不同方法测定沉积物中生物可利用性磷对铜绿微囊藻生长量的影响

采用梯度扩散薄膜(DGT)技术,以太湖9个采样点所采集的27个沉积物柱样为研究对象,研究沉积物中DGT所测量的磷浓度(DGT-P)与铜绿微囊藻生长量之间的关系,同时与4种常规的生物可利用性磷方法[(水溶性磷(WSP)、易解析磷(RDP)、藻可利用磷(AAP)和NaHCO3提取磷(Olsen-P))]进行比较,评价不同提取方法获得的太湖沉积物生物可利用性磷与铜绿微囊藻生长量的关系.结果表明,DGT-P与藻生长量的相关系数为R2=0.941(P<0.01),高于4种生物可利用性磷提取法的相关系数(WSP,0.780、RDP,0.806、AAP,0.849、Olsen-P,0.910).结果表明DGT技术可以作为预测原位沉积物磷的生物可利用性的工具.     

不同磷水平下铜绿微囊藻对砷酸盐的吸收和净化

通过室内培养实验,研究了富磷(+P)和缺磷(–P)环境下,铜绿微囊藻对砷酸盐(As(Ⅴ))的累积和净化动力学特征,探讨了净化过程中培养介质砷形态的变化.结果表明:缺磷环境下虽然可显著提升铜绿微囊藻对砷酸盐的吸收,但该环境下的高砷藻体又具较高的砷释放风险.+P和–P环境下,藻体中分别有41.5%和46.3%的胞内砷可在快速清除阶段(2h)被迅速排出.+P环境下经10μmol/L As(Ⅴ)暴露后的含砷藻体,经13d净化培养后,+P培养介质中藻体以砷酸盐释放为主,-P培养介质中则存在砷的还原和甲基化现象,这表明不同磷水平下藻体对砷的净化机理可能存在明显差异.     

Fe(Ⅲ)对太湖铜绿微囊藻和四尾栅藻竞争的影响

采用批量培养的方法研究Fe(Ⅲ)及其不同化学形态与EDTA,柠檬酸和羟基等配体作用对铜绿微囊藻和四尾栅藻的生长和光合作用的影响.结果表明, 当Fe(Ⅲ)浓度(18 μmol/L)高于强有机配体EDTA浓度(2.69 μmol/L)时,Fe(Ⅲ)主要以胶体和沉淀形态存在,但Fe3+及Fe(Ⅲ)的羟基配合物等藻类易于利用的化学态能维持较高的浓度,铜绿微囊藻和四尾栅藻都生长良好;Fe(Ⅲ)浓度(≤1.0 μmol/L)低于强有机配体的浓度(2.69 μmol/L)时,有机配体可以与Fe(Ⅲ)形成稳定的鳌合物; 可利用态的Fe(Ⅲ)浓度较低,铜绿微囊藻和四尾栅藻的生长、单位细胞叶绿素a质量、最大光合作用速率、呼吸速率、光限制部分P-I曲线斜率都下降,但铜绿微囊藻变化较快,表明Fe(Ⅲ)与强有机配体络合造成的限制有利于四尾栅藻占据优势.      

不同磷质量浓度体系中pH变化对铜绿微囊藻和四尾栅藻竞争的影响

铜绿微囊藻和四尾栅藻分别是太湖中最为常见的蓝藻和绿藻.微囊藻在湖泊中形成优势是微囊藻水华发生的重要条件.在模拟太湖水的竞争实验(ρ(磷)分别为0.012,0.112,0.412和1.612 mg/L)中,四尾栅藻均形成优势,而且在稳定期时pH达到10以上.但用0.04 mol/L HCl将pH都降到5.8后,2种藻的增殖都出现明显的变化,在ρ(磷)低于0.412 mg/L时,四尾栅藻优势变得更加明显;而在ρ(磷)为1.612 mg/L时,铜绿微囊藻则形成优势.说明pH对蓝藻和绿藻竞争的影响在不同ρ(磷)的水体中是不同的.      

