淡水水体溶解有机氮对有毒藻种的生物有效性(2)
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第一作者:左魁昌,男,1988年生,本科,研究方向为藻类的资源化利用。
#通讯作者。
*国家水体污染控制与治理科技重大专项(No.2008ZX07012 005);淡水生态与生物技术国家重点实验室开放课题(No.2008FB006);中华环境保护基金会T OT O 水环境基金资助项目;华中科技大学自主创新研究基金资助项目(No.M 2009034)。
藻类在环境保护中的作用及其资源化利用研究进展*左魁昌 左椒兰# 胡智泉 朱菁萍(华中科技大学环境科学与工程学院,湖北 武汉430074)摘要 作为地球上最庞大的生物群体,藻类在环境保护中具有重要意义。
主要述评了藻类在固定二氧化碳、去除有毒有害物质、去除难降解有机物、吸附重金属等方面的作用,并从制油,提取色素、藻胆蛋白、生理活性物质等方面评价了藻类的资源化用途,最后对其资源化利用的未来研究方向进行了展望。
关键词 藻类 环境保护 资源化利用The role of algae in environment protection and its resource utilization ZUO K uichang ,ZUO J iaolan ,H U Zhiquan,ZH U J ingp ing.(College of Envir onmental Science and E ngineer ing ,H uaz ho ng Univer sity of S cience and T echnol ogy ,W uhan H ubei 430074)Abstract: A s the mo st eno rmous living or ganisms on t he planet,algae pla yed an import ant ro le in global env i r onment pr otectio n.In t his paper,the pathw ay of alg ae in environment pro tect ion w as intr oduced,including the fix a t ion of carbon dio x ide,remov al of poiso ns or to x ins components,and adsor pt ion of heav y metals.T he methods o f a lg ae resource utilization wer e also summarized,such as the producing o il,the ex tr act ion useful substance and so on.F ina lly,the ho tspot s and future dir ect ion of algae r eso ur ce utilizatio n w ere pr ospected.Keywords: alg ae;envir onmental prot ection;utilization藻类种类繁多,形态各异,目前已知的有30000多种。
生态环境学报 2012, 21(8): 1440-1446 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAJ08B01;2012BAJ25B07);浙江省教育厅科研项目(Y200909172) 作者简介:孔赟(1983年生),男,博士研究生,主要从事环境污染生物修复研究。
