四尾栅藻处理白酒酿造废水底锅水的研究

以四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)为材料、酿酒废水底锅水为培养基,探究栅藻对底锅水总磷、总氮、COD的去除情况,并对栅藻的成分进行分析。结果表明,在底锅水pH为6.0、质量分数为5%、四尾栅藻接种量为10%、光照强度为8 000 Lux时,培养6 d后COD降解率达到96.21%,总氮降低率为71.6%,总磷降低率为94.11%,培养液中藻生物量、油脂、碳水化合物含量均高于BG11标准培养基。该研究可为酿酒废水处理和微藻养殖的耦联提供实验基础。

铜绿微囊藻与拟新月藻和四尾栅藻的竞争及化感作用初探

为研究铜绿微囊藻与拟新月藻和四尾栅藻间的竞争及其化感作用,利用逻辑斯谛方程对三种藻单培养、混合培养时的生长参数如最大环境容量(k)、生长速率(r)进行定性分析,同时利用Lotka-Volterra竞争模型对微藻之间的竞争抑制参数α、β进行进一步的定量对比分析,最后通过滤液培养初步探讨了滤液培养对三种藻类的生长和PSⅡ的最大光能转化效率(Fv/Fm)的影响。结果表明:混合培养时铜绿微囊藻的生长均受到抑制,其中三种藻类混合培养对铜绿微囊藻生长的抑制作用最强,拟新月藻对铜绿微囊藻生长的抑制作用强于四尾栅藻对铜绿微囊藻生长的抑制作用。滤液培养试验中,拟新月藻和四尾栅藻滤液对铜绿微囊藻有明显的化感抑制作用;100%拟新月藻滤液组的铜绿微囊藻细胞密度和叶绿素荧光参数Fv/Fm在试验后期均受到一定胁迫(P<0.05);浓度越增加,四尾栅藻滤液中铜绿微囊藻的细胞密度和光合作用受到的抑制和胁迫越显著(P<0.05)。

铜绿微囊藻和四尾栅藻在不同温度下的生长特性及竞争参数计算

在实验室条件下,对铜绿微囊(Microcystis aeruginosa)和四尾栅藻(Scendesmus quadricauda)分别在温度22℃、26℃和30℃下进行了纯培养和混合培养,实验结果显示温度对两种藻类的生长和竞争都有显著影响。微囊藻在22℃、26℃和30℃纯培养下的最大生物量及平均特定增长率(μ)分别为444、1180和998(×104cells/mL)及0.33、0.38和0.37/d,说明微囊藻在26℃和30℃下生长较好;混合培养下的最大生物量及平均特定增长率分别为270、778和647(×104cells/mL)及0.34、0.43和0.46/d,显示微囊藻在混合培养下受到了栅藻一定程度的竞争抑制。栅藻在22℃、26℃和30℃纯培养下的最大生物量及平均特定增长率分别为830、984和464(×104cells/mL)及0.36、0.34和0.32/d;混合培养下的最大生物及平均特定增长率分别为538、554和387(×104cells/mL)及0.43、0.40和0.39/d,说明栅藻在温度22℃、26℃下生长较好,混合培养下栅藻的生长受微囊藻影响较大。各温度下两种藻类的生长都可以用Logistic方程拟合。微囊藻对栅藻的抑制参数α分别为1.68(22℃)、0.65(26℃)和0.76(30℃),而栅藻对微囊藻的抑制参数β依次为0.43(22℃)、0.51(26℃)和0.25(30℃),三个温度下α均大于β,产生这一结果的原因可能是由于微囊藻与栅藻在竞争过程中不仅表现为资源竞争,同时还存在着明显的他感作用,且可推测微囊藻对栅藻的他感作用大于栅藻对微囊藻的,且在22℃时为最大。

EDTA和铁对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长和竞争的影响

铁限制不但会影响浮游植物的种群密度,而且会影响浮游植物的群落结构.为了探讨有机配体和铁的作用对湖泊中浮游植物的种群竞争,采用批量培养的方法,研究了不同EDTA及Fe浓度下,太湖蓝藻铜绿微囊藻和绿藻四尾栅藻的生长和竞争.结果表明,较高浓度的EDTA（≥13.5μmol/L）可以抑制铜绿微囊藻的生长,但不抑制四尾栅藻,因而有利于四尾栅藻占据优势;铁的浓度由3μmol/L增大至18μmol/L时,可缓解较高浓度EDTA（13.5~27μmol/L）对铜绿微囊藻的抑制作用,而增大其它微量元素浓度（B、Mn、Zn、Cu、Mo等）则无此作用;说明高浓度EDTA与铁的螯合作用能抑制铜绿微囊藻而不抑制四尾栅藻.高浓度EDTA对2种藻具有不同影响的原因可能是2种藻对铁的吸收机制不同.

