景观水中藻的去除研究进展

1、汇报人：杨立辉 环境科学景观水中藻的去除研究进展汇报人：杨立辉 环境科学1 研究背景研究背景2 藻主要去除方法藻主要去除方法3 微生物控藻技术微生物控藻技术主要主要内容内容4 试验计划试验计划1 研究背景研究背景1.1水体概况水体概况在现代都市建设中, 营造赏心悦目的景观水已成为美化人们生活环境的重要手段. 由于景观水体多为封闭、半封闭水域,水流动性差, 并且易受到来自天空的干湿沉降( 降尘与不洁净降水) 的污染; 此外景观水体的水环境容量一般较小、水体自净能力相对较低, 在适宜的水文气象条件下, 水体就会滋生藻类, 出现“水华”现象，严重损害了水体的美感,因此无论是数百平米的景观水体还是几十

2、万平米的人工水面的富营养化控制越来越多受到重视.1研究背景研究背景分类：藻类植物共约为2100属,27000种。根据藻类的光合色素、个体形态、细胞结构、生殖方式和生活史等，可将藻类分为10门：蓝藻门、裸藻门、绿藻门、轮藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、甲藻门、褐藻门、和红藻门。其中，蓝藻门、裸藻门、绿藻门、硅藻门的一些藻类与水体富营养化有关。1.2藻类概况藻类指标：藻的个数（个/L) ： 取混合均匀的水样，一般是取0.1ml 水样，采用浮游生物计数框，在显微镜下进行观察数其个数, 衡量藻类细胞个数.叶绿素含量（Chl-a）：藻类利用叶绿素进行光合作用，因此可利用叶绿素含量来衡量.化学法化学法物理法

3、物理法生物法生物法处理方法直接过滤除藻气浮法吸附法除藻微滤机法除藻2.常用除藻方法常用除藻方法化学法化学法物理法物理法生物法生物法处理方法化学药剂混凝除藻预氯化除藻预氧化光催化氧化法2.常用除藻方法常用除藻方法 光催化氧化法是近30 年来迅速发展的一种新的高级氧化技术，其作用实质是自由基反应机理：常温常压下，用光激发催化剂产生光生电子空穴，光生空穴与H2O、OH- 作用产生强氧化性的OH，无选择性地将污染物完全降解为H2O、CO2、PO43-等毒性较小的物质。该法无二次污染，且降解过程易于控制，所以光催化氧化法是国内外近几年的研究热点。在光催化除藻中，常用TiO2作为催化剂。光催化氧化除藻光催

4、化氧化除藻2.常用除藻方法常用除藻方法 1.廖兴盛等，发现在波长为253.7nm紫外线C波段的照射下，纳米光催化氧化反应 能够有效降受试蓝藻的叶绿素含量，且辐照剂量越大，叶绿素的含量下降速度 越快。 2. Lee 等人将TiO2 镀膜于空心硼硅玻璃珠（直径20 mm）上，采用14C 标记方 法研究了光催化作用对富营养化水体中3 种不同藻类的抑活性能。结果表明， 鱼腥藻和微囊藻类全部失活，相同条件下直链藻60%失活。 3.Peller 等将TiO2 固定在小玻璃珠（直径5 mm）上，分别研究了其在太阳 光和中压汞灯(280320 nm)的照射下对刚毛藻(Cladophora)的光催化去除性能，

5、结果发现，当太阳光照射4 d 或紫外光照射2 h 后，刚毛藻细胞中的叶绿素因被 光催化氧化降解而明显减少，藻细胞失去光合作用能力而失活。 4.陈卫等研究了在UV/TiO2体系中, IOM藻类胞内有机物（IOM） 具有一定的降解效果。在光强为0.25/，反应120in后， 254的降解率只有68.8，DOC的降解率只有35.8； 254的降解率大于TOC的降解率表明IOM在反应时间内并未被完全降解，而是有机物的结构改变了，使有机物不饱和键减少。2.常用除藻方法常用除藻方法化学法化学法物理法物理法生物法生物法处理方法生物膜法除藻水生植物控制藻类高效微生物除藻物理方法成本高，不能从根本上解决营养成分

