藻菌共生体处理猪场沼液的参数优化研究

猪场沼液高色高浊、氮磷浓度高,采用藻菌共生体可同步高效去除碳氮磷、节能降耗、资源回收,符合新时代对污水处理的需求。从污染物去除、微生物生长等角度对光照强度、曝气量和藻菌接种比例这3个参数进行优选发现,曝气量对氮去除的影响最大,而3个参数对碳、磷去除的影响较小。经加权评价得出三因素排序:曝气量>光照强度>藻菌接种比例,最优参数组合:光照强度为550μmol/(m^(2)·s),曝气量为0.2 L/min,藻菌接种比例为1∶1。最优组的TP、COD、TN、NH_(4)^(+)-N分别为0.48、219.2、125.2、64 mg/L,TP、COD、TN、NH_(4)^(+)-N去除率分别为95.46%、88.58%、61.58%、80.21%。各组中藻菌絮体粒径均呈增大趋势,且随藻菌接种比例的增大而减小。

电场预处理对藻菌共生体处理养猪废水的影响机制分析

随着畜禽养殖业规模化集约化的发展,畜禽养殖废水已经成为了农业面源污染的主要来源,但其自身包含大量碳氮磷等营养元素又是重要的农业资源。针对养猪废水高色度浊度、高碳氮磷的特点,引入电场预处理来降低废水的色度、浊度,在促进藻菌共生体生长的同时提高废水中污染物的去除效率。结果表明:电场预处理能使养猪废水中的色度、浊度得到有效降低,铁、铝做阳极时色度、浊度的去除率均能达到90%以上。经电场预处理的废水在藻菌共生体的培养上也有更优的表现,铁、铝做阳极组中藻菌共生体对COD、TN、TP的7 d去除率分别为59.09%、61.78%、68.96%和62.26%、62.26%、83.92%,优于未经电场预处理组的47.82%、59.3%、60.48%。此外,铁、铝做阳极组和未经电场预处理组叶绿素含量分别从7.63、7.32、7.37 mg·L^(-1),增长到24.39、26.08、12.98 mg·L^(-1),是接种时的3.20、3.54、1.70倍,电场预处理明显提高了藻菌共生体中叶绿素的含量。说明电场预处理能有效提升藻菌共生体对污染物的去除效果,并获得更大的生物质资源,同步实现对废水的深度处理和资源利用。

多价态金属离子与藻菌共生体胞外聚合物作用对膜污染的影响

采用藻菌共生体-膜组合工艺处理养殖废水,针对不同价态金属离子与藻菌共生体分泌的胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)相互作用对超滤过程中膜污染的影响展开研究。通过分别向EPS溶液中添加不同浓度(20、30 mg·L^(-1))Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)、Al^(3+)离子,与未添加金属离子的对照组比较,探究不同浓度金属离子添加对膜通量衰减的影响和作用机制。实验结果表明,在超滤过程中加入Mg^(2+)会使膜通量减小,加剧了膜污染状况;Ca^(2+)对超滤过程影响较小,但也在一定程度上加剧了膜污染;而Fe^(3+)和Al^(3+)的加入则对膜污染有一定缓解作用,使得添加组膜通量较对照组反而有所提高。采用Hermia模型对实验数据进行拟合分析发现加入多价态金属离子的EPS溶液均呈现出与标准堵塞模型拟合程度最高的特征。

藻菌共生体对乐山大佛红砂岩风化影响初探

通过对乐山大佛的病害及现状勘察、现场取样,结合实验室分析,探讨了藻菌共生体生长对乐山大佛红砂岩风化的影响。大佛表面藻菌共生体主要为各种菌类,苔藓、地衣及硅藻等,通过对比发现,在同等潮湿的环境下,表面生长过藻菌共生体的岩石风化情况更加严重,在它们周期性生长及水的共同作用下,岩石表面出现片状剥落、表面溶蚀、粉化和龟裂起翘现象。这些共生体在岩石表面的生长一方面提高了岩石的持水量,增加了水对岩石的侵害,另一方面由于根系的新陈代谢,形成局部微环境,使周围岩石产生不同程度风化。藻菌共生体对乐山大佛红砂岩的风化初探,有利于为今后探索潮湿环境下红砂岩的保护提供理论依据。

光周期对人工藻菌共生体提纯沼气效果研究

利用人工藻菌共生体(小球藻与灵芝菌)在光生物反应器系统中对原始沼气进行了生物提纯处理,以红光:蓝光为5:5的光质,在200μmol/(m^2·s)光照强度下,考察了不同光周期(8Light:16Dark,12Light:12Dark,16Light:8Dark),在不同处理时间下的沼气提纯效果。结果表明:藻菌共生体对沼气中CO2的去除效果受处理时间影响显著(P<0.05),试验启动3~5d去除效果增加明显。同时,当光周期为12Light:12Dark时,CO2的去除效果为最佳,其除率可达到86.72±2.53%。

