生物制剂法治理藻类水华

在广州市黄埔区某公园池塘进行现场围隔对比实验,通过投加固定化生物催化剂(IBC)治理藻类水华。结果表明,在IBC中细菌的直接或间接杀藻的作用下,水体中的藻类生物量迅速降低,叶绿素a去除率达到81.5%;微生物的快速生长及酶和酶活因子的协同作用下,水中污染物被快速降解,使水体中的总氮、氨氮和COD的浓度快速下降,去除率分别达到81.9%、80.3%和65.3%,并维持在低水平,进一步抑制了藻类水华的形成和发展,加快水体的净化。     

蓝藻污染的危害及防治

就无锡太湖发生的蓝藻事件,介绍了蓝藻的起源、特性和水华的形成,分析了蓝藻污染对人民健康的危害,综述了对蓝藻防治的部分科研成果及资源化利用的措施。     

Isolation and algae-lysing characteristics of the algicidal bacterium B5

Water blooms have become a worldwide environmental problem.Recently,algicidal bacteria have attracted wide attention as possible agents for inhibiting algal water blooms.In this study,one strain of algicidal bacterium B5 was isolated from activated sludge.On the basis of analysis of its physiological characteristics and 16S rDNA gene sequence,it was identified as Bacillusfusiformis.Its algae- lysing characteristics on Microcystis aeruginosa,Chlorella and Scenedesmus were tested.The results showed that:(1)the algicidal bacterium B5 is a Gram-negative bacterium.The 16S rDNA nucleotide sequence homology of strain B5 with 2 strains of B.fusiformis reached 99.86%,so B5 was identified as B.fusiformis;(2)the algal-lysing effects of the algicidal bacterium B5 on M.aeruginosa, Chlorella and Scenedesmus were pronounced.The initial bacterial and algal cell densities strongly influence the removal rates of chlorophyll-α.The greater the initial bacterial cell density,the faster the degradation of chlorophyll-α.The greater the initial algal cell density,the slower the degradation of chlorophyll-α.When the bacterial cell density was 3.6 x l07 cells/ml,nearly 90% of chlorophyll-αwas removed.When the chlorophyll-αconcentration was less than 550μg/L,about 70% was removed;(3)the strain B5 lysed algae by secreting metabolites and these metabolites could bear heat treatment.     

引发2021—2022年度湖光岩玛珥湖水华事件的主要藻种及原因分析

水华(algal bloom)是水体中藻类过度繁殖所引起的生态环境问题，水华的暴发会对水体环境以及水生生态平衡造成严重的破坏.湖光岩玛珥湖是低平地区火山口形成的湖泊，具有相对封闭的水体环境，是研究认识较为单纯的水文条件下水华形成与发展的理想场所，研究其水华暴发期间的主要藻种构成及水生态环境条件对认识水华形成的原因具有积极的意义.本文对2021年12月—2022年3月期间湖光岩水华暴发的主要藻类进行了分析鉴定，并从营养盐条件、水文条件、气象因素等方面探讨分析湖光岩水华暴发的原因.结果表明：(1)湖光岩水华暴发的主要藻种为绿藻门中的小球藻(Chlorella vulgaris)以及蓝藻门中的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa);(2)湖光岩表层水营养盐含量分析显示，SiO₃^2--Si的含量最高，PO₄^3--P的含量最低，NO₂^--N、NO₃^--N、NH₄⁺     

纳米杀藻布杀藻效果研究

针对应急性杀藻需求,采用纳米材料研制了纳米杀藻布并对其进行了实验室和小型现场杀藻试验.结果显示,当纳米布面积为0.08cm²·mL^-1藻液时,光照3 000 lx下处理24h,藻悬浮液中微囊藻(Microcystis aeruginosa)、鱼腥藻(Anabaena 7120)、裸藻(Euglena gracilis)、衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的细胞密度分别下降了77%、69.1%、89.1%和56.9%,硅藻舟型藻(Navicula incerta)的叶绿素下降了18.7%.在无锡五里湖水华发生现场小试结果显示处理1d可使水体Chla的水平下降76%.鱼类急性毒理测试显示该材料无毒性.     