*责任作者,教授,E-mail: ky020241@ 收稿日期:2012-06-26溶藻菌对受污染水源水除藻及脱氮特性研究孔赟,朱亮,戚姣琴,俞言文,徐向阳*浙江大学环境工程系,浙江 杭州310058摘要:针对我国水源地藻类污染日趋严重等问题,利用前期分离获得的溶藻菌Streptomyces sp. HJC-D1研究固定化微生物技术强化污染水源水除藻以及脱氮性能。
结果表明,对照组和试验组的水体叶绿素a 平均去除率分别为(71.66 ± 5.35)%和(80.94 ± 4.36)%,NH 4+—N 的平均去除率为(77.76 ± 2.83)%和(72.36 ± 3.18)%,而高锰酸盐指数(COD Mn )平均去除率为(24.99 ±1.52)%和(18.74 ± 1.38)%;不同曝气条件的影响研究发现,曝气/停曝时间比2:4、曝气量60 L·h -1工况下,系统COD Mn 和NH 4+—N 去除率均有所提高,相比对照组NO 3-—N 积累更为明显;水力停留时间(HRT)变化对系统NH 4+—N 、COD Mn 等的去除影响不大,但缩短HRT 时叶绿素a 去除率有所降低;分析反应器内填料表面微生物相发现,试验组填料表面有溶藻菌富集,推测对照组除藻主要通过填料对藻类的吸附去除,而试验组则是藻类吸附在填料表面后通过溶藻微生物实现藻类去除。
关键词:溶藻菌;受污染水源水;生物膜;除藻;脱氮中图分类号:X172 文献标识码:A 文章编号:1674-5906(2012)08-1440-07随着社会经济迅猛发展和小城镇规模不断扩大,我国城镇地表水和地下水源严重污染,且有加剧趋势。
第十二章水生植物的水质净化作用及其应用1.水生植被健全的水体,其水质通常比较清澄,为什么?答:大型水生植物主要通过物理和生物化学作用促进水中悬浮物质的沉降。
物理作用主要是由于大型水生植物在水中形成的茂密植被具有抑制风浪和减缓水流的功能,由此可促进水中悬浮物的沉降,以及减少底泥中颗粒物的再悬浮。
生物化学作用则是指植物根部释放出氧气形成根际氧化区,使底泥由厌氧状态转变为好氧状态,避免因有机物厌氧分解导致的底泥上浮,因此有水生植被存在的水体,水质都比较澄清。
2.大型水生植物能吸收或分解哪些污染物?答:水生植物直接吸收、降解的污染物包括两大类:氮磷等植物营养物质和对水生生物有毒害作用的某些重金属和有机物。
3.大型水生植物抑制浮游藻类生长的主要机理是什么?答:大型水生植物和浮游藻类同为水体初级生产者,相互之间具有竞争抑制的特点,在大型水生植物占优势的情况下,藻类的生长可以被抑制。
大型水生植物主要通过以下两种机制抑制藻类生长:(1)资源竞争抑制(2)释放抑藻化感物质4.浮游藻类有哪些水质净化功能?答:(1)对氮磷的吸收氮磷是浮游藻类必需的营养物质,因此藻类大量生长时,可以吸收水中的氮磷转化为自身的结构组成物质。
(2)对重金属的去除浮游藻类可以吸收富集水中的重金属。
藻类去除重金属的过程包括吸附和转移两个阶段。
(3)对有机物的去除藻类对有机物的去除机理分为两种:转化降解和富集。
5.漂浮植物水处理系统的水质净化机理是什么?答:漂浮植物水处理系统依靠植物和微生物的共同作用完成水质净化。
漂浮植物在塘表面形成一个垫层,垫层的下面由于植物释放氧气在根系附近形成好氧层,向下随氧含量逐渐减少形成兼氧层和厌氧层。
三个层中存在对应的好氧、兼氧、厌氧微生物群落。
塘内有机物的降解主要通过微生物来完成。
氮的去除主要通过四个过程完成:(1)植物的吸收;(2)随固体颗粒物的沉降;(3)硝化、反硝化;(4)氨的挥发。
磷的去除主要是通过植物的吸收和沉降作用。