藻菌共生体对养猪废水中抗生素和常规污染物的去除效果研究

四环素类、磺胺类和大环内酯类等抗生素在养猪业应用广泛,主要用于预防和治疗细菌感染。同时,抗生素滥用对环境和人类健康造成的潜在危害逐渐引起人们的关注。为了去除养猪废水中的抗生素,本研究以小球藻和灵芝菌构建了微藻-真菌共生体,分析该共生体对养猪废水中盐酸土霉素(OTC)、盐酸环丙沙星(CPFX)、磺胺二甲嘧啶(SM2)三类抗生素及常规污染物总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果,并评价了藻菌共生体的生长性能和光合性能。结果表明,藻菌共生体对OTC有明显的去除效果,去除率高达(89.93±1.70)%,而对SM2和CPFX的去除效果不明显。藻菌共生体对TP、TN、COD的最终去除效率分别是(76.42±1.51)%、(74.41±1.68)%、(46.05±9.30)%。SM2组的藻菌共生体的生长性能最好,第5天叶绿素a浓度达到1 mg/L。OTC组小球藻的光合性能最好,其FV/FM、PIABS、ΨO、ΦEO和ΦDO分别是0.632±0.037、3.103±1.503、0.694±0.041、0.439±0.051和0.368±0.037。藻菌共生体将OTC降解后,微藻的最大光学效率和性能指数开始明显上升。本研究成果将为生物净化技术的实际应用提供理论基础,对于治理水体污染、实现水体生态修复等具有理论指导意义和应用价值。

混合光质对人工藻菌共生体净化沼液的影响

利用人工小球藻-灵芝菌共生体在光生物反应器系统中,对预处理后的沼液进行了生物净化处理研究。考察了红色光质和蓝色光质的不同混合光质(红光:蓝光比为8:2;5:5和2:8),在不同受理时间下的沼液净化效果。结果表明,藻菌共生体对主要污染物的去除效果受处理时间影响显著(P <0.05),实验启动1~4 d去除效果增加明显。同时,当红光:蓝光为5:5时,沼液中COD、TN和TP去除效果均为最佳,去除率分别达到80.42% ±177;6.36%,75.63% ±177;6.56%和78.83% ±177;6.35%。

EPS组分对藻菌共生体在畜禽养殖废水处理中膜污染的影响

微生物分泌的胞外聚合物(EPS)组分对膜污染的影响十分复杂,为进一步探究EPS组分对藻菌共生体在畜禽养殖废水处理中膜污染的影响机制,对藻菌共生体在畜禽养殖废水中产生的EPS进行拆分,主要分成4种组分:溶解性微生物产物(SMP)、松散附着性胞外有机物(LB-EPS)、紧密附着性胞外有机物(TB-EPS)和提取EPS后的微生物絮体残渣(MFR).研究不同的EPS组分对膜污染的影响。实验结果表明,SMP造成的膜污染最严重,其次是MFR.线性拟合结果表明,SMP和LB-EPS主要以标准堵塞为主,MFR以滤饼层堵塞和中间堵塞为主,而TB-EPS则是由4种堵塞模型共同作用,更为复杂.污染物成分分析结果显示,造成膜污染的主要有机物是多糖和蛋白质类物质.

三价铁对藻菌共生体在养殖废水处理中膜污染的影响

将电场预处理与藻菌共生-膜耦合技术用于畜禽养殖废水处理可实现对碳、氮、磷的高效去除,但膜污染是制约其应用的主要因素之一。基于电场预处理残留铁离子对藻菌共生体膜污染的影响展开研究,通过在藻菌共生体及其分泌的胞外聚合物(EPS)拆分的各组分中加入铁离子使其浓度分别达到15、40、60、150 mg/L,分析铁离子与EPS各组分相互作用对膜污染的贡献和作用机制。结果表明,铁离子对膜污染的影响存在临界点,当铁离子浓度低于临界点时膜污染减轻,反之则膜污染加剧,推测铁离子浓度临界值在40~60 mg/L之间。造成膜污染的是EPS的主要成分酪氨酸类蛋白质,且对膜污染贡献组分最大的是溶解性微生物产物(SMP),SMP与铁离子的结合能力强于其他组分,是EPS膜污染的主要贡献者。铁离子的加入对SMP、微生物絮体(MFR)的完全堵塞模型拟合度影响最大,其拟合R2值变化高达0.3241和0.3711。而在松散附着型胞外聚合物(LBEPS)、紧密结合型胞外聚合物(TB-EPS)中则是对完全堵塞和标准堵塞影响最大,同时也对膜面污染物的分布产生了影响。