太湖铜绿微囊藻与四尾栅藻的光竞争及模拟优势过程初探

通过太湖铜绿微囊藻和四尾栅藻在不同光照条件下的室内单培养与共培养试验,探讨了两种藻的光竞争及模拟优势过程。由试验结果和Monod方程分析得出,铜绿微囊藻生长的最适光照强度CI约为30￣35μE·m-2·s-1(2500￣3000lx),四尾栅藻生长的最适光照强度为CI=60￣70μE·m-2·s-1(5000￣6000lx)。当营养盐等都不是限制因子时,在低光照条件和光照时间大于14h时,铜绿微囊藻竞争成为优势种具有较高的概率,而在高光照条件和当光照时间小于14h时,栅藻竞争成为优势种具较高的概率;延长光照时间有利于提高微囊藻的竞争能力,并在室内小型模拟装置中,成功地模拟了铜绿微囊藻竞争成为优势种的过程。

不同磷质量浓度体系中pH变化对铜绿微囊藻和四尾栅藻竞争的影响

铜绿微囊藻和四尾栅藻分别是太湖中最为常见的蓝藻和绿藻。微囊藻在湖泊中形成优势是微囊藻水华发生的重要条件。在模拟太湖水的竞争实验(ρ(磷)分别为0.012,0.112,0.412和1.612mg/L)中,四尾栅藻均形成优势,而且在稳定期时pH达到10以上。但用0.04mol/LHCl将pH都降到5.8后,2种藻的增殖都出现明显的变化,在ρ(磷)低于0.412mg/L时,四尾栅藻优势变得更加明显;而在ρ(磷)为1.612mg/L时,铜绿微囊藻则形成优势。说明pH对蓝藻和绿藻竞争的影响在不同ρ(磷)的水体中是不同的。

Fe(Ⅲ)对太湖铜绿微囊藻和四尾栅藻竞争的影响

采用批量培养的方法研究Fe(Ⅲ)及其不同化学形态与EDTA,柠檬酸和羟基等配体作用对铜绿微囊藻和四尾栅藻的生长和光合作用的影响.结果表明,当Fe(Ⅲ)浓度(18μmol/L)高于强有机配体EDTA浓度(2.69μmol/L)时,Fe(Ⅲ)主要以胶体和沉淀形态存在,但Fe3+及Fe(Ⅲ)的羟基配合物等藻类易于利用的化学态能维持较高的浓度,铜绿微囊藻和四尾栅藻都生长良好;Fe(Ⅲ)浓度(≤1.0μmol/L)低于强有机配体的浓度(2.69μmol/L)时,有机配体可以与Fe(Ⅲ)形成稳定的鳌合物;可利用态的Fe(Ⅲ)浓度较低,铜绿微囊藻和四尾栅藻的生长、单位细胞叶绿素a质量、最大光合作用速率、呼吸速率、光限制部分P-I曲线斜率都下降,但铜绿微囊藻变化较快,表明Fe(Ⅲ)与强有机配体络合造成的限制有利于四尾栅藻占据优势.

碱度水平对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长和竞争的影响

以不含碳酸盐的BG11培养基为基础,设置4个碳酸氢盐浓度,进行铜绿微囊藻和四尾栅藻单独生长试验和竞争试验,以了解不同碳酸氢盐浓度下两种藻的单独生长和竞争生长状态。结果表明,在单独生长试验中,两种藻都能利用碳酸氢盐作为无机碳源进行光合作用并保持正常生长态势。其中铜绿微囊藻生长较适宜的碱度水平为2.4mmol·L^(-1)左右,在高碱度水平的培养基中的生长出现延迟现象,四尾栅藻总体上表现为碳酸氢盐碱度水平高的试验组中生物量高。在两种藻的竞争试验中,两者的生物量均减少。铜绿微囊藻的竞争生长能力在高碱度组中不如四尾栅藻,但在极低碱度组中强于四尾栅藻。