第52卷第4期 2006年8月武汉大学学报(理学版)J.Wuhan Univ.(Nat.Sci.Ed.)Vol.52No.4 Aug.2006,487~491 收稿日期:2006202228 通讯联系人 E 2mail :Huzy @基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目资助(2002AA601021);国家重点基础研究发展规划(973)项目资助(2002CB412309)作者简介:凌晓欢(19822),男,硕士生,现从事藻类水质净化研究.文章编号:167128836(2006)0420487205两种藻类对水体氮、磷去除效果凌晓欢1,2,况琪军1,邱昌恩1,2,胡征宇1(1.中国科学院水生生物研究所/淡水生态与生物技术国家重点实验室,湖北武汉430072;2.中国科学院研究生院,北京100049) 摘 要:借助人工装置和露天水池,通过分析实验水体中氮、磷元素浓度的变化,研究了实验室条件下一种绿球藻(Chlorococcum sp.)和露天小型生态系统中寡枝刚毛藻(Cladophora oli goclona K ütz ).对污水中氮磷营养的去除效果.结果显示:绿球藻在高浓度氮和磷的污水中生长良好并维持较高的氮磷去除率,在6天处理期间,人工污水中总溶解性氮、硝酸盐氮、氨氮、总溶解性磷的去除率分别达到46.2%,37.8%,98.4%和79.3%;在对天然湖泊水的处理中,绿球藻对总溶解性磷的去除率在第5天为79.2%.室外条件下,该刚毛藻通过吸收水体中的氮、磷营养维持自身正常生长代谢,从而降低水体的电导率和改善水质.根据本次研究,结果两种被试藻类均可作为污水处理用藻类,其中Chlorococcum sp.适合用于静态水体的修复与改善,Cladop hora oli goclona 适合于流动水体的减负与治理.关 键 词:绿球藻;刚毛藻;氮;磷;水质;净化中图分类号:X 171 文献标识码:A0 引 言 应用藻类进行水质净化的研究,自20世纪50年代起,至今已有近60年的历史[1].早期主要是应用微型藻悬浮培养技术进行污水处理,相关技术有藻菌氧化塘、高效藻类塘、活性藻[2]等.由于微型藻悬浮培养技术在实际应用中有诸如过量藻体不易收获、出水中仍有藻类细胞残留等问题,科学家们随之将研究的焦点更多地集中在固着藻类的研究与应用上,如:固定化藻类技术[3]和藻菌生物膜技术.Da Costa [4]的研究结果证明,固定化藻类不但能有效去除污水中的氮磷营养,对去除镉和锌等重金属离子也效果显著.由于受限于固定藻类用载体的成本较高,以致该项技术仅停留在实验室规模的研究和探索阶段,至今未见大规模实际应用的报道.吴永红等[5]以高分子材料的人工水草作为藻菌生物膜载体,用于改善富营养化水体的水质,同样获得较为理想的水质净化效果.为了进一步挖掘和筛选能有效净化污水且藻细胞易于收获的藻种,拓展藻类在污水处理中的应用范围,本文研究了一种极为耐污的绿球藻(Chlorococcum sp.)和寡枝刚毛藻(Cl adop hora oli goclona K ütz )对氮磷的去除效果,对二者各自的应用前景作了简要分析,同时对藻类水质净化的优势进行了探讨.1 材料和方法1.1 室内实验藻种与培养条件绿球藻(Chlorococcum sp.)采自美国亚里桑那州一家污水处理厂,应用微藻分离纯化的方法,用B G11琼脂培养基分离纯化后保种培养.在无菌条件下,将琼脂培养基上的单个藻落转接到B G11液体培养基中,置L R H 22502G 光照培养箱中培养,培养温度(25±1)℃,光照强度35~40μmol/m -2・s -1,在获得足够生物量后用于污水处理试验.实验污水分别为人工合成污水和天然富营养化湖泊水.人工合成污水配方为:NaNO 30.425g 、(N H 4)2SO 40.075g 、MgSO 4・7H 2O 0.025g 、Ca (H 2PO 4)20.03g 、Na HCO 30.30g 、FeCl 30.0015g ,用自来水定容至1L.