钛酸盐纳米材料和斜生四链藻协同处理农村生活污水的效应研究

当前我国农村生活污水治理形势依然严峻.藻类和纳米材料结合可以有效地处理生活污水，探究纳米材料对生活污水中藻类的影响十分重要.基于钛酸盐纳米材料的调控，研究斜生四链藻处理生活污水的效应.结果表明，低质量浓度钛酸盐纳米材料添加到生活污水中后，斜生四链藻细胞经过6 d的适应期，表现出一定的生长促进作用，在10 d的培养过程中藻细胞增长了近97%.在质量浓度0.1 g/L的添加下，钛酸盐纳米材料对藻类生物量增长的影响最大，在0.2 g/L的添加质量浓度下，藻细胞生长受到抑制.     

铜陵市天井湖藻华探析及控制对策

今年7月,铜陵市天井湖首次发生藻华,本文通过对此次藻华的调查,分析了藻华发生的原因,在此基础上提出了控制对策。     

赤潮异弯藻对CO2浓度、温度和营养盐变化的响应

赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)是爆发有害藻华的常见藻种,也是危害海洋渔业的赤潮生物之一,广泛分布在全球近岸海域.随着大气CO₂浓度升高、全球变暖及人类活动导致陆源营养盐入海通量的增加,在河口及近岸海域频发藻华.本研究通过调控营养盐浓度、CO₂浓度和温度,探讨了当前气候变化趋势下赤潮异弯藻生长对营养盐变化的响应.结果显示,在所有CO₂浓度和温度条件下,低磷组的赤潮异弯藻细胞密度和比生长速率均显著低于高磷组的;当CO₂浓度升高时,赤潮异弯藻细胞最大密度和比生长速率均显著提高;当同时升高CO₂浓度和温度时,其比生长速率再次显著增加;赤潮异弯藻的生长对不同CO₂浓度和温度的响应在4种营养条件下类似.该研究表明,磷浓度是控制赤潮异弯藻生长的主要因子,在未来气候条件下赤潮异弯藻爆发藻华的强度和风险不断增加.控制营养盐的增加,特别是磷酸盐浓度,可能是防控赤潮异弯藻爆发的关键手段之一.该研究结果可为近岸水域的海洋生态管理提供参考.     

典型性微量金属元素对藻华的激励趋势探讨

Fe、Mn、Zn等典型性微量营养元素对藻类增殖的影响是探讨藻华成因分析的重要内容.通过设计系列正交实验,研究代表性微量元素Fe、Mn、Zn对常见藻华生物(蓝藻、绿藻)的影响,结果表明:P、Fe、Mn、Zn的质量浓度变化对藻生长速率激励效果明显,显著性顺序依次为:ZnPFeMn.通过单独添加Fe、Mn、Zn的方法进一步进行了藻增长潜力实验.结果表明:在Fe、Mn、Zn质量浓度分别为0.20、0.13、0.033mg/L时,藻类生长速率达到最大值,低于该质量浓度时,金属离子质量浓度与藻类生长速率、生物量呈正相关;高于该质量浓度时,金属离子质量浓度与藻生长水平呈反相关;拟合Fe、Mn、Zn质量浓度与藻生长速率之间的数值关系,分别得到相关系数为0.93、0.87、0.90的回归方程;根据微量元素与藻类生长速率之间的相关性,可以对藻华的爆发时间或程度进行一定精度的预测.正交实验中,锰的激励作用受微量元素之间的竞争性抑制而被消弱,反映出锰的作用机理比较复杂,有待于深入研究.     

基于海洋生态在线监测浮标数据的钦州湾藻华过程研究

2018年8月19日至23日,广西钦州湾海域发生由红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)引起的藻华暴发现象.为探讨在线监测浮标应用于赤潮预警研究的作用,本文使用2018年8月16日至27日位于藻华海域的GX11号广西海洋生态在线监测浮标数据,分析藻华暴发过程前后风速、气温、水温、盐度、pH值、溶解氧、叶绿素...     