不同形态厌氧氨氧化污泥低温保存的性能差异研究

厌氧氨氧化污泥的保存对其后续在反应器的脱氮过程有着重要的影响,因此,本研究针对不同形态的厌氧氨氧化污泥—生物膜和颗粒污泥的低温保存性能开展研究.结果表明,在64d 4℃的保存后,生物膜和颗粒污泥的厌氧氨氧化比活性分别降至(351.4±14.5),(32.3±2.7)mgN/(gVSS·d),分别为初始活性的62.1%和6.0%.EPS含量分别减少至(18.4±0.3)mg/gVSS和(13.3±1.5)mg/gVSS.生物膜和颗粒污泥中厌氧氨氧化功能菌属Candidatus Kuenenia丰度分别减少为6.1%和1.6%,厌氧氨氧化菌16S rRNA丰度分别降低为(1.48±0.29)×10⁸ gene copies/gVSS和(5.05±1.53)×10⁷ gene copies/gVSS.在后续的活性恢复过程中生物膜相较于颗粒污泥达到NRR为0.54kgN/m³/d花费周期缩短了15d.因此,厌氧氨氧化生物膜是比颗粒污泥更好的保存形态.     

Formation of THMs and HANs during bromination of Microcystis aeruginosa

Bromine-contained disinfectants and biocides are widely used in swimming pools, recreational waters and cooling towers. The objective of this study was to evaluate the formation of thrihalomethanes (THMs) and haloacetonitriles (HANs) and their cytotoxicity in algae solutions during free bromine disinfection. Disinfection by-products formation potential experiments were conducted using model solutions containing 7 mg/L (as total organic carbon) Microcystis aeruginosa cells. Effects of free bromine dosage, pH and ammonia were investigated. The results showed that brominated disinfection by-products were the major products when free bromine was applied. The total THMs formed during bromination was much as that formed during chlorination, whereas HANs were elevated by using bromination instead of chlorination. Dibromoacetonitrice (C2H2NBr2 ) and bromoform (CHBr3 ) were the only detected species during free bromine disinfection. The production of C2H2NBr2 and CHBr 3 increased with disinfectant dosage but decreased with dosing ammonia. CHBr3 increased with the pH changing from 5 to 9. However, C2H2NBr2 achieved the highest production at neutral pH, which was due to a joint effect of variation in hydrolysis rate and free bromine reactivity. The hydrolysis of C2H2NBr2 was base-catalytic and nearly unaffected by disinfectant. Finally, estimation of cytotoxicity of the disinfected algae solutions showed that HANs formation was responsible for the majority of toxicity. Considering its highest toxicity among the measured disinfection by-products, the elevated C2H2NBr2 should be considered when using bromine-related algaecide.     

太湖隆线溞对微囊藻和栅藻竞争的影响

以Lotk-volterra 的双种竞争模型为基础,进行实验设计研究隆线溞对微囊藻和栅藻竞争的影响.结果显示,含有隆线溞的微囊藻和栅藻共培养组中微囊藻的增长率(r=0.446±0.049)大于微囊藻和栅藻共培养组中的增长率(r=0.394±0.062).经拟合计算得到微囊藻对栅藻的竞争抑制参数(α)为0.81±0.11,栅藻对微囊藻的竞争抑制参数(β)是0.23±0.08,α是β的3.5倍;含有隆线溞组中微囊藻对栅藻的竞争抑制参数(α')为1.04±0.24.栅藻对微囊藻的竞争抑制参数(β')为0.19±0.02,α'是β'的5.5倍,显然由于隆线溞的存在增强了微囊藻对栅藻的抑制能力.     

