改性粘土去除赤潮生物及其对养殖生物的影响

研究了阳离子表面活性剂(HDTMA)对东海原甲藻的去除效果及其对日本对虾幼体的急性毒性作用,并利用该表面活性剂对天然粘土进行了有机改性.实验发现,HDTMA对东海原甲藻有较强的灭杀效果,添加粘土能显著降低HDTMA对对虾幼体的毒性效应.室内模拟实验表明,有机改性土用量为0.03g/L时对东海原甲藻的去除率为100%;对赤潮异弯藻有效抑制时的有机改性土用量为0.09g/L.同时结果显示,在有效去除东海原甲藻和赤潮异弯藻的剂量下,有机改性土对水体中的对虾幼体的存活没有明显影响,存活率为100%.在室内实验的基础上,于2003年4～5月在我国东海海域赤潮多发区进行了船基围隔试验,比较了各种粘土的除藻效果.初步结果表明,与未经处理的原土相比较,无机改性土复合体系和有机改性土都能有效地去除东海原甲藻赤潮.     

不同起始数量对赤潮异弯藻和东海原甲藻种间竞争的影响

通过共培养的方法,研究了不同起始数量对赤潮异弯藻和东海原甲藻之间种间竞争的影响.结果表明:不同的接种数量对赤潮异弯藻和东海原甲藻种群竞争关系有明显的影响.在3种不同的接种比例下,赤潮异弯藻在与东海原甲藻的生长竞争中始终占优势,对东海原甲藻的生长存在抑制作用,且随着起始数量的提高,其种群竞争生长的优势愈加明显,对东海原甲藻生长的抑制作用愈加显著.东海原甲藻仅在较高的起始数量(处理I,H:P=1:4)下,对赤潮异弯藻的生长才表现出一定的抑制作用,处理Ⅱ和处理Ⅲ(H:P=1:1和H:P=4:1)对赤潮异弯藻的生长均无影响.     

烷基糖苷季铵盐选择性抑藻活性研究

以甲藻门的东海原甲藻、塔玛亚历山大藻、裸甲藻,黄藻门的赤潮异弯藻,硅藻门的中肋骨条藻等典型的赤潮生物以及绿藻门的青岛大扁藻和亚心形扁藻两种非赤潮生物为目标生物,探讨了烷基糖苷季铵盐(APG-131)类表面活性剂的抑藻活性。结果表明,该表面活性剂在较低的浓度范围内(0.5 mg/L),对东海原甲藻、塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻等赤潮生物的生长有明显的抑制作用。当该季铵盐的浓度增加至1.0 mg/L以上时,可完全抑制中肋骨条藻的生长,而在相同的浓度范围内,对裸甲藻和所选2种非赤潮生物生长影响不明显,表现出了抑藻作用的种属特异性。结合各海洋微藻的脂肪酸组成分析,证实了该表面活性剂选择性抑藻作用与不同海洋微藻的多不饱和脂肪酸的含量明显相关。     

有机改性粘土去除赤潮生物的机制研究

研究了季铵化合物改性粘土的制备条件对其去除赤潮藻效果的影响,探讨了该粘土体系高效除藻的机制.实验表明,十六烷基三甲基铵(HDTMA)可以有效地提高粘土的絮凝能力,同时HDTMA改性粘土中含有亚稳态HDTMA,增加了该改性粘土对赤潮生物的灭杀能力.改性粘土去除赤潮藻的能力与所吸附季铵化合物的杀藻能力、吸附量正相关,当老化时间延长、吸附季铵化合物稳定性增强时改性粘土除藻能力大大降低.结构不同的粘土对于吸附HDTMA的稳定化产生的空间阻力不同,在吸附量相同的情况下3层结构的蒙脱土中会有更多的亚稳态HDTMA产生;由于同离子效应,反应介质中高价金属阳离子的存在提高了亚稳态HDTMA的量,因此相应的改性粘土具有更高的赤潮藻去除能力.在60℃条件下吸附的HDTMA会更有效地占据粘土中的阳离子交换位,达到稳定态;而升高或降低温度都会有利于亚稳态HDTMA的出现,相应的改性粘土具有更高的赤潮藻去除能力.     

