固定化藻类细胞去除污水中氮、磷的研究进展

固定化藻类细胞可用于去除污水中的N、P等营养物质,实现废水资源的完全再利用,是一项极有潜力的生物工程技术。介绍了固定化藻类细胞去除污水中N、P的一般原理、方法、技术特点及影响去除效率的各种因素,并对该技术的处理目标和应用前景作了展望。

芦苇化感物质对藻类细胞膜选择透性的影响

以藻类渗出的K+、Mg2+、Ca2+浓度为表征,以ICP-MS检测为手段,研究了芦苇抑藻化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(eathyl-2-methyl acetoacetate,EMA)对铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和普通小球藻细胞膜选择透性的影响.结果表明,在实验条件下,铜绿微囊藻和蛋白核小球藻细胞经煮沸完全破坏细胞膜时K+渗出量为1.45、1.59μg.(109cell)-1,当EMA浓度为2 mg.L-1时,铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的K+渗出量为1.38、1.40μg.(109cell)-1,当EMA浓度为4 mg.L-1时,铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的K+渗出量为1.441、.58μg.(109cell)-1,离子渗出量达到完全破坏细胞膜最大渗出量的95%以上.EMA浓度为4 mg.L-1时,普通小球藻的细胞内K+渗出量为0.64μg.(109cell)-1,仅为完全破坏细胞膜后K+渗出量的31.5%.EMA对Mg2+、Ca2+的渗出量的影响规律与K+相同.EMA破坏了铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的细胞膜,但对普通小球藻的细胞膜透性没有显著影响.这是EMA选择性抑藻的机理之一.

淀山湖地区藻类细胞计数及微囊藻毒素污染现况调查

目的了解淀山湖水体中的藻类毒素随季节和地点变化规律。方法于2013年3—9月在淀山湖环湖5个监测点开展每月一次的连续监测,高效液相—质谱联合检测微囊藻毒素-LR,了解淀山湖藻细胞计数和藻毒素浓度变化规律。结果淀山湖水中藻类细胞计数从3月起逐步升高,6月湖中心细胞计数最高,为49.20×105个/L;7月明显下降,8月湖中心监测值为1.65×10~5个/L,监测期均值为2.51×10~5个/L。6月淀山湖中蓝藻计数达到峰值。微囊藻毒素-LR 3月在湖中心监测不到,而在7月水上运动场监测点达到峰值72.0 ng/L,随后呈现下降趋势。结论夏秋季淀山湖水体中优势藻类为蓝藻,有游离微囊藻毒素存在,峰值在藻细胞计数峰值后1个月。湖中心微囊藻毒素水平较低。

固定化藻类细胞流动床处理生活污水研究

本文采用藻类固定化方法实现了对生活污水除氮脱磷的工艺路线。一方面提高N、P的去除率及氧的保存效率;另一方面解决了藻类细胞的流失现象。本文实验结果表明,在藻类固定化过程中,当藻体用量为0.75gVSS/L且AS,PVA,CaCl2分别为10%,0.6%,2%时,藻体的机械强度、传质及除氮脱磷效果好。

青草沙水库浮游植物酯酶活性与藻类细胞裂解速率的相关性

以青草沙水库为研究对象,考察水库浮游植物颗粒态酯酶及溶解态酯酶活性,并对细胞裂解速率进行估算,以便了解水库藻类的生长消亡情况。研究结果表明,测定期间青草沙水库颗粒态酯酶在89.4~543.5 nmol FDA/(L·h),溶解态酯酶在20.3~93.7nmol FDA/(L·h)。此外,水库颗粒态酯酶活性(PEA)与藻密度、叶绿素a具有显著的相关性,相关系数分别为0.699和0.795。这说明酯酶浓度变化与藻类活动密切相关,且采用酯酶活性作为藻类监测指标具有初步可行性。与此同时,通过酯酶活性浓度计算得出青草沙水库的藻类细胞裂解速率在0.055~0.204 d^(-1),其峰值出现总比藻密度峰值滞后1~2个月,并且细胞裂解速率与叶绿素a具有显著的反比例关系。这说明细胞裂解速率是影响藻类生物量的重要因素。

浮游藻类细胞显微多聚焦图像融合方法

以鱼腥藻、栅藻和盘星藻为分析对象,通过采集多个焦平面的显微图像,基于拉普拉斯能量与引导滤波以及图像HSV颜色空间饱和度分量分别检测显微图像聚焦区域和失焦区域,研究浮游藻类细胞显微多聚焦图像融合方法,并与小波变换、拉普拉斯金字塔以及脉冲耦合神经网络融合方法进行对比分析。结果表明:鱼腥藻、栅藻和盘星藻融合图像的边缘信息保持度、空间频率、平均梯度分别为0.3529、8.9654、0.0055,0.3778、7.0058、0.0023和0.2940、1.5445、0.0005,均优于对比融合方法,具有更好的边缘信息传递能力及更高的图像清晰度,有效实现了浮游藻类细胞显微多聚焦图像融合,为获取浮游藻类细胞的全景深显微图像提供了思路。

