Cu改性石墨相氮化碳(g-C3N4)光催化灭活铜绿微囊藻的效能与机理研究

通过热聚合法制备不同比例Cu掺杂g-C₃N₄复合光催化材料,利用XRD、SEM/EDX、FT-IR、UV-Vis DRS、PL、XPS等技术对复合材料的形貌结构和光学性能进行表征,研究了复合材料对藻细胞的光催化灭活效果.结果表明,Cu掺杂改性可有效促进g-C₃N₄材料表面光生电子-空穴的分离,增强其对可见光的利用率,进而提升其光催化效率;随着Cu掺杂比例的增大,Cu-C₃N₄对藻细胞的灭活效果则越好.进一步研究发现,H₂O₂和·O₂^-是Cu-C₃N₄光催化灭藻过程中起主要作用的活性物质,会损伤藻细胞的形态结构、抗氧化酶系统和光合系统,导致藻细胞大量死亡.     

PVA-膨润土包埋固定化荒漠丝状蓝藻复合体的制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附特性

利用聚乙烯醇、膨润土包埋固定一种广泛分布的荒漠丝状蓝藻——具鞘微鞘藻,通过正交试验考察了聚乙烯醇（PVA）、膨润土、蓝藻藻粉和交联时间等用于复合材料制备的最佳参数配比,并研究了这种复合材料对Cu²⁺的吸附特性.结果表明,PVA-膨润土-蓝藻复合固定化小球（MIBB）最佳制备条件为PVA 8%、膨润土2%、蓝藻3 g·L^-1、交联时间12 h,此条件下吸附率高达99.12%.单因素吸附实验表明,MIBB吸附Cu²⁺的最佳条件为投加量4%、pH 5.5、温度30℃,MIBB对Cu²⁺的吸附率随着Cu²⁺初始浓度的增加而降低,吸附量则随Cu²⁺初始浓度的增加而升高;整个吸附过程可分为快速吸附（前8 h）和慢速积累与吸附平衡（8~24 h）两个阶段.相比于蓝藻小球（CB）、膨润土小球（BB）和空白对照小球（CKB）,MIBB对Cu²⁺具有更好的吸附性能.吸附等温模型拟合发现,MIBB对Cu²⁺的吸附符合Langmuir、Freundlich和Temkin等温方程,Langmuir方程拟合最好,说明吸附过程是典型的单分子层吸附,最大拟合吸附量为125.313 mg·g^-1.吸附动力学模型拟合表明,MIBB对Cu²⁺的吸附过程可用Lagergren准二级动力学方程描述,而颗粒内扩散动力学曲线表明吸附过程经过弯曲、线性和平衡3个阶段.表征分析表明,MIBB吸附反应改变了固定化小球的超微结构,并发生了基团的化学位移和结合能变化.吸附-解吸附表明,MIBB重复利用率高、可有效回收利用.     

海洋真核微藻粒级结构及其环境影响因素

采用高通量测序-分子鉴定分级技术于2018年对大长山岛临近海域微藻粒级结构进行了研究,同时探讨了叶绿素a分级法测算微藻粒级结构的误差.结果发现,叶绿素a分级法测算微微型藻类（< 3μm）误差高达82%,严重低估了小粒径微藻的组成,分子鉴定分级法测算春季小粒径微藻生物量组成平均为86%,夏季平均为52%,秋季平均为20%.春季优势种抑食金球藻生物量占41%,夏季优势种金牛微球藻生物量占21%,这2种微微型藻类会严重影响滤食性贝类正常摄食生长,养殖风险较高.总氮、总磷、溶解硅等环境因子和贝类摄食的下行效应影响着该海域微藻粒级结构的变化.     

DMSP在海洋藻-菌互作中的作用研究进展

二甲基巯基丙酸内盐（dimethylsulphioniopropionate,DMSP）为海洋中的主要硫源,最早从藻类中分离,其挥发性代谢物二甲基硫（DMS）为大气中影响全球气候的重要因素。目前发现DMSP在不同藻、菌中的合成与降解途径体现出多元化的特征,但其代谢途径的选择及不同代谢物对藻际微环境中藻-菌关系的影响缺乏更进一步的研究。本文综述了关于藻-菌之间DMSP合成和降解路径的最新发现,对DMSP在不同生物类群中的功能进行了梳理,并提出其作为藻际中心信号分子,可能通过影响细菌化学趋向性,或群感效应,或合成抗生素等途径影响藻-菌关系。     