缺磷胁迫后四尾栅藻在富磷环境中对磷的吸收动力学

研究了四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)受到不同程度缺磷胁迫后在富磷培养基中吸收磷的短期动力学过程,分析了磷在基质、细胞表面和细胞内的迁移变化过程.结果表明:经过0,30和60 h磷饥饿处理后的藻细胞,单个细胞内的磷含量分别为5.64×10-9,5.52×10-9和2.71×10-9mg;其在富磷培养基中的最大磷吸收速率分别为0.047×10-9,0.098×10-9和0.045×10-9mg/m in(以单细胞计);稳定时单个细胞内的磷含量分别为5.60×10-9,7.07×10-9和4.20×10-9mg.经0 h饥饿处理后的藻细胞在移入富磷培养基后短时间内出现明显的内磷释放过程,经30 h饥饿处理后的藻细胞对磷的"奢侈"吸收现象明显.此外,四尾栅藻细胞表面存在较明显的磷吸附现象,在磷充足环境中吸附量约占细胞总磷(表面吸附磷+细胞内磷)含量的1/10.

不同氮、磷质量浓度下四尾栅藻的生长研究

在不同氮（N）、磷（P）初始质量浓度的培养液中对四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）进行培养。利用Monod方程分别计算四尾栅藻对总氮、总磷的半饱和常数（Ks）。结果表明：当氮质量浓度大于4.0 mg.L-1,磷质量浓度大于0.20 mg.L-1时能满足四尾栅藻的正常生长。四尾栅藻最适生长的氮质量浓度范围为16.0-32.0 mg.L-1,磷质量浓度范围为2.0-5.40 mg.L-1。以磷为限制底物时的半饱和常数KsP远远小于以氮为限制底物时的半饱和常数KsN（KsN〉KsP）,说明四尾栅藻对磷的亲和性高于氮。与四尾栅藻最大现存量（X）呈高度线性相关时的总氮质量浓度范围为0.50-32.0 mg.L-1,总磷质量浓度范围为0.02-1.0 mg.L-1。四尾栅藻特定增长率（μ）连续增加的总氮质量浓度范围为0.50-4.0 mg.L-1,总磷质量浓度范围为0.02-0.20 mg.L-1。

亚硝态氮对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响

采用室内培养法,将铜绿微囊藻和四尾栅藻分别置于5种含不同质量浓度亚硝态氮（NO2^--N）（0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0mg/L和8.0 mg/L）的培养液中,培养10 d,测定不同质量浓度NO2^--N对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响。结果表明,0.5-8.0 mg/L的NO2^--N可激活铜绿微囊藻的亚硝酸氧化酶和亚硝酸还原酶,进而促进铜绿微囊藻的生长。四尾栅藻因仅具有亚硝酸还原酶,因此只能利用0.5-2.0 mg/L的NO2^--N,其利用能力远没有铜绿微囊藻强。培养8 d后,铜绿微囊藻培养液中NH4^＋-N和NO2^--N的质量浓度明显升高,而NO3^--N质量浓度的变化不大;四尾栅藻培养液中NH4^＋-N、NO2^--N和NO3^--N质量浓度的变化不大。研究表明,低于8.0 mg/L的NO2^--N可促进铜绿微囊藻的生长,高于2.0 mg/L的NO2^--N抑制四尾栅藻的生长。

铜绿微囊藻和四尾栅藻光合利用碳酸氢盐探讨

为了探讨藻类光合过程对碳酸氢盐的利用,研究不同pH值下铜绿微囊藻和四尾栅藻的净光合速率,并着重研究这两株藻的碳酸氢盐摄取速率.结果表明,从弱酸性到弱碱性,四尾栅藻的净光合速率都比铜绿微囊藻高.由pH值超过pH转折点后的无机碳摄取速率计算得到的碳酸氢盐摄取速率对铜绿微囊藻和四尾栅藻分别为142.14和314.08μmolDIC/(g?h,FW),故这两株藻都可利用碳酸氢盐作为碳源进行光合,且均为强碳酸氢盐利用者;但是,四尾栅藻对碳酸氢盐的利用能力强于铜绿微囊藻.另外,与四尾栅藻相比,铜绿微囊藻的碳酸氢盐摄取速率更易受抑制剂的抑制.