天然富营养化湖泊水采自武汉东湖茶港湖区,经25号浮游生物网过滤去除明武汉大学学报(理学版)第52卷显颗粒后使用.实验装置为有机玻璃水槽,一次性加注污水,用空气泵曝气培养;4只20W日光灯提供光照.光照强度140μmol/m-2・s-1左右,水温分别为(25.5±0.5)℃(人工合成污水)和(22.5±0.5)℃(天然湖泊水).实验分别设处理组和对照组,其中人工合成污水和天然湖泊水处理组的绿球藻接种密度分别为2.88×105细胞/L和1.87×105细胞/L,对照组不投加藻种,用以扣除因光解和其他未知因素导致的营养减少,其他条件两组保持一致.依据处理系统中营养浓度的日减少量确定藻类对氮磷的去除效果. 1.2 室外实验藻种与实验设置刚毛藻(Cl adop hora oli golona)采自东湖湖岸.以水生所标本馆楼前景观水池为实验水体,该水池底部布满鹅卵石.实验藻种采回后直接接种到水池一端,待藻类生长正常并达到足够生物量后,将池中枯枝落叶等杂物基本清除,用防水布将水池一隔为二,分别设为实验区和对照区,定点取样.实验区设藻类密集区和藻类稀少区两个采样点,无藻类对照区设一个采样点,用与对照区相比的减少量确定被试藻类对营养盐的去除效果.藻类密集区、藻类稀少区、对照区依次简记为一区、二区、三区.实验时间为夏季,白天水温28~30℃,阳光直射的时间每天约5h.1.3 检测项目及分析方法实验期间,主要测定了总氮(TN)、氨氮(N H42 N)、硝酸盐氮(NO32N)、总磷(TP)、溶解性正磷酸盐(SRP)5项化学指标.其中,TN用过硫酸钾氧化2紫外分光光度法测定,N H42N用纳氏试剂光度法测定,NO32N用紫外分光光度法测定,TP用过硫酸钾消解-钼锑抗分光光度法测定,SRP用钼锑抗分光光度法测定[6].取样时,使用便携式p H计和电导率计现场测定水温、电导率、p H值三项理化指标.室内实验中,所有用于测定水化学指标的水样均先经0.45μm孔径滤膜抽滤,因此该部分实验数据中以总溶解性氮(TSN)和总溶解性磷(TSP)代替TN、TP.2 结果与讨论2.1 室内条件下绿球藻对N、P的去除效果2.1.1 对人工合成污水的净化效果如图1所示,实验期间悬浮培养的绿球藻对人工合成污水中的N、P均有明显去除效果,其中,对N H42N的去除最为迅速,扣除对照组的自然降解量,第1天的净去除率为92.1%,并最终将N H42N 浓度控制在0.30mg/L左右;对TSN和NO32N的去除率均显示随处理时间的延长呈稳步上升趋势,第1天的去除率不足10%,第6日分别达到29.1%和34.2%,这与作者早期报道的藻类优先利用氨态氮的结果极为吻合[7].绿球藻对TSP的去除效果较为明显,首日的去除率为61.0%,第4天即达到79.8%,第6天为77.5%,略有下降. 与Tam[8]报道的悬浮培养的小球藻在一周处理期间可去除2/3以上氮和磷的结果相比,本实验中绿球藻悬浮培养系统在除氮方面有所不及,但除磷效果有明显优势.实验过程中发现绿球藻的细胞个体较大,细胞壁较厚,24h曝气亦难以维持其均匀悬浮状态,尤其在实验后期,大量的藻类细胞粘附于处理系统的四壁或沉到底部,以致悬浮液中绿球藻的细胞数量逐渐减少,而在沉积物中的藻类细胞却显著增多.绿球藻的这种生长特性对藻类悬浮培养系统的污水处理效果有一定负面影响,但从另一角度来看,这一特性便于通过沉淀的方式从出水中除去藻类细胞,增加出水的透明度.2.1.2 对富营养化湖泊水的净化效果为了探讨绿球藻对富营养化湖泊水的处理效果,作者将取自武汉东湖茶港湖区的水代替人工污水做了进一步处理实验.由于取水时恰逢丰水期,原水中的TSN浓度仅0.8mg/L;而由对照组实验期间TSP最大值超过0.280mg/L可推知原水中TP 一定大于0.280mg/L.根据地表水环境质量标准[9],TP指标属于劣五类水质.说明该实验用水中磷营养达到富营养化水平,而氮含量相对偏低.