利用溶藻菌控制危害性蓝藻的研究进展

危害性蓝藻的治理一直是水域生态学研究的重要内容。近年来,溶藻菌作为一种控藻微生物受到了广泛的关注,其控藻作用的机理与研究应用取得了丰富的成果。本文系统综述了国内外关于溶藻菌种类、特性、作用机理等方面的研究进展,重点阐述了利用溶藻菌进行危害性蓝藻生物控制的最新研究应用成果,对未来溶藻菌研究的方向与前景进行了分析展望。     

响应面法优化蓝藻溶藻菌CZBC1发酵培养工艺

[目的]优化蓝藻溶藻菌——蜡样芽孢杆菌CZBC1的发酵培养工艺,为蓝藻溶藻菌制剂的工业化发酵生产提供技术支持.[方法]通过单因素试验筛选适合蜡样芽孢杆菌CZBC1生长的最适碳源和氮源,在单因素试验的基础上,采用中心组合试验设计(CCD)确定关键因子的最佳数量水平,并以Desig-Expert 8.0.5进行回归分析,通过响应面分析获得CZBC1的最佳发酵培养工艺参数.[结果]蜡样芽孢杆菌CZBC1的最佳碳源、氮源分别为麸皮+糖蜜(1:1)和酵母膏.以麸皮+糖蜜用量(A)、酵母膏用量(B)、pH(C)、培养时间(D)为因素变量,CZBC1芽孢数(lgN)为响应值,拟合得到二次多元回归方程为lgN=8.5019-0.2222A+0.0998B-0.1292C+0.3801D+0.2194AB-0.1133AC+0.1350AD+0.2049BC-0.0651BD+0.0638CD-0.1260A2-0.3152B2-0.0380C2-0.2533D2,其中,碳源(麸皮+糖蜜)用量与氮源(酵母膏)用量的交互作用、碳源用量与pH的交互作用、碳源用量与培养时间的交互作用、氮源用量与pH的交互作用对CZBC1芽孢数的影响均达极显著水平(P<0.01,下同).响应面分析优化得到的蜡样芽孢杆菌CZBC1最佳发酵培养参数:麸皮+糖蜜6.84 g/L,酵母膏3.36 g/L,pH 6.50,培养时间42 h.此条件下,CZBC1芽孢数的实际值为5.75×108 CFU/mL,与理论值(5.90×108 CFU/mL)间无显著差异(P>0.05),但极显著高于优化前采用营养肉汤发酵培养的芽孢数(1.28×107 CFU/mL).[结论]采用响应面法优化得出蜡样芽孢杆菌CZBC1最佳发酵培养工艺能有效提高菌株的芽孢数量,且模型拟合效果较好,可用于指导蓝藻溶藻菌制剂的工业化发酵生产.     

基于MODIS的2000～2013年巢湖蓝藻水华暴发时空分布特征

[目的]研究2000 ～2013年巢湖蓝藻水华暴发时空分布特征,为巢湖流域水环境的综合治理提供决策支持.[方法]利用2000～2013年长时间序列MODIS遥感影像数据计算归一化植被指数,着重分析巢湖蓝藻水华时空分布特征.[结果]巢湖蓝藻水华总体暴发频率较高,以小面积水华为主,大面积水华暴发具有偶然性.2010年起,蓝藻水华暴发频次和程度有增加趋势,其中2010年水华暴发程度最严重.2000 ～2013年巢湖蓝藻水华发生区域呈扩大趋势,发生时间呈延长趋势.4月就开始出现且伴有大面积水华暴发,7、8、10月是蓝藻暴发主要月份,9月份次之,11月明显减少;蓝藻水华先在西北湖区产生,逐渐向东部和中部蔓延,在高峰期覆盖至整个湖心区域,其中湖区南部、东南和东北沿岸是最后新增的水华区域.[结论]2000 ～2013年巢湖蓝藻水华总体暴发频率较高,发生时间呈延长趋势,发生面积呈扩大趋势.     

蓝藻自然腐解特性研究

以太湖打捞出的新鲜蓝藻为原料,构建反应器,研究反应器内蓝藻腐解过程中有机物、氮、磷、叶绿素a及微囊藻毒素等指标的变化规律。结果表明:藻浆经自然腐解,化学需氧量(COD)、叶绿素a、总微囊藻毒素(TMC-LR)及有机物分别降解了40.3%、86.5%、97.7%、36.5%。藻浆的自然腐解期宜以有机物、TMC-LR或NH4+-N的稳定为基准,水温25.9℃下腐解期为24 d。藻浆自然腐解过程中,总磷的变化甚微,平均浓度为314.1 mg/L;NH4+-N积累量较大,稳定时达到2 095.8 mg/L左右;总氮则不断减少,浓度由3 247.5 mg/L降至2 782.5 mg/L。NO3--N反硝化生成N2所引起的氮素损失是造成总氮减少的主要原因。对比厌氧发酵与作为农肥灌溉2种蓝藻自然腐解藻浆处理方式,认为作为农肥灌溉处理方式是蓝藻自然腐解藻浆处理的首选方式。     