真空紫外活化过硫酸盐去除藻类胞外有机物

在水华爆发期间,藻类胞外有机物(EOM)在水体中累积,对水处理工艺和出水水质带来不容忽视的风险。EOM难以被常规净水工艺去除,且次生消毒副产物会显著影响供水水质,亟需开发高效的水处理技术来降解EOM。真空紫外(VUV)能够原位产生活性氧化物种(ROS)去除有机污染物,具有去除EOM的潜力。为此,采用真空紫外(VUV)活化过硫酸盐(PS)去除EOM,探究其处理效能、影响因素、反应机制和对消毒副产物(DBPs)生成的影响,并将其应用于天然含藻水处理。结果表明:VUV/PS体系能快速降解和矿化EOM,UV_(254)和DOC去除率分别为93.7%和74.1%;随PS投加量的增加,EOM的降解率显著增大,酸性条件可促进EOM的降解和矿化效率;水中共存的HCO_(3)^(-)和Cl^(-)会明显抑制VUV/PS体系对EOM矿化的效能,而NO_(3)^(-)的影响相对较小;由于VUV辐照促进了ROS的生成,VUV/PS体系中羟基自由基(HO^(·))和硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))浓度高于UV/PS体系;EOM在VUV/PS体系中的高效矿化主要归因于HO^(·)和硫酸根自由基SO_(4)^(·-),溶解氧通过促进以HO^(·)和SO_(4)^(·-)为主的ROS生成,可有效促进EOM的降解;经VUV/PS处理后,后续氯消毒过程中DBPs的生成量显著下降。VUV/PS体系在处理天然含藻水时能够明显降低水中的UV_(254)、DOC质量浓度以及DBPs生成量。

藻类活性细胞生物肥对甘蔗产量和品质的影响

以甘蔗品种‘柳城05-136’为研究对象,分析藻类活性细胞生物肥对甘蔗产量及品质的影响。结果表明:与对照相比,藻类活性细胞生物肥显著提高甘蔗产量和蔗汁锤度,但对甘蔗有效茎数无显著影响。其中,3 L/hm^(2)+氮肥195 kg/hm^(2)(B)处理不仅可减少常规施肥中105 kg/hm^(2)氮的施用量,而且有助于提高甘蔗产量及维持甘蔗品质,有利于甘蔗产业的可持续发展。

藻类活性细胞生物肥对苜蓿草产量及质量的影响

为了解藻类活性细胞生物肥对苜蓿草产量及质量的影响,试验选择总面积为425亩(1亩≈667m^(2))的苜蓿草基地(圆形),其中试验区为126亩,对照区为299亩,于2021年4月20日在试验区按3000mL·亩^(-1)的量施用藻类活性细胞生物肥一次,于2021年6月5日分别从试验区和对照区中心部位各采集10个样区(1m×1m),测定苜蓿鲜草产量,并在每个样区随机取500g样品,实验室阴干,茎叶分离并分别粉碎过1mm网筛,检测相关养分指标,同时每个样区随机取12棵苜蓿,测定其分枝数、株高、茎径以及叶片、茎秆重和叶茎比,于6月10日测定苜蓿干草产量。结果显示:施藻类活性细胞生物肥以后,鲜草产量提高15.71%,差异极显著(P<0.01),干草产量提高17.76%。苜蓿草全株粗蛋白(CP)含量显著增加(P<0.05),茎秆中性洗涤纤维(NDF)含量极显著提高(P<0.01),酸性洗涤纤维(ADF)含量无显著性差异(P>0.05),干物质(DM)和粗灰分(Ash)含量略有增加,但差异均不显著(P>0.05);叶片、茎秆以及苜蓿草全株干物质采食量(DMI)、可消化干物质采食量(DDM)以及相对饲喂价值(RFV)的差异均不显著(P>0.05)。苜蓿草生长相关指标,除了茎秆重显著(P<0.05)高于对照区外,其余均极显著(P<0.01)高于对照区相应指标。另外,试验区苜蓿草茎叶比明显低于对照区。说明藻类活性细胞生物肥可提高苜蓿草CP含量,对其生长指标具有明显积极影响,但对其相对饲喂价值的影响仍有待进一步探讨。

微观世界里的特种兵——藻类细胞机器人

20世纪60年代,一部荣获奥斯卡最佳视觉效果大奖的科幻电影《神奇旅程》描述了科学家驾驶＂微型潜水艇＂在人体内的冒险之旅,将大众的视线转移到了神奇的微观世界。现实世界中,在微观领域进行探索和操作需要一类小的机器人作为帮手,它们的尺寸要小到能够在微米甚至是纳米尺度执行特定任务,这就是微型机器人。微型机器人由于个体太小,在研制过程中主要面临3个方面挑战：能源、驱动和控制。