三峡水域氮磷污染对水华暴发/消涨行为的协同影响

藻类生长/消退与藻类对氮、磷的吸收比率ω₁和ω₂相关,ω_i正/负增长分别对应藻类生长时从水体中吸收氮磷的加速阶段和藻类分解时向水体释放氮磷的消退阶段,在特定磷氮比(P/N)范围出现ω₁和ω₂同时突变有可能从理论上解释水华的暴发/消退.根据三峡流域实测数据和藻类吸收氮磷的关联函数,在三维空间表征了随氮磷浓度协同作用导致的ω₁和ω₂在特定P/N区域同时突变所揭示出的水华暴发/消退现象,从而直观、合理地解释了:①适当的P/N范围才可能暴发水华;②如果P/N区间同时满足ω₁和ω₂正向急剧增长的要求,藻类疯长,而ω₁和ω₂同时朝负值方向急剧降低,水华消退;③水华暴发/消退的速率为同一数量级,且水华暴发/消退在氮、磷浓度达到某一敏感范围时将表现出明显的周期性振荡.这些性态可能更真实地反映出水华暴发/消退时藻类对营养盐的吸收/释放机理.     

基于复杂网络的城市湖库藻类水华形成识别研究

在对城市湖库藻类水华形成机理深入研究的基础上,将提取的影响水华暴发的关键因子总磷(TP)、总氮(TN)、温度(T)、pH值、溶解氧(DO)、光照(I)、叶绿素a浓度(chl_a)作为网络节点,将影响因素间的关系抽象成网络的边,构建了藻类水华形成的有向网络模型.同时,计算了复杂网络的统计特征参数,构建了节点的关键度模型,并进行修正,进而构建了水华形成的复杂网络统计特征参数模型G,对其进行半定量分级,从而实现对水华暴发的有效识别,最后采用北京城市河湖水质的实验数据对模型进行了验证.结果表明,复杂网络统计特征参数G与叶绿素a浓度有显著的相关性,能够较好地表征水华形成过程.     

栅藻生物膜与水体浮游栅藻的耦合作用研究

通过构建的光反应器研究了水体与藻垫的关系。结果为:1)培养基加入栅藻后,在温度为19.22~25.27℃周期性变化条件下,电导率呈现周期性的波动,变化幅度为1 904~1 939μS/cm,pH变化幅度为8.88~9.58,溶解氧为7.22~9.3 mg/L,叶绿素a保持周期性的波动,为6.16~77.59μg/L,浊度与叶绿素呈正比例关系,y=9.295 2x(R2=0.916 2)。2)水体扰动后,水体中叶绿素含量急剧升高到461.1μg/L,然后逐渐降低到40.95μg/L;温度在27.69℃时,叶绿素周期性波动消失。浊度与叶绿素呈正比例关系y=13.418x(R2=0.784 6)。3)静置培养,在周期性温度和光照变化条件下,水体生物量在一定范围内呈现周期性变化。在水体受到剧烈扰动后,水体中的生物量急剧升高;恒定温度,叶绿素周期性变化消失。不同过程浊度和叶绿素浓度呈正比例关系,比例系数不同。     

薄荷提取物对3株微藻生长特性的影响

薄荷中含有不同的化感物质,其化感作用可能抑制或促进微藻生长,达到对水华微藻或商业微藻的调控作用。该研究以铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和栅藻为受试藻种,探究了薄荷提取物对铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和栅藻生长特性的影响。发现薄荷提取物对铜绿微囊藻(蓝藻)的生长具有抑制作用,其抑制率最大可达97%,而对蛋白核小球藻和栅藻(均为绿藻)的生长具有一定的促进作用,最大促进率可分别达552%和176%,两株受试绿藻的干重最大增加0.60 g/L和0.62 g/L。可见,薄荷提取物对不同藻种的生长特性影响不同,通过添加薄荷提取物控制微藻生长,达到对不同藻种的调控作用。     

河口水华区溶解有机碳行为与机制初探

浮游植物生长与固碳之间存在紧密的联系,相关机制的研究有助于更好了解海洋碳循环的过程。一般认为,水华发生时由于浮游植物大量繁殖,溶解有机碳（dissolved organic carbon,DOC,采用高温燃烧法测定）相应增加,然而,现场调查发现,长江口和珠江口夏季中高盐度（盐度10~30）水华区DOC浓度与非水华区相近,水华区总有机碳（total organic carbon,TOC）浓度较非水华区显著增加,其中,长江口水华区TOC比DOC增加60~140 μmol/L,珠江口水华区TOC较DOC高出~110 μmol/L以上,显示固碳主要以颗粒有机碳（particulate organic carbon,POC）存在。培养结果表明藻菌混合培养条件下DOC增加只占固碳~10%（即固碳的~90%为POC）,相反,无菌培养条件下DOC增量可占固碳的~80%（即固碳的~20%为POC）,两个河口水华区DOC未显著增加的机制可能是由于浮游植物产生的DOC易被细菌降解所致。