藻源性颗粒有机物对磷饥饿微囊藻磷富集与生长的影响

以藻源性颗粒有机物为切入点,分别以正磷酸盐（K₂HPO₄）、多聚磷酸盐（Na₅P₃O₁₀）、磷酸单酯（G-6-P）、磷酸二酯（卵磷脂）为参考,对比研究了不同形态的磷对磷饥饿微囊藻生长及对磷富集的影响.研究发现密度为（1.9±0.1）×10⁶cells/mL磷饥饿处理的微囊藻对不能直接利用的Na₅P₃O₁₀、卵磷脂的短期富集作用分别为2.034mg/L、1.030mg/L要明显高于K₂HPO₄的0.491mg/L、G-6-P的0.034mg/L和藻源性颗粒物的0.573mg/L,可能与这些磷素不能迅速进入细胞内,因而被大量的积聚在细胞膜与细胞壁之间有关.微囊藻通过释放碱性磷酸酶等酶系可以大量快速的利用藻源性颗粒物,藻源性颗粒物组中微囊藻生长率0.148d^-1稍低于K₂HPO₄组的0.156d^-1,但均高于其他实验组.实验结束时微囊藻对藻源性颗粒物的利用率57.8%高于K₂HPO₄组的32.5%和卵磷脂组的24.4%.通过液相核磁分析,藻源性颗粒物中磷的组分主要为正磷酸盐、磷酸单酯,并通过计算验证了其对磷饥饿铜绿微囊藻的磷富集与生长的影响.综上,藻源性颗粒物有着极强的生物可利用性,对蓝藻的爆发和持续性有着重要影响.     

Degradation characteristics of two Bacillus strains on the Microcystis aeruginosa

IntroductionManykindsofalgaecanleadtowaterbloomandredtideintheseas ,lakesandreservoirs .Thisphenomenoninfluencesorchangesthephysicalandchemicalcharacterofwaterandthenresultsinmanytroubleinthedrinkingwaterproductionprocess(Hargensheimer,1996;Graham ,1997;M…     

Characterization of typical taste and odor compounds formed by Microcystis aeruginosa

Production and characteristics of typical taste and odor (T&O) compounds by Microcystis aeruginosa were investigated. A few terpenoid chemicals, including 2-MIB, β-cyclocitral, and β-ionone, and a few sulfur compounds, such as dimethyl sulfide and dimethyl trisulfide, were detected. β-Cyclocitral and β-carotene concentrations were observed to be relevant to the growth phases of Microcystis. During the stable growth phase, 41-865 fg/cell of β-cyclocitral were found in the laboratory culture. β-Cyclocitral concentrations correlated closely with β-carotene concentrations, with the correlation coefficient R2 = 0.96, as it is formed from the cleavage reaction of β-carotene. For dead cell cases, a high concentration of dimethyl trisulfide was detected at 3.48-6.37 fg/cell. Four T&O compounds, including β-cyclocitral, β-ionone, heptanal and dimethyl trisulfide, were tested and found to be able to inhibit and damage Microcystis cells to varying degrees. Among these chemicals, β-cyclocitral has the strongest ability to quickly rupture cells.     

无机氮和有机氮对铜绿微囊藻生长和产毒影响的比较

以氯化铵和丙氨酸作为氮源,通过测定铜绿微囊藻细胞生物量、胞内藻毒素含量、基质利用率等变化情况探究并比较两种含氮化合物对铜绿微囊藻生长和产毒的影响.结果表明铵氮低浓度(10 mg·L-1)促进铜绿微囊藻生长,而高浓度(20 mg·L-1)具有抑制作用;不同浓度的丙氨酸对铜绿微囊藻的生长均具有促进作用,最适生长浓度为20 mg·L-1.铵态氮对藻毒素产生的促进作用不明显,丙氨酸则较大的促进了微囊藻产毒,是同时期对照组的6倍.     