6、对藻类的刺激作用；化学除藻剂虽然具有一定效果，可快速杀死藻类，但产生二次污染，同时化学药品的生物富集和放大对整个生态系统的负面影响较大，长期使用低浓度的化学药物会使藻类产生抗药性，易造成环境污染甚至破坏生态平衡.2.常用除藻方法常用除藻方法3.1病毒控藻技术 即利用病毒的感染作用杀死藻类。例如已发现的病毒有：能特异性感染绿藻门的珊瑚轮藻病毒，蓝藻病毒（又称噬藻体），真核藻类病毒（称为藻病毒）。但是由于形成藻华的藻类种群组成的复杂性，要求病毒能够对藻类进行全面改感染较为困难。3 微生物控藻技术微生物控藻技术微生物控藻技术是一种生态修复技术，其通过强化或减弱系统内某功能的力度，对系统进行调节，去除

7、环境中的藻类。其包括三种类型。3.2原生动物控藻技术1. N. Takamura 等通过对水蚤净化富营养化湖水的现场试验发现： 草食性水蚤能去除富营养化湖水中的总氮、总磷、COD、BOD 等污染物，从而使水质得到净化。2. Rosetta C H等，在有藻华形成前，纤毛虫的捕食作用可抑制一些有害藻类的生长。3 微生物控藻技术微生物控藻技术原生动物是水生食物链中的重要环节， 很多原生动物可以摄食藻类，有些甚至以藻类为惟一食物。若原生动物对特定藻华爆发种群的捕食作用得到加强，即可达到控藻的目的。3 微生物控藻技术微生物控藻技术3.3细菌控藻技术溶藻细菌是指能够通过直接或间接方式抑制藻类生长或杀死藻

8、细胞，从而导致藻细胞溶解的细菌。细菌对于藻类的抑制作用可分为直接作用和间接作用。目前，被报道的溶藻细菌主要有交替假单胞菌（Alteromonas sp.）、黄杆菌属（Flavobacteriumsp.）、嗜胞菌属（Cytophaga sp.） 、腐生螺旋体属（Saprospira sp.）和黏细菌属（Myxobacter sp.）等。溶藻细菌多为革兰氏阴性菌，作用对象比较广泛，既有蓝藻，也有硅藻和甲藻。直接溶藻直接作用指细菌与目标藻类直接接触，表现为捕食。3 微生物控藻技术微生物控藻技术1.黎尚豪等，发现粘细菌同蓝藻细胞相互接触, 导致藻细胞溶解, 但是这种溶藻仅发生于宿主的营养细胞。2. Y

9、amamoto等 从土壤中分离一株细菌MY- 1 通过直接方式溶解鱼腥藻。3. Maria G 等 从发生水华的铜绿微囊藻中分离一株类似蛭弧菌的细菌, 这种细菌能够侵入铜绿微囊藻的细胞内并溶解宿主。间接溶藻间接溶藻细菌溶藻的主要方式3 微生物控藻技术微生物控藻技术细菌可以通过释放特异性或非特异性的胞外物质, 如蛋白质 , 羟胺 , 抗生素 ,多肽 , 氨基酸等杀死藻细胞。这类细菌常见的有弧菌、假单胞菌、黄杆菌、交替单胞菌、交替假单胞菌等。1.假单胞菌是报道较多的一种分泌胞外物质溶藻的细菌。Baker K 发现某种假单胞菌T827P2B 分泌一种高分子量的热稳定的化合物能够杀死硅藻。2.交替假单