阿特拉津对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响

在实验室内利用MA培养液培养，通过测定藻生长量和叶绿素a含量，研究不同浓度下的阿特拉津对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）生长的影响，并以藻细胞数表示的最大比生长率为指标，评价2种藻对阿特拉津的敏感性。结果表明，在0．001～5．000mg·L^-1质量浓度范围内，阿特拉津对铜绿微囊藻和四尾栅藻的生长表现出低浓度刺激、高浓度抑制的效应，且阿特拉津对四尾栅藻的刺激效应明显大于铜绿微囊藻。

基于四尾栅藻响应的有机磷农药生态风险评估

以系统评价有机磷农药在水域生态系统风险为目标,采用批次培养的方法研究了草甘膦和毒死蜱两种有机磷农药在高浓度下的毒性效应、低浓度下的刺激效应及微量条件下的无机磷替代效应.结果表明,草甘膦和毒死蜱对四尾栅藻(Scenedesmus quadricanda)的96h EC50值的分别为12.98,2.02μmol/L.低浓度草甘膦(0.014-1.35μmol/L)条件下细胞密度和最大光能转化效率表现出了显著的刺激作用,最大促进效应分别为13%和6.0%;草甘膦(0.40-0.67μmol/L)表现出显著的无机磷替代效应,而毒死蜱处理组未观察到刺激作用和替代效应.有机磷农药对微藻种群变化的作用方式以低浓度下的刺激作用为主,同时可以引发无机磷不足时某些可利用有机磷种类微藻的种群增长.

铜绿微囊藻、四尾栅藻和小环藻竞争实验培养基的选择

改变培养基的氮源形态和碳源浓度,研究铜绿微囊藻、小环藻和四尾栅藻的单藻增长行为,筛选适宜的培养基作为混藻竞争实验的共培养基。研究表明,铜绿微囊藻和四尾栅藻在氨氮培养基中的最大生物量K和最大比增长速率r均不及以硝态氮为氮源的培养基;添加高浓度HCO3-(NaHCO3 1.410 mmol/L)能够提高铜绿微囊藻和四尾栅藻藻细胞对氨氮的吸收能力;较低碳源浓度(NaCO3 0.0943 mmol/L)的培养基中,四尾栅藻的初始比增长速率及生物量远高于铜绿微囊藻,但其最大比增长速率r低于铜绿微囊藻,在实验的第10天左右铜绿微囊藻的生物量超过四尾栅藻;小环藻不能在较高浓度碳源(NaHCO3 1.504 mmol/L)下存活;铜绿微囊藻、四尾栅藻与小环藻均可在以氨氮(HA)或硝态氮(HN)为氮源的培养基中单独培养并达到实验所需生物量,因此,HN和HA可以作为实验室内这三种藻共培养适宜的培养基,为今后研究藻类种间资源竞争机制提供实验依据。

铁对四尾栅藻生长的影响

采用实验室模拟培养的方法,分别测定了初始Fe3+摩尔浓度为0、10、100、1 000、10 000、30 000 nmol/L时的四尾栅藻生物量、叶绿素a浓度,同时利用扫描电镜观察了初始Fe3+摩尔浓度为0、10 000、30 000 nmol/L时的四尾栅藻细胞的表面结构。结果表明,初始Fe3+摩尔浓度在0、10 nmol/L时,四尾栅藻的生长受到抑制;初始Fe3+摩尔浓度超过10 000 nmol/L时,四尾栅藻生长受到的促进作用仍存在,但不显著;初始Fe3+摩尔浓度增加至30 000 nmol/L时,四尾栅藻生长未受到抑制;四尾栅藻叶绿素a浓度随时间的变化与四尾栅藻生长曲线相似,随初始Fe3+浓度的增加而增加;不同初始Fe3+浓度对四尾栅藻细胞表面结构影响不明显。