微藻-真菌共生体净化沼液效果研究

开展了利用具有高耐污性的小球藻、斜生栅藻和灵芝菌进行共生体的构建并应用于沼液的净化研究。实验中首先考察了藻菌比例及共培转速对藻菌共生体形成的影响并确定了共生体最佳形成条件;其次对共生体净化沼液效果的影响因素进行了探究,确定了最佳光照和光周期变化。结果表明,1:20是共生体形成的最佳比例;培养转速为160 rpm时能很好的形成藻菌共生体;在红光和蓝光光照波长比为5:5、光周期为16 h昼/8 h夜时,小球藻-灵芝菌形成的共生体对沼液净化效果最佳,此时COD、TN和TP的去除率分别达到73.68%±5.32%、77.05%±6.25%和79.36%±5.08%。

应用微藻及人工藻菌处理沼液沼气的研究进展

厌氧发酵生产沼气是处理农业固体废弃物利用的理想途径。但现有沼气生产工艺产气品位低下,CO_2含量过高,同时沼液污染严重,使得大量农业固废难以通过厌氧发酵达到有效的资源化利用。微藻与人工藻菌共生体是实现固废厌氧发酵中沼液资源化利用,解决沼气品位低下等问题的一种新途径,已引起有关研究者高度重视。该文论述了微藻与人工藻菌共生体在沼液污染物去除、沼气能源品位提升等方面的研究现状,并指出了微藻与人工藻菌共生体在生物处理沼液沼气的应用前景和发展趋势,以期引起同行的重视并推动该领域的进一步发展。

微藻与细菌作用关系的研究进展

藻类是水生环境中的初级生产者,它的生长常常伴随着细菌并受菌的影响。有研究者指出藻类和细菌有着密不可分的关系。一些研究表明与藻相关的主体细菌是特定的细菌群体,特别是α-变形菌频繁地发现,说明这类菌可能能够开启和维持共生关系。最近的研究提出了营养物质交换是菌藻共生的基础,这类相关化合物是复杂的和特定的分子,可能参与信号处理和监控作用,而不只是被动扩散。同时,这种作用很明显不是静态的,它的开启和终止可能是对环境和发育的响应。需要指出的是明确菌藻关系的作用机理还有待于进一步的深入研究,本篇综述结合新提出的理论,对细菌与微藻作用关系的研究进展进行总结,概括了微藻与菌的作用关系(进化关系,营养依赖,代谢互补和协作生物合成),这种作用关系涉及到的菌的分类(膜菌和藻际微环境菌,促生菌PGPB和溶藻菌)以及菌藻作用的应用(废水处理和生物燃料生产)的情况,并对菌藻关系的未来发展做了展望。

奇特的地衣

地衣占据广阔的生境范围,“足迹”遍及全球,但它却很少受到人们的注意。人们虽然常在树皮、岩石上见到地衣,可是并不认识它,却往往把地衣、苔藓植物,以及一些气生藻类混称为青苔。作为一名地衣学工作者,笔者欲就地衣的独特之处作一介绍。

不同比例盐生小球藻-枯草芽孢杆菌共生体对砷酸盐耐性及富集差异

采用盐生小球藻与枯草芽孢杆菌为供试材料,构建不同藻菌比(1∶0、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4)的共生体,在不同浓度砷酸盐[As(Ⅴ)]处理7 d后,测定藻菌共生体生长及其对砷的富集、吸附、吸收和形态转化。结果表明:在As(Ⅴ)处理下,随着枯草芽孢杆菌比例的增加,藻菌共生体叶绿素含量、干重、比增长率显著提高,在750μg·L^-1As(Ⅴ)处理时,1∶4的藻菌共生体分别达到1.81 mg·L^-1、125.0 mg、0.28 mg·L^-1·d^-1。藻菌比例由1∶0变为1∶4时,藻菌共生体对砷的富集和吸收呈下降趋势;砷的富集方式随砷浓度的增加而变化,在75~150μg·L^-1As(Ⅴ)处理下以吸收为主,在300~750μg·L^-1As(Ⅴ)处理下以吸附为主。藻菌共生体内存在As(Ⅴ)和As(Ⅲ)两种形态,且随枯草芽孢杆菌比例的上升,As(Ⅴ)还原率增大(最高达到12.6%)。综上,枯草芽孢杆菌的添加提升了藻菌共生体对As(Ⅴ)的耐性和还原,但减少了对As(Ⅴ)的富集。

松萝的研究现状

松萝是一种藻类和菌类共生植物,有着悠久的药用历史。松萝中含有以松萝酸和地衣多糖为主的多种药理活性成分,具有抗氧和抗癌等多种作用。该文主要通过对松萝的化学成分及药理活性的研究总结,探讨松萝的应用现状和发展前景。