氮磷限制对铜绿微囊藻生长和产毒的影响

采用分批培养的方式研究了铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)在氮、磷单因子营养限制条件下的生长和产毒情况.结果表明,氮限制对铜绿微囊藻的生长和产毒都有明显的抑制作用,而磷限制对其生长和产毒没有明显的抑制作用.在氮限制条件下,铜绿微囊藻的生物量仅为控制组的30%～50%,产毒量也仅为控制组的10%～60%;并且氮限制会促进细胞分裂,缩短细胞的生长周期.这可能是因为氮是铜绿微囊藻生长和产毒所必需的元素,直接控制着铜绿微囊藻的生长和产毒;所以若培养基中的氮浓度比较低,会直接导致微囊藻的生物量较少和产毒量比较低.磷限制甚至磷被耗尽时对铜绿微囊藻的生长和产毒都影响不大,这可能与铜绿微囊藻体内储存的含磷颗粒物有关.实验结果表明,在本实验条件下,水体中氮限制对铜绿微囊藻的生长和产毒影响较大.     

稻草秸秆发酵液对铜绿微囊藻生化参数影响

针对铜绿微囊藻在稻草秸秆（水稻分蘖枝）发酵液胁迫下的酶学特征及抗氧化能力、藻毒素和多糖含量等生化指标进行了检测分析,旨在为利用稻草秸秆抑藻提供进一步理论依据.结果表明：铜绿微囊藻在水稻分蘖枝发酵液胁迫下,其表征藻细胞代谢水平的酯酶活性显著降低,实验第5d,最高浓度组（0.65%V/V）99.9%的藻细胞内酯酶活性均被抑制,超氧化物歧化酶（SOD）与谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活力分别下降至同期对照组的11.03%和8.47%;丙二醛（MDA）含量则与发酵液浓度以及作用时间呈显著正相关,pearson分析表明,所有浓度组和作用时间内r值均大于0.9,而P值均小于0.01,表明水稻分蘖枝发酵液可显著降低藻细胞的抗氧化水平;但高浓度水稻分蘖枝发酵液没有引起微囊藻毒素（MCs）升高,甚至显著降低MCs和多糖的含量,与对照组相比,P<0.01.因此,水稻分蘖枝发酵液可通过影响铜绿微囊藻的代谢过程,降低藻细胞抗氧化以及抵御对环境胁迫的能力,从而达到有效抑藻的目的.     

EDTA和铁对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长和竞争的影响

铁限制不但会影响浮游植物的种群密度,而且会影响浮游植物的群落结构.为了探讨有机配体和铁的作用对湖泊中浮游植物的种群竞争,采用批量培养的方法,研究了不同EDTA及Fe浓度下,太湖蓝藻铜绿微囊藻和绿藻四尾栅藻的生长和竞争.结果表明,较高浓度的EDTA（≥13 .5 μmol/L）可以抑制铜绿微囊藻的生长,但不抑制四尾栅藻,因而有利于四尾栅藻占据优势;铁的浓度由3 μmol/L增大至18 μmol/L时,可缓解较高浓度EDTA（13 .5～27 μmol/L）对铜绿微囊藻的抑制作用,而增大其它微量元素浓度（B、Mn、Zn、Cu、Mo等）则无此作用;说明高浓度EDTA与铁的螯合作用能抑制铜绿微囊藻而不抑制四尾栅藻.高浓度EDTA对2种藻具有不同影响的原因可能是2种藻对铁的吸收机制不同.     

UV-C辐照抑制铜绿微囊藻生长的动态实验研究

以我国典型淡水水华藻种铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa905)为研究对象,采用推流式低压紫外灯反应器研究在动态条件下Ultraviolet-C(UV-C)辐照对蓝藻生长抑制作用的效果.对数培养期的蓝藻液流经反应器进行UV-C辐照处理,其后正常培养,在培养期2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、9 d分别取样,通过研究级倒置荧光显微镜在荧光视野下进行细胞计数.结果表明,辐照处理未引起铜绿微囊藻细胞的大量破裂死亡,36~115 mW.s.cm-2剂量范围的UV-C辐照能在9 d内有效抑制2.6×105~2.7×105cells.mL-1的铜绿微囊藻细胞密度增长,31~50 mW.s.cm-2剂量范围的UV-C辐照能在9d内有效抑制9.0×105~1.15×106cells.mL-1的铜绿微囊藻细胞密度增长.