Effect of filter-feeding fish silver carp on phytoplankton species and size distribution in surface water： A field study in water works

Silver carp were introduced into the pre-sedimentation pond to control excessive phytoplankton in raw water.The effectiveness of the filter-feeding silver carp on phytoplankton control and the effect of silver carp on phytoplankton community were investigated.The results showed that Microcystis could be effectively removed by silver carp stocked in the pre-sedimentation pond,and simultaneously,the concentration of single-cell phytoplankton increased obviously.The difference in phytoplankton species and singlecell phytoplankton size between in the water and in the gut of silver carp indicated that phytoplankton smaller than 5 μm,such as Chamydomonas and Platymonas,were almost not be filtered by silver carp,phytoplankton with the size between 5 and 20 μm could be partly filtered,and large size phytoplankton,mainly colony-forming Microcystis could be filtered almost completely.These filterfeeding characteristics directly caused the phytoplankton size distribution biased toward miniaturization.Therefore,this biological treatment using silver carp could be applied only to deal with groups of Microcystis-dominated eutrophic water,and was not appropriate in water bodies where single-cell micro phytoplankton were dominant.Especially when silver carp are used in water treatment,a cautious attitude should be taken based on the evaluation of phytoplankton biomass and species structure features in raw water.     

三种湿生植物对微囊藻的化感作用初步分析

比较了菖蒲、鸢尾、美人蕉三种湿生植物对铜绿微囊藻的抑制效果。结果表明,对藻的抑制作用菖蒲>鸢尾>美人蕉。用6种有机溶剂提取菖蒲干粉中的抑藻活性物质,显示甲醇提取物的抑藻效果最好,48h抑藻率为98.4%。进一步对甲醇提取物进行分离得到8个组分,每个组分都表现出了抑藻活性,其中前两个组分抑藻活性最大,达99.85%和99.26%。     

不同光照下微囊藻垂直迁移模拟研究

通过室内模拟不同光照条件下微囊藻水华的垂直迁移过程,分析了光强对微囊藻细胞在水柱中聚集和悬浮的影响。结果表明:不同光源下水柱中微囊藻细胞发生垂直迁移,并明显聚集于中下层;I2光源下微囊藻细胞垂直迁移速度高于其他处理,高达2.59 m/h;微囊藻细胞在弱光条件下,通过形成伪空泡使其细胞密度降低、浮力增大,从而悬浮于水柱中,寻找适宜生境;野外水域中以微囊藻为优势藻种的蓝藻水华正是通过在强光条件下伪空泡破裂下沉、弱光条件下伪空泡增多上浮的趋利避害机制而产生。     

深水循环混凝沉淀处理含铜绿微囊藻原水的效果和机理研究

为了探明深水循环混凝沉淀工艺处理含藻水的效果和机理,采用U形管模拟深水循环装置对含有铜绿微囊藻的原水进行预加压,再进行混凝沉淀处理,测定了40~80 m深水循环混凝沉淀的处理效果,探究了深水循环除藻机理,并评价了水质安全性.结果表明:随着循环深度的加大,深水循环混凝沉淀效果越好;在投药量30 mg·L-1时,60~80 m深水循环混凝沉淀对藻类去除率达到95%以上,浑浊度小于1.6 NTU,处理效果比原水直接混凝沉淀、预氧化混凝沉淀显著提高.深水循环利于藻类去除的机理是,藻细胞内气囊受深水水压作用而坍塌破裂,气囊内气体透过细胞壁扩散进入水中,藻体失去气囊浮力,由上浮转而下沉.深水循环及混凝沉淀阶段水中的藻毒素、DOC均未增加,说明深水循环混凝沉淀工艺处理含藻水是安全的.     

蓝藻水华优势藻高效防控铜制剂的筛选

在对比络合铜、有机铜和无机铜3类5种典型铜制剂对蓝藻水华优势藻--铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和2种非靶标藻种--普通小球藻(Chlorella vulgaris)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的96 h生长抑制效果的基础上,进一步开展了3类铜制剂抑制铜绿微囊藻生长的15 d延长效应研究.试验结果表明,质量分数为25%的络氨铜水剂、30%琥胶肥酸铜可湿性粉剂和20%乙酸铜可湿性粉剂对蓝藻水华优势种有较好的生长抑制效果,其对初始密度为2×105～4×105mL-1铜绿微囊藻的96 h半抑制浓度(以下均以有效成分的质量计)分别为0.03、0.06和0.05 mg·L-1,且初始藻密度对抑藻效果并无明显影响.试验质量浓度为0.25 mg·L-1的25%络氨铜水剂、0.30 mg·L-1的30%琥胶肥酸铜可湿性粉剂或0.20 mg·L-1的20%乙酸铜可湿性粉剂均能抑制铜绿微囊藻增长,且在0～15 d内都不会出现藻细胞再次复苏和增长.此外,由于铜制剂对铜绿微囊藻的96 h半抑制浓度远低于其对普通小球藻和斜生栅藻的96 h半抑制浓度,因此可在有效控制靶标藻种的同时不对非靶标藻种的生长造成严重威胁.络氨铜、琥胶肥酸铜、乙酸铜有望被开发成为高效、绿色的蓝藻水华控制剂.     