Gemini1231双季铵盐选择性抑制赤潮生物生长的实验

以甲藻门的东海原甲藻、塔玛亚历山大藻、裸甲藻,黄藻门的赤潮异弯藻,硅藻门的中肋骨条藻等典型赤潮生物以及绿藻门的青岛大扁藻和亚心形扁藻2种非赤潮生物为研究对象,探讨了Gemini1231双季铵盐类表面活性剂的抑藻活性.结果表明,该表面活性剂在较低浓度下(0.2～0.5 mg·L^-1时),对东海原甲藻、塔玛亚历山大藻和赤潮异湾藻等赤潮生物的生长表现出了明显的抑制作用.当该双季铵盐的浓度增至0.5 mg·L^-1以上时,对中肋骨条藻的生长也表现出了一定的抑制作用.而在相同浓度范围内,对裸甲藻和所选用的2种非赤潮生物生长的影响不明显,表现出了抑藻作用的选择性.对各海洋微藻的脂肪酸组成分析表明,该表面活性剂的选择性抑藻作用与不同海洋微藻生物膜的脂肪酸组成,尤其是其多不饱和脂肪酸的含量明显相关.     

烷基多糖苷季铵盐改性粘土治理赤潮研究

研究了新型表面活性剂烷基多糖苷季铵盐在2种粘土高岭土和膨润土上的吸附行为,发现其在2种粘土上的吸附符合Langmuir吸附等温线,并且吸附速率很快,在1～2min之内就能够达到吸附平衡,经红外分析发现其可以对粘土进行有效改性.在此基础上,还研究了烷基多糖苷季铵盐对东海原甲藻、强壮前沟藻、锥状斯氏藻生长的影响以及2种有机改性粘土对赤潮藻的去除情况和絮凝动力学.结果表明,烷基多糖苷季铵盐用量分别为0～0.4 mg/L、0～0.5 mg/L、0～0.8 mg/L时,对上述3种藻的生长只是抑制作用;当浓度为0.6～1.2 mg/L、0.75～1.5 mg/L、1.2～2.4 mg/L时,就会阻碍上述3种藻的生长,并且3d之后能够使其几乎全部死亡.用其改性粘土后,在与原土相同的用量条件下可将对赤潮藻的去除率从20%左右提高到90%以上,大大降低了有效去除赤潮藻的粘土用量.其沉降动力学研究表明,粘土的种类、用量以及改性剂的用量都是影响体系沉降速率的重要因素,在实际应用中可以根据不同的情况而改变其中的某个因素以达到提高沉降速率的效果.     

玉米叶对我国几种典型赤潮藻生长的影响研究

研究了玉米叶对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chattonella marina)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)生长的影响,以期为筛选新的、无污染的、廉价高效的除藻剂提供思路,为不同的有害赤潮的治理提供参考.结果表明,玉米叶对塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻、赤潮异弯藻、东海原甲藻和球形棕囊藻生长的影响明显不同.玉米叶可显著抑制塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻和赤潮异弯藻的生长,但对东海原甲藻生长的影响不大,对球形棕囊藻的生长则有显著的促进作用.这些结果表明,玉米叶对赤潮藻生长的抑制作用存在一定的选择性,这种选择性与藻的种属与细胞结构并无明显的相关性.     

杉木粉对两种赤潮藻去除的试验研究

利用船基围隔试验,探讨了杉木粉对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)两种赤潮藻的去除效果.并以斑马鱼(Brachydanio rerio)和卤虫无节幼体(Artemia sinica)为材料,对杉木粉及其有效成分杉木精油的毒性进行了测试.结果显示,杉木粉用量为76.9 mg/L时具有显著去除米氏凯伦藻的作用;浓度为38.4mg/L时可显著去除东海原甲藻.杉木粉对斑马鱼的24 h、48 h半致死浓度分别为2.8 g/L、2.4 g/L,安全浓度为0.6 g/L.利用杉木粉控制赤潮有一定的应用前景.     