对藻类悬浮液吸光度的测定结果表明,实验过程中绿球藻的生物量增长不快,分析认为与实验湖水中氮磷比例失调有关.一般情况下,维持藻类正常生长的氮磷比例至少需7∶1~10∶1,而本实验原水884第4期凌晓欢等:两种藻类对水体氮、磷去除效果中氮磷比仅有约3∶1.加之本实验用藻在保种期间一直培养在TN 浓度高达75mg/L 以上的B G11液体培养基中,当将其转入氮营养并不充足的天然湖泊水后,需要一定的时间逐渐适应.由于实验用湖泊水体中原始氮浓度不高,以致绿球藻对氮的去除率非常低,但对磷的去除效果显著(图2). 在实验期间,对照组的溶解性TSP 和SRP 水平第1天先上升,自第2天开始缓慢下降,最终依然高于初始值,而实验处理组的磷指标持续下降,TSP 和SRP 水平分别降低到初始值的约53%和17%,说明实验期间原水中的颗粒物分解后有部分磷释放到水体中.扣除对照组的自然降解量,绿球藻对天然湖泊水中TSP 的去除率持续上升,第5日达到79.2%;对SRP 的去除率第2日即达到86.6%,最高达94.1%.可见,本实验用绿球藻悬浮培养系统对天然富营养化湖泊水中磷的去除效果显著,值得注意的是,该藻在加以适当驯化处理前,不适合用于较低氮浓度污水的脱氮脱磷深度处理.同时本实验结果进一步印证了其他悬浮藻类水质净化研究中关于藻类不仅通过吸收转化过程,还通过改变水体理化条件来去除污水中氮、磷的推测[10,11].2.2 室外条件下刚毛藻对N 、P 的去除效果图3、图4分别是实验期间水体中总氮的浓度变化及其去除率.数据显示:实验区的TN 、N H 42N 浓度较对照区的低.其中藻类密集区TN 的减少率波动在13.5%至45.8%之间,N H 42N 的减少率波动在33.3%至50.0%之间;藻类稀少区TN 的最低和最高减少率分别为11.9%和24.6%,N H 42N 的最低和最高减少率分别为8.3%和20.0%.实验期间,藻类对N H 42N 的去除率偶尔出现过负值,是否因人为操作有误,还是其他原因,有待进一步实验验证. 图5是实验期间水体中总磷的浓度变化,SRP 的浓度各采样点一直不超过最低检测限(0.003mg/L ).从表面上看,实验中刚毛藻对TP 与SRP的去除效果不明显;深入分析后发现,实验水域底部沉积物丰富,并有大量鱼类及其他水生动物活动,尤以藻类密集区为多,实验区藻类及其他生物的代谢活动作用于沉积物引起的TP 释放要比对照区强得多,但在水域恢复稳定状态后藻类密集区的TP 浓度略低于另外两区,由此显示出刚毛藻密集区对磷的去除效果.从SRP 的数据看,无藻对照区和藻类稀少区水体中SRP 均未检测到,而藻类密集区却持续处于检测限水平.综合两项数据,藻类密集区TP 较低而SRP 较高,据此推断,在实验水域中磷经由以下途径得以去除:沉积物—水体TP —SRP —藻类吸收转化.在藻类密集区,由沉积物到SRP 的过程速度较快,刚毛藻生长迅速,并大量吸收转化水体中984武汉大学学报(理学版)第52卷的SRP;而在对照区,从沉积物到SRP的过程相对缓慢,池内残余的少量各种藻类的吸收也能有效抑制水中的磷含量,这样才形成了实验所获得的数据分布情况.单从水样的测定结果来看,藻类的除磷效果并不明显;但从实验水域整个生态系统的尺度来考虑,刚毛藻确实有效地吸收了磷元素,并能将其从该生态系统中完全清除.目前,许多富营养化湖泊难以治理的一个关键原因就是超富营养化底泥的释放问题,从这一点来看,探讨藻类对沉积物中磷的吸收具有更重要的实际意义. 总的来说,在实验水域生态系统中,该刚毛藻能适应较高水温,在营养浓度不高的水体中仍能显示对氮、磷的去除效果,提高p H值,降低电导率.3 结 论根据本文研究结果并参考相关文献,两种被试藻类应用于水质净化,除具有藻类水质净化的一般优势外,还具有以下特点:绿球藻虽是单细胞藻类,但其细胞体积大,易于获得足够生物量,其细胞壁较厚,在培养过程中表现出明显的附着和沉积特性,且能通过特殊生理反应耐受高浓度氮磷和重金属[12].