不同营养条件对地表水藻类生长的影响

通过固定氮源、磷源和氮磷比,设置5组不同氮、磷浓度的水体,对地表水进行短期培养。主要观测不同营养浓度对藻密度、叶绿素a、藻种多样性及优势种的影响,以及藻类生长对水体p H、溶解氧、浑浊度的影响。结果表明,总磷是该地表水藻类爆发的关键限制因子。总氮含量1.0 mg/L、总磷含量0.1 mg/L时可形成轻度硅藻水华,藻密度为6 130万/L。总氮含量为3.0 mg/L、总磷含量为0.3 mg/L时可形成重度绿藻水华,藻密度为1.08亿/L。低盐水体初中期优势种为针杆藻,后期藻种多样性最多但没有优势种,中盐水体优势种由针杆藻演替为水棉,高盐水体优势种由针杆藻演替为栅藻。叶绿素a和藻密度的变化趋势呈显著的正相关性,实验初期水体营养浓度越高,藻密度和叶绿素a越小;中后期两者关系相反。     

抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)褐潮研究概述

1985年由抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)引发的褐潮首次出现于美国东北部的一些沿海海湾,后来又于1997年在南非的萨尔达尼亚湾暴发;2009年秦皇岛海域褐潮的暴发使中国成为世界上第三个受其影响的国家。尽管抑食金球藻对人体健康没有直接的不利影响,但是它会导致贝类生长缓慢甚至死亡,从而造成巨大的经济损失和严重的生态问题。本文对国内外学者近年来在抑食金球藻的生理生化特征、暴发与消亡的原因、生态危害及预防措施等方面的研究进行了系统总结,为抑食金球藻褐潮防治及维持海洋生态系统的稳定提供科学依据。     

绿潮硬毛藻衰亡分解过程中营养盐的释放规律

通过室内模拟,研究了不同环境条件下绿潮硬毛藻的分解速率,以及死亡藻体内营养盐的释放规律,以阐明硬毛藻大量衰亡对天鹅湖水质的潜在影响。结果显示,温度对硬毛藻分解速率的影响显著（P < 0.01）,高温（30℃）可促进藻体的分解,而沉积物和营养盐水平对分解的影响相对较小。在试验前期（0～7 d）,硬毛藻的分解速率较大,藻体中的P向水体大量释放;而N的释放量较低,并呈持续释放的趋势。P释放率最高可达91.63%,而N仅为73.01%。温度、沉积物对藻体N、P释放的影响显著（P < 0.01）,各因子对藻体P释放的影响效应表现为:温度>沉积物>营养盐水平;N释放为:沉积物>温度>营养盐水平。高温条件下,死亡藻体的N、P释放率均较高。因此,在温度较高的夏末秋初,应及时清理湖区中的死亡藻体,以免导致水质恶化,造成二次污染。     

2013~2014年秦皇岛海域褐潮期间浮标主要水质参数变化

2013年6月底至7月初、2014年5月中旬至6月初,水质自动监测浮标记录了秦皇岛两次褐潮（由抑食金球藻引发）的发生过程。对两次褐潮发生期间相关监测参数的数据变化情况进行了分析。褐潮发生期间Chl a浓度最高达到50μg/L以上,波动较大;两次褐潮期间,Chl a波动过程中,其最高值多次出现在夜间。褐潮期间水温大部分时间在25℃以下,且2013年褐潮消亡前经历了水温从22℃急剧升高至28℃的过程。     

一株穗花狐尾藻内生菌的分离鉴定及其溶磷特征研究

通过组织表面消毒、切面培养和共生培养的方法从健康的穗花狐尾藻植株体内分离获得了一株具有较强溶磷能力的内生菌,系统发育分析和VITEK 2系统鉴定结果表明,内生菌与沙雷氏菌的亲缘关系最近,因此,命名为Serratia sp.SP5.纯培养实验表明,菌株SP5通过产生酸性物质溶磷,在培养96 h后溶磷能力达到最大,溶解性磷酸根的浓度高达269.60 mg·L-1,培养液的p H值下降至4.32.氮源通过降低菌株SP5的产酸能力而间接影响了其对磷的释放能力,菌株SP5溶磷的氮源优先利用顺序为铵根离子硝酸根离子尿素.适宜菌株SP5生长的p H值范围为5~9,酸性条件下菌株的溶磷能力大于碱性条件,而在p H值为7时与对照相比菌株对磷的相对释放量最大.p H值达到9时,菌株无明显溶磷能力.共存高浓度的金属离子时菌株SP5的溶磷效果明显降低,影响程度的大小顺序为MnFeMg.菌株SP5溶磷的最佳碳氮比为35∶1,在相同碳氮比下,不同的碳氮量会明显影响溶磷效果.底泥模拟培养条件下,菌株SP5可通过释放底泥中的闭蓄态磷(O-P)和钙磷(Ca-P)而明显提高水相中的磷酸根离子浓度,与对照相比,底泥中这两种磷形态分别下降了15.21%和34.87%,而水相中溶解性磷酸根离子是对照的1.5~2.0倍.研究结果为研究富营养化水体中磷的生物地球化学过程提供了新的科学数据.