浅谈蓝藻水华的危害与防治

富营养化的湖泊和水库,因水体富含P、N等营养元素,当N∶P比值达到15～20时,只要气温、光照、水文、气象等外部条件适宜,浮游生物(尤其是蓝藻)就会快速繁殖生长,甚至在水表聚合成数厘米厚的蓝绿色的藻浆,即水华(湖靛)。从本质上讲,水华是以蓝藻为载体的物质和能量转换的结果。在蓝藻的光合器内有两类天然复合物:叶绿素a蛋白复合物和藻胆体,它们协同作用使蓝藻有效地进行光合作用,将太阳能转换成化学能并贮存于细胞中,这些能量被进一步用来将无机物合成为细胞内的各种有机成分。我国近年的调查显示:滇池、太湖和巢湖已出现因蓝藻过渡生长而…     

蓝藻厌氧发酵控制因素与反应器应用研究进展

蓝藻厌氧发酵生产沼气是蓝藻资源化利用的一个重要方式。综述了蓝藻厌氧发酵产沼过程的控制因素和厌氧反应器的应用,为从工程上实现蓝藻发酵制沼气提供参考。     

微生物菌群JSM004对微囊藻毒素的生物降解

以太湖水华蓝藻中提取纯化的微囊藻毒素（microcystins,MCs）作为微生物生长的碳源和氮源,从富营养化的太湖水体中分离筛选到MCs高效降解菌群JSM004,24h内可以将初始浓度分别为3．64和2．62mg·L^-1的MC—RR和MC—LR完全降解。在研究关于环境因子对JSM004降解效率的影响中,发现菌群JSM004的生长受温度和pH值影响较大,而且其对MCs的降解效率也随之变化。结果表明,在接近实际水体的中性和弱碱性环境中,JSM004对MCs的降解活性最强,加入不同含碳和含氮化合物能够促进混合微生物菌群的生长,但是对MCs的降解却有明显的延滞作用。与对照组相比,MCs被完全降解的时间至少推迟24h。在实验室条件下,JSM004可在72h内完全降解太湖水中高浓度的MCs。研究结果表明微囊藻毒素降解菌群JSM004具有良好的MCs降解效果,有实际应用前景。     

钝顶螺旋藻别藻蓝蛋白的稳定性研究

钝顶螺旋藻（Sp．－D）的别藻蓝蛋白（APC）提取液在室温（≤30℃）、弱光（≤140Lux）下非常稳定,特征吸光值（A650）在几天内几乎没有变化。在pH5－8的范围内,洒精浓度小于9％时,APC能保持较大的活性。在中性盐（0．2－1．0MNaCl）溶液中,AFC也很稳定。     

微生物利用农业有机废物发酵产乳酸的研究进展

为了降低乳酸发酵成本,减少环境污染,提高乳酸发酵的工业适应性,以农业有机废物等可再生资源为原料,微生物发酵方法生产乳酸克服了传统方法的弊端,得到广泛的应用。在介绍发酵产乳酸的微生物类群及代谢途径基础上,系统论述了微生物利用农业有机废物发酵产乳酸的研究进展,并介绍了乳酸的发酵、提取和纯化工艺。最后,从开发微生物种质资源、优化发酵和提纯工艺、扩大资源利用3个层面,展望了微生物利用农业有机废物发酵产乳酸的前景。     

HJ-1A卫星CCD1数据的大气校正及在滇池蓝藻监测中的应用

HJ-1A卫星CCD1数据具有免费、高空间分辨率等优点,但是由于受大气的影响,电磁波在传输过程中发生失真。为了提高CCD1数据的提取精度,就必须对其进行大气校正。本文利用6S模型对2013年9月30日的HJ-1A卫星CCD1数据进行了大气校正,并从归一化植被指数(NDVI)的变化、与中分辨率成像光谱仪(MODIS)地表反射率数据对比2个方面对校正结果进行精度验证。结果表明:NDVI的标准差校正前为0.179866,校正后为0.247689,大气校正能够有效地降低大气对遥感图像造成的影响,图像的层次更加丰富;在滇池的建筑物、水体、植被3种地物中分别选取1个像元,获得CCD1数据和MODIS数据分别在这3个像元上的反射率值。3种地物的地表反射率在2种数据中都具有较好的一致性,在4个波段的误差均在15%左右。对于水体,波段3和波段4的误差较小(10%),建议在进行滇池水质参数反演时尽量选用3、4波段。利用经过大气校正后的CCD1数据计算NDVI并结合密度分割的方法对滇池蓝藻信息进行了提取,提取的结果与滇池蓝藻实测数据具有较好的相关性,相关系数达到0.7703,说明利用HJ-1A卫星CCD1数据可以快速、动态地监测滇池蓝藻暴发。