刚毛藻适应的营养浓度范围很广,无论在营养浓度很低的水源水还是在氮磷浓度极高的人工合成生活污水中,刚毛藻均可维持正常生长代谢并有效降低水体中的氮磷营养浓度[7].综合以上分析,绿球藻可望在生活污水和工业废水的藻菌生物膜法处理中得到应用,而刚毛藻在改善富营养化水体的水质和污水处理厂二级出水的三级深度处理中均有较好应用前景.在水环境污染日益严重、水资源日趋短缺的今天,藻类水质净化技术因其特有的优势,越来越受到各国环保学者的重视.无论是藻菌生物膜,还是作者已在探讨的大型丝状藻类和着生藻类水处理技术,对水质的净化效果均不容置疑[13,14].目前需要做的就是对这些藻类技术作进一步的完善,以尽早解决与实际应用相关的藻类保种和大规模培养的技术问题,使其产生巨大的环境和经济效益.参考文献:[1] Oswald W J,G otaas H B.Photosynthesis in SewageTreatment[J].T rans A m S oc Civ Eng,1957,122:732 105.[2] Mc Griff C E,Mc K inney R E.The Removal of Nutri2ents and Organics by Activated 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伴随着气温的回升,北方的水产养殖业迎来了崭新的一年。
除了养殖动物都已各就各位,不请自来涌入池塘里的还有部分赤潮藻类。
蓝藻大部分蓝藻易出现在淡水养殖池塘,但近两年来蓝藻在海水池塘中频频亮相,以反面教材的形象引人关注。
近些年来东港海域蓝藻首次出现的时间在2014年6月,因其体积较小,几乎不活动在当时被误以为是杂质。
确认为藻类后,因其引起水质发黄,透明度急剧下降而再次被误以为是金藻或是黄藻。
最后被归纳为蓝藻门隐球藻属已经是当年8月份了。
蓝藻的繁殖对于温度很敏感,在温度17℃以下时不易大量繁殖且对养殖动物危害较小,温度达到25℃以上时,由于其他藻类繁殖受到限制,同时又被养殖动物大量摄取,竞争营养的藻类减少从而使得蓝藻形成优势种群并在池塘内爆发。
蓝藻喜欢偏碱性水体,一般在pH值8.0—9.5间水体中易形成种群优势。
蓝藻既可以利用水中的氮元素,但对磷元素的利用率更高。
含磷比较高的富营养化池塘可能导致蓝藻的大量繁殖,因蓝藻与其它藻类构成池塘生态系统中的生产者为养殖池塘提供了近八成的溶解氧,因此这些生产者除了参与池塘生态系统中的物质循环,也影响着养殖动物的生存。
海域蓝藻赤潮的形成大致分四个阶段:休眠期,复苏期,繁殖数量增加,蓝藻上浮。
上浮后形成蓝藻赤潮,继而出现转水现象。
【蓝藻的危害】蓝藻会改变膨压,高温强光照环境下聚集水体表层吸收大部分阳光,在自己大量繁殖的同时抑制其它藻类正常繁殖,蓝藻的繁殖不断向水体分泌有毒的代谢物质,从而影响浮游生物的种族演替和繁殖周期,还可以引起浮游植物的大量死亡危害养殖动物。
蓝藻颗粒很难被养殖动物消化,大量繁殖后很快形成优势种群,蓝藻既可以和其它藻类形成竞争,也会在同类竞争中导致蓝藻大量死亡。
当蓝藻成为池塘中唯一优势种群后,便成为池塘溶解氧的主要来源,它的交替死亡会使得池塘溶解氧供应严重不足,死亡后的蓝藻自身分解也会消耗大量溶解氧,释放硫化氢等有毒物质,在缺氧和有毒物质聚集的环境下养殖动物极易出现死亡。
淡水小球藻的应用效果评估作为天然水体重要组成生物,微藻对水体的物质能量循环影响巨大,它不仅能利用水体营养物质通过光合作用合成有机物释放氧气,还是鱼、虾、贝育苗的开口饵料,直接影响苗种的存活率。