改性小麦秸秆去除赤潮异弯藻的实验研究

研究了改性小麦秸秆对赤潮异弯藻的去除作用和机制.结果表明,在与未改性秸秆相同用量(0.10 g/L)的情况下,在120 m in时,改性秸秆对赤潮异弯藻的去除率可以从10%左右提高到80%以上.为了探讨改性秸秆对赤潮异弯藻的去除机制,测定了核苷酸在260 nm时的吸光度,结果发现水体内核苷酸物质浓度增大,说明在此作用过程中,藻细胞膜结构遭到破坏,核苷酸物质由胞内释放.当改性秸秆用量为0.15 g/L时,释放核苷酸在260nm时吸光度与正常细胞的吸光度比值为1.17,此时改性秸秆对赤潮异弯藻造成的损害是不可逆的.实验发现,改性秸秆对赤潮异弯藻同时具有吸附作用和灭杀作用.当浓度较低时,改性秸秆通过吸附细胞体,或者与细胞膜结合,从而导致部分藻细胞的絮凝;而当浓度进一步增加时,改性秸秆可以破坏细胞膜的结构,导致大量膜内物质的释放,进而导致藻细胞的死亡.     

3种赤潮藻对褶皱臂尾轮虫的急性毒性效应

应用急性毒性试验方法,研究了可控生态条件下不同密度的东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)、赤潮异弯藻 (Heterosigma akashiwo Hada)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense Balech) 对褶皱臂尾轮虫（Brachionus plicatilis）的致死率和种群增长参数的影响. 结果表明,东海原甲藻、赤潮异弯藻和塔玛亚历山大藻对褶皱臂尾轮虫24 h的LC₅₀分别为3.56、 1.21和0.49 (×10⁴　cells/mL); 3种赤潮藻在对褶皱臂尾轮虫的致毒过程中均表现了明显的密度效应; 10⁴cells/mL的东海原甲藻藻体,10⁵cells/mL的赤潮异弯藻滤液和藻内容物以及10³ cells/mL的塔玛亚历山大藻滤液、藻内容物和藻体对褶皱臂尾轮虫有显著的抑制效应,且抑制作用随藻密度的增加而增强.     

有机改性膨润土对压载水入侵生物的治理研究

采用十六烷基三甲基铵(HDTMA+)改性膨润土为絮凝材料,以赤潮生物塔马亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、常见海洋微藻新月菱形藻(Nitzchia closterium),明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)为有害生物对象,通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)观察HDTMA+与膨润土的反应机制,探讨了改性膨润土对压载水中有害生物的去除效果。结果表明:HDTMA+通过离子交换和表面吸附作用与膨润土发生了有效结合,改性后的有机膨润土具有较强的去除有害生物的能力。当有机膨润土的用量为0.030 g/L时,24 h内对塔马亚历山大藻的去除率大于85%,用量为0.060 g/L,新月菱形藻的去除率接近80%,并且浓度为0.30 g/L时发光菌已无法显示发光强度,而未经改性处理的原土在相同用量下没有表现出明显的去除作用。反应温度、老化时间、HDTMA+用量以及溶液的盐度、有机膨润土粒径等条件是影响有害生物去除效率的重要因素。     

吉米奇表面活性剂改性粘土治理赤潮研究

为了证明吉米奇类表面活性剂三烷基聚氧乙烯基三季铵盐（TPQAC）对粘土改性的有效性,利用UV-1100紫外可见分光光度计对其在2种粘土高岭土和膨润土上的吸附行为进行了研究,发现其在2 min内基本可以达到吸附平衡,吸附模式较好的符合双表面Langmuir吸附等温线,吸附量大,经红外分析发现其可以对粘土进行有效改性.作为一种改性粘土在用于赤潮治理之前,有必要对改性剂本身对赤潮藻的灭杀作用以及改性粘土对赤潮藻的去除效果进行研究,为此选择了3种常见的赤潮藻进行了灭杀实验,并对不同比例的改性粘土对赤潮藻的去除情况进行了比较,结果表明,TPQAC用量在2 mg/L时24 h内几乎可以100%的灭杀赤潮藻,粘土与改性剂比例为14左右时对赤潮藻的去除效果最好.同时为了弄清TPQAC在治理赤潮的实际应用中对养殖生物可能造成的危害,选用了黑褐新糠虾为代表性养殖生物,对其48 h急性毒性情况进行了研究,并且室内模拟研究了改性粘土在去除赤潮藻的过程中可能对养殖生物造成的影响,实验发现粘土改性剂对黑褐新糠虾48 h半致死浓度为16.7 mg/L,改性粘土在去除赤潮藻的同时没有对养殖生物造成明显的毒害作用.     