海洋甲藻包囊及沿革

某些甲藻在面对不良环境时,机体会采取一定的措施——失去鞭毛、积累营养物质形成甲藻包囊沉入水层底部,一旦周围环境适宜,沉积物中甲藻包囊便可以萌发形成营养细胞再次进入水体.甲藻包囊的大量萌发极易形成甲藻优势种爆发,进而出现有害藻华现象.作为甲藻生活史中的一个重要阶段,包囊对甲藻种群的生存与发展具有重要的作用.甲藻包囊组成与分布可以间接反映一段时期内上层水体的营养状况,继而推测出调查海域是否有藻华爆发的潜在威胁.本文主要阐述了甲藻包囊的基本形态分类和术语,甲藻包囊沿革及其国内外研究现状,并对甲藻包囊与上层水体浮游植物的相互关系进行讨论.     

荔波小七孔钙华藻类多样性初步研究

对荔波小七孔钙华藻类的物种多样性进行了初步研究 ,通过定性、定量的分析 ,共计录 75种 (包括变种和变型 ) ,隶属于 3门 5纲 9目 14科 2 6属。小七孔钙华藻类是以蓝藻中可疑席藻 (PhormidiumambiguumGom .)占绝对优势的单优势藻类群落。多样性分析结果表明 ,该地区钙华藻类的物种丰富度指数dMA的取值范围为0 92 1～ 1.4 82 ,多样性指数H的范围为 0 .0 0 36 6～ 0 .0 1135 ,均匀度e为 0 .0 0 10 9～ 0 .0 0 373。小七孔钙华主要是由可疑席藻群落控制构建的     

我国科学家关于湖泊水华治理的研究取得重要进展

在国家科技部和国家自然科学基金委员会的资助下，中国科学院生态环境研究中心潘纲研究员经过多年的努力，在湖泊富营养化治理方面取得重要进展．最近其代表性成果以3篇系列论文的形式发表于Environmental Pollution，并被国际环境领域的著名期刊Environmental Science＆Technology在Technology News专栏以“Quick，cheap method for algae removal”为题做了重点介绍．ES＆T评价认为“这是一种快速、廉价清除藻华的方法，特别适合于淡水有毒藻华的应急清除，而且可提供一个永久性修复遭受藻华危害的湖泊并恢复其生态的长期战略”．     

四种纳米氧化物对小球藻的毒性效应研究

本文旨在研究四种纳米氧化物(nZnO、nNiO、nSiO2、nFe2O3)对小球藻(Chlorella vulgaris)的毒性效应.通过不同浓度纳米材料对小球藻的96 h急性毒性实验,考察了纳米氧化物对小球藻生长状况和藻细胞内叶绿素、蛋白质含量的影响.结果表明:低浓度纳米材料促进藻细胞生长,叶绿素a和可溶性蛋白质含量也相应增加;高浓度纳米材料对藻类均产生不同程度的生长抑制作用,该效应表现出一定的浓度依赖性,且nZnO、nNiO、nSiO2和nFe2O3开始表现抑制作用的浓度分别为≥0.5、1.0、10.0和100.0 mg/L.另外,nZnO的半数效应浓度(EC50)值为2.41 mg/L,毒性最强;nNiO次之,EC50值为51.03 mg/L,nSiO2和nFe2O3毒性较小,EC50值分别为198.80和271.76 mg/L.     

纳米材料组成及其应用

近年来,纳米技术与热力学、生物物理学、材料化学、高分子化学等诸多学科的交叉渗透,纳米材料的生产和研发日新月异的变化,相继出现了生物纳米材料、无机纳米材料、纳米高分子复合材料等等新型化学材料.本文简要介绍了纳米材料的组成,并对纳米材料在化工、生物医学、能源、环境、食品、航天技术等领域的应用进行了综述,最后对纳米材料的发展趋势进行了展望.     