目前,微藻的开发与利用已由特种养殖品种转向了常规养殖品种,并逐渐成为水产领域的研发热点。
本文以一株淡水小球藻为实验对象,对其生态效应进行了评估,结果显示小球藻能够快速吸收水体中的氨氮,并对重金属铜离子具有较强的耐受能力,这不仅证明了小球藻在水生态修复方面有重要的作用,也为解决水质恶化问题提供了新思路。
一、实验材料小球藻:由水产科技公司生物质能室自主选育的一株淡水小球藻藻株。
培藻营养素:由水产科技公司生物质能室自主研发产品。
二、实验方法1、小球藻降低水体氨氮的效果实验采用养殖池水,外部添加NH4+-N以提高实验体系中的氨氮浓度,在体系中引入不同浓度的小球藻藻源,小球藻浓度分别为:15107个/L(实验组1)、45107个/L(实验组2)、120237个/L(实验组3),每天上午10点监测水体中的氨氮指标。
2、小球藻对铜离子的耐受性能评价鉴于实际养殖过程中控制微囊藻所使用的硫酸铜浓度在0.5-0.7mg/L的范围,实验设置硫酸铜浓度为0、0.5、1、1.5mg/L的4个实验梯度,每个实验设3个重复。
将处在对数生长期小球藻和微囊藻分别接种到添加不同浓度硫酸铜的100mL培养体系内。
每隔1天取样进行叶绿素的测定。
3、小球藻在养殖水体应用在水产科技公司1.5亩的土质池开展,使用水产科技公司藻种室的小球藻藻种和自主研发的培藻营养素配合使用来进行初期培藻实验,检测水体中的氨氮和优势藻数量变化。
三、实验结果1、小球藻降低水体氨氮效果从图1可以看出,接入小球藻后,各组水体中的氨氮均呈下降趋势。
由于养殖池水本身含有少量微藻,因此试验期间对照组中氨氮浓度也呈现下降趋势,但引入小球藻的实验组中氨氮下降更明显。
在第3天时,实验组2和实验组3中氨氮浓度均从2.5mg/L降到了1.0mg/L以下,小球藻对氨氮的去除率能达到70%以上。
淡水养殖螺对水体氮、磷去除效率的影响分析近年来,水体污染对生态环境和人类健康造成了越来越大的威胁。
氮和磷是水体中的主要营养物质,但过量的氮、磷会导致水体富营养化,引发水华和大规模死亡事件。
为了解决水体富营养化问题,人们开始探索利用生物方法降解水体中的氮和磷。
淡水养殖螺作为一种常见的水生生物,既被当作食品资源利用,又具有较强的氮、磷去除能力,因此成为了研究的热点对象。
淡水养殖螺通过摄食浮游植物、藻类和有机碎屑,将其中的氮、磷等营养物质吸收并转化为生物体组织。
因此,养殖螺对水体中的氮、磷去除效率具有一定的影响作用。
以下将针对淡水养殖螺对水体氮、磷去除效率的影响进行分析。
首先,淡水养殖螺数量对水体氮、磷去除效率的影响。
一般来说,螺的数量越多,去除营养物质的能力就越强。
研究表明,适宜的养殖密度可以显著提高淡水养殖螺对水体中氮、磷的去除效率。
然而,密度过高可能会导致过度竞争和资源匮乏,从而影响螺的生长和养殖效果。
因此,在实际养殖中需要控制适当的养殖密度,以达到最佳的氮、磷去除效果。
其次,淡水养殖螺饲料对水体氮、磷去除效率的影响。
养殖螺的饲料种类和组成对其生物学特性和氮、磷去除效果有着重要影响。
研究发现,不同种类的饲料对螺的生长和养殖效果有着明显的差异。
一些研究表明,富含高蛋白的饲料可以促进螺的生长和繁殖,并提高其对水体氮、磷的去除效率。
同时,饲料中磷的含量也会影响螺的繁殖和生长情况。
因此,在养殖螺过程中选择合适的饲料种类和组成,是提高氮、磷去除效率的重要因素。
第三,环境因素对淡水养殖螺氮、磷去除效率的影响。
环境因素包括水体温度、PH值、水质等,会直接影响螺的生长和养殖效果,进而影响其对水体中氮、磷的去除能力。
研究发现,较高的温度对螺的生长有促进作用,但过高的温度可能对其生长和养殖效果产生不利影响。
此外,PH值的变化也会对螺的生长和代谢过程产生一定影响,特定PH值条件下螺的养殖效果更佳。
另外,水体中溶解氧和硫化物含量的变化也会影响螺的生长和氮、磷去除效率。