龙须菜对赤潮异弯藻和海洋原甲藻的生长抑制效应

在实验室条件下,利用共培养系统,研究了龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)和海洋原甲藻(Prorocentrum micans)的生长抑制效应。结果显示,龙须菜对两赤潮藻的生长均产生抑制作用,且随着起始密度的增加,抑制作用增强。高密度龙须菜组使赤潮异弯藻在实验进行6 d后接近全部死亡,海洋原甲藻的细胞数量在实验进行6 d后呈下降趋势。然而,两赤潮藻与龙须菜之间的营养竞争对龙须菜的生长也产生了一定影响,其中海洋原甲藻的竞争作用较强,而赤潮异弯藻的竞争作用较弱。此外,龙须菜水溶性抽提液经高温煮沸后对赤潮异弯藻无抑制作用,甚至能促进其生长,而未经煮沸的抽提液对其有一定的抑制作用,但抑制作用相对鲜组织较弱。     

有机改性粘土对赤潮藻絮凝沉降的动力学研究

采用分光光度计法和活体荧光计法,研究了吉米奇类表面活性剂双烷基聚氧乙烯基三季铵盐（DPQAC）改性粘土对2种赤潮生物赤潮异弯藻和锥状斯氏藻的絮凝沉降动力学,比较了2种实验方法的不同,并对几种影响絮凝沉降的因素进行了研究.结果表明,传统的分光光度计法进行动力学研究时,有机粘土对赤潮藻的絮凝沉降较好地符合双分子反应动力学模型,而采用活体荧光计法进行实验时,有机粘土对赤潮藻的絮凝沉降很好地符合双曲线动力学模型,利用活体荧光计法进行实验时避免了前者由于粘土沉降导致的体系透光率的快速变化,更好地反映了赤潮藻细胞絮凝沉降实质.2种动力学实验方法都表明,高岭土体系的沉降速率要略高于膨润土体系,提高粘土、改性剂的用量以及体系的pH值都能加快沉降速率,其中提高改性剂的用量是增加去除率和加快沉降速率的最有效方法.     

不同氮源对外源多胺在东海原甲藻生长作用中的影响

为探究多胺在东海赤潮高发区赤潮演替过程中的作用,利用中肋骨条藻(Skeletonema costatum)消亡期的藻液培养东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense),探究多胺(腐胺、亚精胺、精胺)对东海原甲藻生长的影响,结果表明:在不同氮源的介质中,多胺对东海原甲藻生长的作用不同;在以硝酸盐和尿素为氮源补充时,添加多胺对东海原甲藻的生长有促进作用,且浓度越高,促进作用越明显;在补充复杂的有机氮源情况下,添加多胺对东海原甲藻的生长有抑制作用,且浓度越高,抑制作用越强烈。多胺对东海原甲藻生长的作用需要结合水体中的其他物质综合考虑。     

改性成都粘土预处理垃圾渗滤液的研究

文章采用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)、丙烯酰胺(AM)和聚合氯化铝(PAC)3种改性剂分别对成都粘土进行改性,将改性粘土用于垃圾渗滤液处理,比较不同改性粘土对氨氮和COD的吸附性能,并通过X射线衍射、红外光谱、热分析技术对改性粘土进行表征,分析作用机理;研究表明,粘土经过改性后,3种改性粘土的底面间距分别增大0.7533、0.3496、0.1929nm,对垃圾渗滤液中氨氮和COD去除效果关系为:HDTMA改性土>AM改性土>PAC改性土>原土,HDTMA改性土为最优改性土。改性粘土预处理渗滤液方法是可行的,HDTMA改性土是最优改性土,对氨氮去除率达到48.68%,COD去除率达到32.27%,控制条件为:投加量为100g,pH=7,转速为200 r/min(50min),静置时间6h。     

