凤眼莲对铜绿微囊藻生长及藻毒素与营养盐释放的影响

针对目前我国凤眼莲治理富营养化水体技术的规模化应用现状,考虑到大面积控养的凤眼莲与暴发的水华蓝藻(尤其是产毒铜绿微囊藻)会在湖湾区短期内密集共存的情况,开展了凤眼莲对产毒铜绿微囊藻生长、生理特性、藻毒素生产与释放影响的研究,另外,也考察了短期共存下藻类营养盐释放与凤眼莲对藻毒素积累的情况.半连续共培养实验结果表明,凤眼莲能够有效抑制铜绿微囊藻的生长,促进藻细胞的衰亡.虽然凤眼莲未对铜绿微囊藻光合系统Ⅱ的电子传递产生影响,但减少了其光合系统中的藻蓝蛋白(PC)含量和藻蓝蛋白/别藻蓝蛋白(PC/APC)水平,10%和20%水体交换率处理的PC/APC水平第8 d时分别降至相应空白对照的54.93%±7.07%和55.81%±1.97%.凤眼莲对铜绿微囊藻形成了一定的氧化伤害,最终促进其抗氧化系统中超氧化物歧化酶比活显著下降,丙二醛含量显著提高,10%和20%水体交换率处理的丙二醛含量第8d时分别升至相应空白对照的2.95倍±0.074倍和2.22倍±0.086倍.凤眼莲通过促进蓝藻的衰亡和分解,加速了营养盐的释放.12 d内,可溶性总氮浓度回升到初始水平,而水体可溶性总磷的释放速度比氮营养盐更快.另一方面,凤眼莲并没有促进铜绿微囊藻毒素的生产,也没有使水体藻毒素含量显著提高.相反,和自然衰减不同,短期内显著促进了水体藻毒素的降解,第12 d时10%和20%水体交换率处理的水体藻毒素分别下降至12.07μg·L-1±0.63μg·L-1和11.36μg·L-1±0.04μg·L-1.而凤眼莲整株的藻毒素短期积累量(FW)仅为5.95 ng·g-1±0.76 ng·g-1.增加水体交换率能够在一定程度上减缓凤眼莲对铜绿微囊藻的伤害,减缓营养盐的释放速度,但对水体藻毒素消减的影响不显著.     

微囊藻毒素微生物降解途径与分子机制研究进展

随着大量含氮和磷的废水流入湖泊和江河,导致淡水蓝藻水华污染现象日趋严重.蓝藻水华污染的最主要危害是产生和释放以微囊藻毒素(microcystins,MCs)为主的多种藻毒素.由于MCs对动植物具有很强的毒性,且其在水体中很难被传统的处理方法有效去除,因此如何有效控制蓝藻水华污染和去除MCs是摆在中外环境科学领域的一个难题.针对MCs的结构与毒性、降解菌株、酶催化降解、降解基因和生物降解途径与分子机制的研究进展进行了综述,并对今后微生物降解MCs的研究方向进行了展望,以期为解决我国日益严峻的湖库水体MCs污染和饮用水安全问题提供参考.     

水体中MC-LR的高效液相色谱检测前处理条件优化

通过正交实验设计,对水体中MC-LR前处理过程中SPE柱的选择、水样pH值、洗脱液有机相浓度、酸度和体积等关键因素进行综合分析,得出最优前处理方案。通过精密度和加标回收实验,得出该方法精密度为4.81%,加标回收率为98.96%。     

激光对铜绿微囊藻的抑制效果及机理研究

为探索激光抑藻的效果及其机理,研究了不同波长激光对铜绿微囊藻的抑制效果,探讨了激光对铜绿微囊藻光合活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性和细胞形态结构的影响。结果表明,650 nm红光激光的抑藻效果最好;功率1 W波长650 nm激光照射铜绿微囊藻10 min抑藻率达到93.88%;激光照射15 min的铜绿微囊藻生长不可恢复;激光照射10 min可破坏铜绿微囊藻光合系统,使最大光化学量子产量(Fv/Fm)降至0;激光照射15 min后铜绿微囊藻SOD活性升到18.25 U/mgprot,高于对照组(5.87 U/mgprot,P0.05);激光照射可破坏铜绿微囊藻细胞类囊体、拟核和细胞壁等结构。     

γ-辐照降解微囊藻毒素的研究

γ-辐照对水中微囊藻毒素(微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR)具有较好的去除效果,实验室培养样品中微囊藻毒素-LR在8 kGy辐照剂量下降解率达到98.8%,而微囊藻毒素-RR在5 kGy辐照剂量下就达到100%的降解率.对太湖水样进行γ-辐照,其中微囊藻毒素得到有效降解,降解后其浓度远低于国家规定标准.γ-辐照对微囊藻毒素的降解可以通过一级动力学进行描述.     

铜绿微囊藻的胞外有机物对不同混凝剂除藻效果的影响

为了保证水厂在高藻条件下的安全清洁供水,以分布较为广泛的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为研究对象,采用2种铝系混凝剂AlCl3和聚合氯化铝(polyaluminum chloride,PACl)进行烧杯混凝实验,考察混凝过程中铝形态对除藻的影响,分析铜绿微囊藻的胞外有机物(extracellular organic matters,EOM)对藻去除的影响机制。结果表明:在PACl浓度为0.04 mmol·L~(-1)时,对藻细胞及浊度的去除率均为90%,而AlCl_3摩尔浓度为0.08 mmol·L~(-1)时,藻细胞及浊度去除率才达到90%;在制备PAC时,会水解产生大量中等聚合形态、性质稳定的Alb,在弱酸性到弱碱性的范围(pH为6～8)内,Alb对藻细胞去除率均可达到95%以上;而AlCl_3只有在比较窄的pH范围内形成原位Al_b,AlCl_3只能在较窄的pH范围内(pH为6～6.5)保持95%藻细胞去除率。与AlCl_3相比,PACl可去除更多表观分子质量为200～300 Da的胞外聚合物,同时PACl混凝后得到的絮体密实度大于AlCl_3。以上结果为研究铝系混凝剂强化去除藻的胞外有机物提供了参考。     

微囊藻毒素的检测及危害研究进展

微囊藻毒素是富营养化水体中最常见的藻类毒素,它是一类具有多种异构体的环状多肽物质。其毒性大、分布广,对环境和人类的健康有着重大的威胁,是水环境中的重要潜在危害物质。本文总结了微囊藻毒素的分子结构、理化性质、污染现状以及对其的检测方法,并且提出了展望。     

溶藻放线菌改性制剂对铜绿微囊藻的控藻能力研究

采用喷雾干燥法制备了一种溶藻放线菌粉剂,此粉剂按1∶10 000的质量比投加4 d后对铜绿微囊藻的溶藻效率可达90%,该粉剂经过壳聚糖改性处理后,在1∶20 000的质量投加比下,0.5 h即可絮凝去除90%的藻细胞,4 d后的溶藻效率仍可达80%。由于既能快速絮凝除藻,又能长效溶藻,使得改性溶藻放线菌粉剂具有更为广阔的应用前景。