10、胞菌是最近几年研究较为深入的溶藻细菌。Lovejoy 等对澳大利亚南部的Huon 河口进行细菌种群调查时分离到一株交替假单胞菌Y,对有害的水华藻类( Gymnodinium, Chattonella , Hetey2osigm) 有溶解作用, 能在3 h 内使藻细胞死亡。近年来对于溶藻细菌的研究有进展:利用溶藻细菌防治水华和赤潮，作为富营养化水体藻类生物防治的方法已经受到广泛关注。多项研究表明，许多溶藻细菌能分泌胞外活性物质，对宿主藻类的生长起抑制作用。因此，分离筛选环保、高效、专业的溶藻活性代谢产物，最终开发安全、高效的生物杀藻剂已经日渐称为治理藻类水华和赤潮为题的方法之一。1. 陈群以铜绿

11、微囊藻为研究对象，开展了溶藻细菌 L7 对铜绿微囊藻的溶藻效应的研究，发现藻菌浓度及环境因子会对溶藻细菌的溶藻效果产生影响，溶藻效果与细菌密度成正比关系，与藻细胞浓度成反比关系。3 微生物控藻技术微生物控藻技术2.杨丽丽等，发现在溶藻活性物质的促进生产阶段，在淀粉培养基中添加CaCl22H2O，使得Ca2+的浓度为0.01 g/L ，能够提高溶藻菌的含量.3.张涵之等，鉴定出溶藻细菌分泌的胞外活性代谢产物分子量在200700 D 之间, 且不是酚类物质, 可能是糖类、醇类、氨基酸类或芳香醛类物质。近年来对于溶藻细菌的研究有进展:3 微生物控藻技术微生物控藻技术具体具体实验实验内容内容内容： 从

12、富营养化池塘中筛选分离出两株溶藻细菌L7和L18, 通过生理生化实验及16SrDNA测序进行鉴定, 对其单一以及混合菌液去除铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华鱼腥藻(Anabaena flos- aquae)的效果进行研究, 并考查其溶藻方式。1.藻种及其培养：藻种购买后，经活化后，温度在25。C左右，光照为2000-3000lx,光暗周期比为14:10。2.溶解细菌的分离：（1）细菌的初筛：划线纯化菌种；（2）利用藻液感染筛选溶藻细菌；3 微生物控藻技术微生物控藻技术例1：溶藻细菌的分离鉴定及其溶藻特性研究：（3）利用固体感染分离溶藻细菌3.因素设置用正交试验L

13、9(34)分析溶藻方式, 考查不同生长时期、不同滤液来源及不同投加滤液体积分数的效果,菌液经过0.22m 玻璃纤维滤膜过滤两次, 滤液加到藻液中,每隔一定时间 在680nm 处测定吸光度值。（因素设置如表1）。3 微生物控藻技术微生物控藻技术结果与讨论1.细菌鉴定结果：知L7 归属于芽孢杆菌属( Bacillus) 中的蜡状芽孢杆菌( Bacillus cereus) , L18归属于芽孢杆菌属( Bacillus) 中的短小芽孢杆菌( Bacillus pumilus) , 同源性达100%。2 溶藻方式（1）不同生长时期溶藻菌, 其滤液的溶藻效果差异很大, 结果表明衰减期的细菌滤液溶藻效果好于对数生长期和稳定期, 说明不同生长时期细菌分泌胞外物质进行间接溶藻效果不一。（2）确定溶藻效果与菌液投加滤液的体积分数成正相关。如图1、2。3 微生物控藻技术微生物控藻技术图1.不同浓度L7滤液对水华鱼腥藻的溶解效果图2.不同浓度L18滤液对水华鱼腥藻的溶解效果3 微生物控藻技术微生物控藻技术图3.L7滤液对铜绿微囊藻的溶解效果图4.L18滤液对铜绿微囊藻的溶解效果（3）由图3、4得出，溶藻效果L18大于L7。3 微生物控藻技术微生物控藻技术该研究为基于土著溶藻菌开发的生物杀藻剂的研究提供了重要理论依据该研究为基于土著溶