三种机器学习模型在太湖藻华面积预测中的应用

基于2014—2018年太湖气象水文水质数据与卫星遥感数据,分别采用支持向量机(SVM)、长短记忆神经网络(LSTM)、极端梯度提升树(XGBoost)模型模拟全太湖、贡湖、南部沿岸区、中西北湖区的蓝藻水华(简称藻华)面积。结果表明:(a)XGBoost全太湖与分区藻华面积回归模型模拟效果较好,其次是SVM、LSTM回归模型;不同时间尺度下SVM、XGBoost回归模型对全太湖藻华面积模拟结果偏小,但有效模拟了藻华的发展趋势。(b)XGBoost分类模型在全太湖、中西北湖区模拟准确率较高,优于SVM、LSTM分类模型;在贡湖、南部沿岸区,3种分类模型准确率均较高。(c)以当天、提前1 d的气象水文水质因子作为全太湖与分区藻华面积模型输入,XGBoost回归与分类模型模拟精度较高、稳健性较好,预测应用情景较好。     

碳纳米材料对水泥基材料耐久性的影响研究

随着工程环境日趋复杂,水泥基材料的耐久性问题成为其发展的制约因素.碳纳米材料可促进水泥水化、从微观角度优化水泥基材料内部结构,进而有效强化其耐久性.综述了碳纳米材料对水泥基材料耐久性强化的最新进展,重点讨论碳纳米材料的分散性、强化机理,并对碳纳米材料应用于水泥基材料中存在的问题及发展方向进行了探讨.     

水提分离钝顶螺旋藻藻蓝蛋白及其稳定性研究

应用水提法分离钝顶螺旋藻藻蓝蛋白后,考察了螺旋藻细胞破碎液的藻液比、盐离子浓度、pH和环境温度等对藻蓝蛋白分离的影响,并对藻蓝蛋白的耐热性能及耐酸碱性能进行了研究.结果表明：用藻液比为5 g/L及50%（NH4）2SO4进行盐析沉淀,提取藻蓝蛋白的收率可达62.4 mg/g藻粉;螺旋藻藻蓝蛋白在常温时保持稳定,在较高温度时稳定性下降;在中性溶液环境时,藻蓝蛋白的稳定性良好,偏酸或偏碱环境均改变螺旋藻藻蓝蛋白的性能.     

纳米材料毒性机制及其影响因素

纳米材料以其独特的物理化学性质被广泛应用到工农业和人们生活的各个领域,随着纳米材料的生产加工和使用,纳米材料可以经过大气循环、水循环、生物循环进入生态环境,进而侵染生物体,影响人类健康.因此,纳米材料的毒性问题日益受到人们的关注,而纳米材料毒性机制和影响因素是纳米材料毒性研究的热点问题之一.目前,氧化应激和炎症反应是解释纳米材料毒性的两种主要机制,此外,越来越多的研究表明自噬也是纳米材料毒性的一种潜在机制,并且自噬可能与氧化应激和炎症反应相互关联.另一方面,纳米材料的物理化学性质如尺寸、形状、表面修饰等对其毒性产生重要影响.本文首先概括了纳米颗粒进入环境及侵染生物体的方式,分析纳米材料引起生物和环境毒性的机制,最后对影响纳米材料毒性的因素进行深入探讨,以期为纳米毒理学研究提供帮助.     