Cu^(2+) Zn^(2+)和Cd^(2+)对5种单细胞藻类生长的影响

报道了在Ｃｕ２＋Ｚｎ２＋和Ｃｄ２＋的毒性作用下，三角褐指藻、湛江叉鞭藻、路氏巴夫藻、青岛大扁藻和小球藻等单细胞藻类的生长速度、密度都发生了不同程度的变化。其中叉鞭、扁藻及巴夫藻易中毒且恢复慢，当金属离子浓度较低时生长仍然缓慢。而小球藻和三角褐指藻耐毒能力较强，在２００×１０－６，甚至６００×１０－６离子浓度下仍可生长。

单细胞藻类饲养青蛤稚贝的研究

本试验以几种单细胞藻类为饵料,研究青蛤稚贝的生长和成活率。经21天饲养证明,小球藻、扁藻、三角褐指藻、底栖硅藻都是青蛤稚贝的适宜饵料,其成活率均达90％以上,其中又以投喂底栖硅藻生长最快。

长刺溞对两种单细胞藻类牧食力研究

用直接计数法和叶绿素a测定法评估了长刺氵蚤对不同密度的小球藻、舟形硅藻及其混合藻液的牧食力。结果表明 :当小球藻密度在 5 .2 0 0mg/L～ 12 .688mg/L(湿重 )时 ,随藻液密度降低 ,长刺氵蚤的滤水速度逐渐升高 ,摄食速度(细胞 /氵蚤·h)则逐渐降低 ,小球藻密度为 3 .4 3 2ml/L～ 5 .2 0 0ml/L(湿重 )时 ,随藻液密度降低 ,长刺氵蚤的滤水速度及摄食速度都明显降低。当舟形硅藻密度为 7.885mg/L～ 63 .3 65mg/L(湿重 )时 ,随藻液密度降低 ,长刺氵蚤的滤水速度逐渐升高 ,摄食速度逐渐降低。长刺氵蚤的摄食使浮游植物产氧量降低。在混合藻液中 ,长刺氵蚤选择性摄食舟形硅藻 ,选择指数S =0 .0 86。长刺氵蚤对舟形硅藻、小球藻为代表的中小型藻类具有较强的牧食力 ,证实了用长刺氵蚤等大型枝角类治理水体富营养化的可行性。

不同单细胞藻类对日本对虾仔虾生长及存活率的影响

在实验室条件下,以卤虫为主要饵料,通过向水体中添加不同的单细胞藻类,测得仔虾的体长、体重、蜕皮数、存活率。单种投喂组结果表明:添加等鞭金藻、绿色巴夫藻时仔虾存活率最高,添加海水小球藻时仔虾存活率较高,而添加叉鞭金藻、等鞭金藻时仔虾生长最好,添加硅藻、海水小球藻时仔虾生长较好;混合投喂组结果表明:有叉鞭金藻组、等鞭金藻组仔虾存活率最高,有等鞭金藻组,有叉鞭金藻和等鞭金藻组都生长较快。

栉孔扇贝对单细胞藻类生长间接作用的研究

采用室内实验生态学方法研究了栉孔扇贝对藻类生长的间接促进作用。结果显示 ,栉孔扇贝对浮游植物有明显的促长作用 ,并且浮游植物的增长与栉孔扇贝的密度呈正相关 ,符合如下模式 :Y=4 0 .85ln X+44 .87( R2 =0 .979,P=0 .0 5,n=15)。栉孔扇贝对浮游植物的促长作用随藻类种类的不同具有较大的差别 ,主要取决于藻类对营养盐的需求量。

Cu^(2+)Zn^(2+)Cd^(2+)对五种单细胞藻类光和色素含量的影响

报道了在Cu2 +Zn2 +和Cd2 +的毒害作用下 ,三角褐指藻、湛江等鞭藻、绿色巴夫藻、青岛大扁藻和小球藻等单细胞藻类中光和色素 1、色素 2和总色素的含量。三种离子以Cd的毒性最大 ,Cu次之 ,Zn最弱。色素 1对重金属毒性较敏感。在 5种藻类中 。

贝类育苗中单细胞藻类培养技术

我国贝类资源丰富。近几年,随着自然海区环境的恶化,贝类野生资源不断遭到破坏,人工养殖规模不断扩大,对苗种的需求更是有增无减。作为贝类幼体的优质适口饵料,单胞藻饵料的好坏直接关系到贝类育苗的产量和质量。下面根据工作经验,简述一下贝类育苗中单细胞藻类培养中应注意的问题。

几种单细胞藻类高密度保种技术初探

培养高质量高密度的单细胞藻种,是搞好单细胞藻类生产性培养的前提,也是关键性的一环。几年来笔者通过对几种单细胞藻高密度保种的试验,研究探讨了单细胞藻高密度保种的有关技术问题,已获较好效果。新月菱形藻、牟氏角毛藻、湛江叉鞭金藻等保种密度均可达到1000万个细胞/ml以上,高者可达1400万个细胞/ml左右。现将新月菱形藻高密度保种技术报告如下。