海洋底栖甲藻——利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对三种赤潮藻的化感作用

为明确利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对其它生物可能存在的化感作用,考察了利玛原甲藻培养物、无藻细胞滤液以及腹泻性贝类毒素(diarrhetic shellfish poisoning,DSP)租提物对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chauondla marina)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)3种赤潮藻生长的影响.结果显示,共培养时利玛原甲藻对其它3种赤潮藻的生长有不同程度的抑制作用,其生长也受到3种赤潮藻的影响;无藻细胞滤液对东海原甲藻和海洋卡盾藻有抑制作用,其中对东海原甲藻的抑制作用更明显.但对塔玛亚历山大藻的影响不大;比较而言,DSP粗提物对3种藻的影响最为明显,甚至可完全抑制海洋卡盾藻的生长.这些结果提示.利玛原甲藻与赤潮藻间存在交互抑制作用,可能会通过分泌化感物质、细胞间接触抑制等途径抑制其它藻的生长;利玛原甲藻具有一定的化感作用,但DSP毒索并非利玛原甲藻发挥化感效应的主要原因.     

营养盐限制对中肋骨条藻产生化感作用的影响

实验室内开展了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)在4种营养条件下生长的中肋骨条藻藻液中的培养实验,4种营养条件下N∶P∶S i分别为16∶1∶16(营养盐充足),4∶1∶16(N限制),64∶1∶64(P限制),16∶1∶4(S i限制)。实验结果显示3种微藻在各种中肋骨条藻藻液中的生长均好于对照组。中肋骨条藻藻液对其自身的促进作用顺序为:营养盐充足S i限制N限制P限制;对亚历山大藻的促进作用为:营养盐充足S i限制P限制N限制;对东海原甲藻促进作用是:P限制营养盐充足S i限制N限制。中肋骨条藻在P限制的条件下对东海原甲藻的生长较明显的促进作用说明,除其它理化因子外,中肋骨条藻在P限制条件下对东海原甲藻等甲藻较强的化感作用可能是东海春季骨条藻赤潮后甲藻赤潮爆发的一种内因。     

光照对东海典型赤潮藻生长及硝酸还原酶活性的影响

选用东海赤潮高发区两种典型赤潮藻种:东海原甲藻和中肋骨条藻,采用实验室一次性培养,参照东海海水的实际光照,研究了不同自然光强对两种赤潮藻生长及硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明在30～60 W.m-2光照范围内,东海原甲藻和中肋骨条藻均能正常生长,生长曲线皆为S型;而光强为9 W.m-2和0 W.m-2时,东海原甲藻和中肋骨条藻几乎无法生长.在实验设定的0～60 W.m-2范围内,两种藻的硝酸还原酶活性最大值NRAmax、最大生长速率μmax和终止生物量Bf随光照的变化趋势一致,说明光的强弱通过影响细胞硝酸还原酶活性大小间接影响藻类的生长.中肋骨条藻的最大生长速率及单位体积的NRAmax在数值上均远大于东海原甲藻,表明相对于东海原甲藻而言,中肋骨条藻能更好地利用硝酸盐.     

大型海藻与赤潮微藻以及赤潮微藻之间的相互作用研究

研究了2种大型海藻石莼(Ulva pertusa)和江蓠(Gracilaria lemaneiformis)对2种赤潮微藻:东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)和塔玛亚历山大藻(Alexandum tamarense)生长的影响以及2种微藻之间的相互作用,结果发现:①在大藻(石莼或江蓠)-微藻(东海原甲藻或塔玛亚历山大藻)的共培养体系中,石莼和江蓠均能明显影响与其共培养的微藻的生长,石莼对微藻生长的影响强于江蓠的作用.②在东海原甲藻-塔玛亚历山大藻的双藻培养体系中,东海原甲藻的生长受到明显的抑制作用,最终被完全灭杀;体系中塔玛亚历山大藻的生长未受到明显的影响.另外,塔玛亚历山大藻的培养液滤液能明显抑制东海原甲藻的生长,但东海原甲藻滤液对塔玛亚历山大藻的生长几乎没有影响.实验室条件下模拟二者相互作用的结果显示,塔玛亚历山大藻对东海原甲藻的抑制作用是其被后者抑制作用的17倍左右.③在大藻(石莼或江蓠)-东海原甲藻-塔玛亚历山大藻的多藻培养体系中,东海原甲藻和塔玛亚历山大藻的生长变化与它们在共培养体系中的变化非常类似.半数致死时间(LT50)法的检测结果显示:多藻培养体系对东海原甲藻的联合作用是协同作用,而对塔玛亚历山大藻的作用是相加作用.