent toxins as (Microcystin-(Leucine + Arginine, MC-LR), Microcystin-(Arginine + Arginine, MC-RR) and Microcystin-(Tyrosine + Arginine, MC-YR) in the Lake. Toxin production is generally the result of two major factors-natural processes and human interferences. Both factors have an extreme influence on the generation of cyanobacteria toxins within lake ecosystems. To address these factors, we propose two concepts for mitigation. The first concept is intended for examining the natural process of toxin production behavior within the lake and the second concept is used for evaluating inflow of wastes and nutrients from human activities that form toxins. Our research aims to combine both strategies to mitigate impacts of toxins, by examining trends of cyanobacteria nutrient sources, buoyancy regulations that influence bloom formation, and the environmental conditions that spur blooms. This study proposes a simple IMPACT (Integrating Mitigation Policies for Aquatic Cyanobacteria Toxin) model for diminution strategies of harmful algal blooms and their toxins. A mixed-methods approach is employed, nested within the Environmental Systems Analysis (ESA) tools e.g. scenario analysis and stakeholder analysis. The quality of the lake is assessed through a combination of observation and field study analysis. The findings suggest that successful mitigation of cyanobacteria toxins is highly dependent on multi-functional, multi-stakeholder involvement, and relevant intergovernmental policy. Without integrating approaches among different stakeholders, diverse socioeconomic activists, local-national policymakers and effective policy measures, prevention of cyanobacteria toxin production within lakes becomes extremely complex and difficult. The proposed IMPACT model could be a decision framework for identifying suitable policies that mitigate cyanobacteria impacts.