碳离子辐照对四尾栅藻光合色素及抗氧化活性的影响

为了探讨重离子辐照对微藻的生物学效应，实验研究了不同剂量碳离子辐照（10～80Gy）对四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）光合色素及抗氧化活性的影响，分别测定了辐照后短期内其叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）和类胡萝卜素含量、脂质过氧化物丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性。结果显示：（1）较低剂量（10～20Gy）辐照后，光合色素含量变化较小或无显著变化，中等剂量（40—60Gy）辐照后，光合色素含量显著升高，之后又回落，恢复至正常水平，高剂量（80Gy）辐照后，光合色素含量明显降低，不能恢复正常；（2）低剂量（10Gy）辐照后，丙二醛（MDA）含量显著上升，8h后出现回落，到24—48h时，回升至正常水平，较低剂量（20Gy）辐照后，MDA含量瞬时有所下降，到24—48h时，回升至正常水平，中等至高剂量（40—80Gy）辐照后，MDA含量降低，24～48h时显著升高，不能恢复正常；（3）低剂量（10Gy）辐照后，超氧化物歧化酶（SOD）活性显著上升，8h后出现回落，恢复正常，中等剂量（20～60Gy）辐照后，SOD活性显著上升，到48h时回落至正常水平，高剂量（80Gy）辐照后，SOD活性无明显上升，到48h时，活性明显降低，不能恢复正常。

2种陆生植物浸提液对四尾栅藻的化感作用

通过合果芋(Syngonium podophyllum)和榕树(Ficus microcarpa)2种陆生植物不同质量浓度、不同部位浸提液对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)化感作用的研究,结果表明:合果芋叶和茎浸提液对四尾栅藻表现出促进作用,仅浸提液高质量浓度(50 g.L-1)处理组分别在实验前3 d和1 d表现出微弱的抑制作用.合果芋叶浸提液对四尾栅藻的促进作用强于茎浸提液.除浸提液30 g.L-1处理组第2 d之外,各质量浓度的榕树叶浸提液作用下的四尾栅藻密度均低于对照组,显示了较强的抑制作用.与榕树叶浸提液对四尾栅藻化感作用相似,榕树气生根浸提液对四尾栅藻显示了一定的抑制作用,且随投加浸提液质量浓度的升高对四尾栅藻的抑制作用增强.榕树叶和气生根浸提液对四尾栅藻的EC50,96 h值分别为11.17和47.97 g.L-1,榕树叶浸提液对四尾栅藻的抑制效果好于榕树气生根浸提液.

除草剂硝磺草酮对四尾栅藻和微囊藻的毒性研究

应用急性毒性实验方法，对比研究硝磺草酮商品及其标准品对四尾栅藻（ Scenedesmus quadricauda）和微囊藻（Microcystis sp．）的生长及叶绿素a含量的影响，以了解新兴除草剂硝磺草酮对淡水微藻的毒性效应。结果表明：硝磺草酮商品及其标准品均能抑制四尾栅藻和微囊藻的生长，抑制程度与剂量正相关，且硝磺草酮商品的抑制作用更强；四尾栅藻和微囊藻在硝磺草酮商品处理5 d后的叶绿素a抑制率（27．8％～91．2％、27．2％～81．3％）高于标准品处理5 d后的叶绿素a抑制率（1％～51．2％、3．6％～52．6％），表明硝磺草酮商品的毒性高于其标准品；四尾栅藻对硝磺草酮商品及其标准品的敏感性高于微囊藻，在暴露初期其敏感性差异性最为明显，之后随暴露时间的延长而减小。

硝磺草酮对微囊藻和四尾栅藻光合作用及竞争的影响

采用纯培养和混合培养方法,结合调制叶绿素荧光测定技术,研究了硝磺草酮对微囊藻和四尾栅藻光合作用及种间竞争的影响。结果表明:0.5~10 mg·L-1硝磺草酮降低了微囊藻和四尾栅藻的最大光化学量子产量(Fv/Fm)和快速光曲线(RLCs)拟合参数(Ik、α、ETRmax),降低幅度与硝磺草酮浓度正相关;处理14 d时,Fv/Fm、Ik、α、ETRmax水平均达到暴露以来最小值,表明微囊藻和四尾栅藻在硝磺草酮处理期间未表现出恢复趋势。对比2种藻荧光参数变幅可知,硝磺草酮对四尾栅藻各荧光参数影响大于微囊藻,表明四尾栅藻的敏感性高于微囊藻。混合培养实验结果显示对照组微囊藻同四尾栅藻相比处于竞争劣势,而5、10 mg·L-1硝磺草酮处理时,微囊藻在与四尾栅藻的种间竞争中逐渐占据优势,且在微囊藻与四尾栅藻初始接种体积比为1∶3的混合培养体系中表现出最强的竞争力。较高浓度的硝磺草酮可使微囊藻由原劣势地位转为逐渐占据竞争优势,故硝磺草酮对水体中蓝藻水华的爆发具有潜在的促进作用。