藻类的实验室培养方法优化第1章绪论1.1 研究背景及目的由于水体富营养化加重,河流、湖泊(水库)中火量藻类繁殖,直接影响了人们的饮用水安全。
为了有效控制藻类的生长,对藻类的研究是非常必要的。
众所周知,富足的氮、憐等营养物质,缓慢的水流速度,适宜的气候条件包括水湿、光照等是特定优势藻生长繁衍所必需的环境条件。
目前人们对于富营养化水体中藻类的研究主要集中在温度、光照、营养盐水平下的藻类生长,并且找出了藻类生长与温度、光照、营养盐等之间的对应关系。
但是水体中浮游生物的种群交替和生物量的变化,不仅与水体的温度、光照周期、营养物质及生物自身的生理状态相关,还受到水体流动的影响。
本实验分别以实验室培养铜绿微囊藻为实验对象,参照藻类生长的最适宜环境条件,在温度、光照、pH值及营养盐条件一定的条件下,研究影响藻类生长的规律,为生态调水、生态河道设计流速的确定提供理论依据,控制或减少水体富营养化现象的发生。
1.2 藻种的分类藻类植物并不是一个单一的种群,它的分布范围极广,对环境条件要求不严,适应性较强。
有些种类的水藻在极低的营养浓度、极微弱的光照强度和相当低的温度下也能生活。
不同研究系统对藻类的分类方法各不相同,常用的分类系统,如,根据藻类的结构特征和藻细胞的生理生化特点,将藻类分为蓝藻门、硅藻门、黄藻门、绿藻门等共十一门,引起水体富营养化的藻类植物主要为蓝藻门和绿藻门;根据藻类在水中生长的位置,将藻类分为浮游藻类、飘浮藻类和底栖藻类。
硅藻门、甲藻门和绿藻门的单细胞种类以及蓝藻门的一些丝状的种类浮游生长在海洋、江河、湖泊,称为浮游藻类。
一下简要说明蓝藻和绿藻的种类、分布、形态和繁殖特征。
引起水体富营养化的藻类植物主要为蓝藻门和绿藻门。
1.2.1 蓝藻在中国,蓝藻是有毒有害性最强、分布范围最为广泛的一类淡水藻。
有毒的蓝藻藻种有:铜绿微囊藻,泡沫节球藻,水华鱼腥藻,阿氏颤藻,水华束丝藻等。
蓝藻是广适性藻类,分布十分广泛。
氮素营养对藻类生长和光合作用的影响藻类是一种常见的浮游生物,它们通常分布在淡水和海水中,对生态系统的平衡具有重要作用。
然而,藻类的生长和光合作用受许多环境因素的影响,其中氮素营养是一个重要的因素。
本文将讨论氮素营养对藻类生长和光合作用的影响。
氮素是植物生长所必需的元素之一,它在蛋白质合成中起着重要作用。
在自然环境中,氮素通常以硝酸盐和铵盐的形式存在,藻类可以利用这些化合物来合成蛋白质和其他生命所需的化合物。
然而,氮素的过量供应会对藻类生长和光合作用产生负面影响。
在一定程度上,氮素的过量供应可以促进藻类的生长。
这是因为氮素是制造叶绿体和细胞膜等有机化合物的重要原料。
当藻类获得更多的氮素时,它们可以加速生长,并产生更多的叶绿体和细胞膜,从而增加其光合作用产生的能量。
然而,当氮素过量供应时,生长的加速程度会出现饱和或逐渐减弱的趋势。
除此之外,氮素的过量供应还会对藻类的生理状态产生负面影响。
氮素浓度过高时会导致氨毒性,导致蛋白质合成过程中的代谢异常和细胞膜的破坏。
此外,过量的氮素供应也会影响藻类的光合作用产生的能量分配。
氮素过量供应可能导致光合色素合成的过多,并使光合色素的比例失衡。
这样会使藻类更容易受到光照不足和光照过剩的影响,从而影响光合作用的效率。
相反,氮素的缺乏会明显减缓藻类的生长和光合作用产生的能量。
当氮素供应不足时,藻类无法合成足够的蛋白质和细胞膜,从而限制其生长速率。
氮素缺乏还会导致光合酶的合成过程中发生异常,从而减少光合作用的效率。
此外,氮素缺乏也会导致光合色素合成不足,使藻类更易受到光照不足的影响。
综上所述,氮素营养对藻类的生长和光合作用产生着至关重要的影响。
氮素过量供应可能导致饱和和毒性,而氮素缺乏则会严重限制其生长和光合作用的能力。
因此,在藻类的培养和生态环境管理中,合理控制氮素的供应是很重要的。