一株椭圆小球藻对微囊藻生长的竞争抑制研究

采用Chl b/Chl a比值指示2种藻相对数量的方法研究了一株椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)与铜绿微囊藻(M icrocystis aeruginosa)之间的生长竞争关系。结果表明,分别在20和30℃条件下,BG-11培养基中和发生水华的天然湖水中小球藻的生长均远高于微囊藻。在低光照下,小球藻也同样具有较高的生长竞争能力。小球藻不是通过产生毒害物质而获得生长竞争优势,2种藻对氮磷吸收利用的研究结果显示:在高氮含量的BG-11培养基中,2种藻对氮的利用无显著差异,但小球藻对磷的吸收能力远高于微囊藻;将BG-11培养基中氮含量减少至原来的1/10,与微囊藻相比,小球藻对氮磷均具有较高的吸收。可见,小球藻是通过竞争氮磷营养而抑制微囊藻生长。因此,利用椭圆小球藻的种间生长竞争优势来抑制微囊藻具有潜在的可利用性。     

聚乙烯醇-海藻酸钠固定铜绿微囊藻对磷的吸附

利用聚乙烯醇与海藻酸钠固定包埋铜绿微囊藻,通过正交实验获得聚乙烯醇溶液浓度、海藻酸钠溶液浓度及铜绿微囊藻液量去除磷的最佳配比,研究溶液起始pH值、反应时间、磷初始浓度对固定化小球吸附磷的影响。结果表明,固定化小球的最佳制备条件为聚乙烯醇质量分数6%,海藻酸钠质量分数0.5%及铜绿微囊藻浓度2×107个/mL;固定化小球吸附磷的最适起始pH值为6～8,吸附达到平衡的时间为9～12 d,初始磷浓度为1.00 mg/L时去除率最高,达到79.19%。     

两种外源性磷及振荡对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的影响

为了探索富营养化水体“水华”形成机理 ,研究了甘油磷酸钠和磷酸二氢钾这两种外源性磷和振荡与否对铜绿微囊藻生长的影响 .试验结果表明 :在静止培养时 ,外源性磷能提高铜绿微囊藻的生长速率 ,提高的程度随着外源性磷浓度的上升而下降 .该有机磷比无机磷更有利于对数期铜绿微囊藻的生长 .同静止培养相比 ,振荡能大大降低铜绿微囊藻的生长速率 .在振荡时 ,只有添加高浓度的外源性磷才能促进铜绿微囊藻的生长 .因此 ,在“水华”暴发过程中 ,虽然水体中外源性磷数量是影响铜绿微囊藻生长的重要因素之一 ,但是其它的环境因子可能起到更重要的作用 ,模拟风搅动的振荡就是重要的环境因子之一 ,振荡对铜绿微囊藻生长产生的不利影响要远远大于外源性磷的种类和数量所产生的影响 .图 6表 2参 6     

肉桂酸对铜绿微囊藻和斜生栅藻的抑制作用

采用不同浓度肉桂酸溶液处理铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和斜牛栅藻(Scenedesmus arcuatus),研究了其对这两种藻的抑制作用及其化感作用机制.结果显示,肉桂酸浓度达到0.6 mmol/L时,对铜绿微囊藻有明显的抑制作用(P＜0.05),而达到0.9 mmol/L时时斜生栅藻有明显抑制作用(P＜0.01).抑制作用表现为:藻细胞牛长量显著降低;藻体叶绿素a含量急剧下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性则呈先升高后下降的趋势;O2-韵含量和膜脂质过氧化产物丙二醛(MDA)呈升高趋势,说明肉桂酸处理后可能是通过O2-的产生引起膜脂质过氧化增加,造成了藻细胞膜的损伤,继而影响到细胞的功能.本实验提示,肉桂酸的抑藻作用或许有望开发成新的生物杀藻剂.     

不同磷源及其浓度对铜绿微囊藻生长和产毒的影响

研究了以低浓度磷酸氢二钾和β-甘油磷酸钠为外加磷源时铜绿微囊藻生长及藻毒素产生的规律.通过分析铜绿微囊藻生长过程中细胞数量、培养基和藻细胞中总磷含量、培养基pH及微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR的含量,确定了2种磷源对铜绿微囊藻生长及胞内藻毒素含量的变化规律.结果显示,以β-甘油磷酸钠为磷源时,培养过程中藻细胞数及藻细胞内毒素含量均低于以磷酸氢二钾为磷源时的藻细胞数及藻细胞内毒素含量,表明在低浓度范围内磷酸氢二钾比β-甘油磷酸钠更能促进藻的生长,同时也能促进胞内藻毒素的生成.