不同碳源下共存细菌对铜绿微囊藻生长的影响

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)可通过二氧化碳浓缩机制(carbon concentrating mechanism, CCM)利用水环境中的无机碳进行光合固碳来促进自身生长,是引发淡水蓝藻水华的优势种。自然水体生态系统中菌藻共生体系是其重要组成部分,对藻华起到重要调控作用,但有关不同碳源条件下共生细菌对蓝藻藻华的影响仍不清楚。文章以铜绿微囊藻为模式蓝藻,探究在不同碳源组合下共存细菌对其生长的影响。在总碳(total carbon, TC)质量浓度为25 mg/L的无机碳源和有机碳源组合,环境初始菌藻比为1∶2时,铜绿微囊藻的最大生物量达到最大值5.0×10⁷个/mL,是纯藻对照组最大生物量的2.05倍;在加入25 mg/L的有机碳源,初始菌藻比为5∶1时,培养周期内可预测的最大生物量达到最小,为1.5×10⁷个/mL,仅为纯藻对照组最大生物量的0.76倍。结果表明：不同碳源下初始细菌的出现会极大程度地影响铜绿微囊藻的生长,其中,在无机碳源和混合碳源的营养条件下,初始细菌显著加快了铜绿微囊藻的生长繁殖。     

光催化纳米材料降解微囊藻毒素的研究进展

随着水体富营养化问题的日益严重,藻类爆发频繁,藻类产生的藻毒素问题已经成为比较关注的热点.传统的水处理技术对微囊藻毒素去除效果不理想,因此需要寻找一种经济、绿色、高效的微囊藻毒素去除技术.本文概述光催化纳米材料的改性方法、制备方法及研究现状.     

赤潮藻米氏凯伦藻抑藻细菌的筛选及鉴定

从赤潮藻米氏凯伦藻藻液环境中分离得到一株对其宿主具有抑制作用的细菌.通过16S rRNA基因测序方法对该细菌进行种属鉴定,菌株隶属于副球菌属(Paracoccus sp.).研究了副球菌对米氏凯伦藻生长的抑制效果,结果表明,该细菌对米氏凯伦藻呈现出显著的抑制效应,且抑藻效果呈现出作用浓度与作用时间依赖性.随着菌液作用浓度升高,米氏凯伦藻生长量逐渐减小,在3%和5%作用浓度,处理时间3天时,副球菌对米氏凯伦藻的抑制率达到95%以上.研究结果为治理米氏凯伦藻赤潮提供了基础数据.     

基于18S rDNA序列鉴定北部湾养殖区引发藻华的一株原甲藻

高度保守的核糖体18SrDNA序列可用于经济快捷且精确地鉴定浮游植物的种类。2018年夏季,广西北部湾近海的对虾养殖区内发生了原甲藻引起的藻华,藻华的优势种密度为5.5×105 cells·L~(-1),本文采用形态学观察法结合序列分析鉴定的方法来鉴定该藻的种类。结果表明,在形态上,这株分离培养获得的原甲藻(编号BBGA-9003),其大部分细胞类似心形或卵形,少部分细胞近似三角形,鞭毛2条,细胞长和宽分别为(16.55±1.42)μm和(13.84±1.86)μm。该原甲藻经18SrDNA基因序列测定并进行BLAST分析,结果表明该原甲藻序列和GenBank中56株不同种原甲藻具有很高的同源性,在系统进化树上与不同来源的微小原甲藻聚在一大分支上,且与各微小原甲藻间的遗传距离均小于与其他种间的遗传距离。因此,从分子生物学的角度鉴定该株原甲藻属于微小原甲藻,此种藻华的发生意味着北部湾养殖区有害藻华种类多样性的增加。本研究为18SrDNA序列测定用于海洋浮游植物种类鉴定提供了实验依据,也为广西北部湾养殖区有害藻华的防治提供基础资料。     

红枫湖蓝藻水华的成因及其控制对策

2009-2011年,项目组通过收集历史资料、采集水样、室内检测和鉴定,明确了红枫湖水华形成的藻类种类为蓝藻门、色球藻目、色球藻科、微囊藻属的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa),并结合野外水华形成过程的原位观测和数据分析,探讨了红枫湖水华发生的原因,并提出了相应的控制措施。     

海洋浮游植物休眠期的生态学研究

休眠期是甲藻和硅藻抵御外界不利环境条件的一种有效的生理反应机制,也是许多赤潮藻生活史中的一个重要生活阶段.从生态分布、生态作用尤其是在赤潮生消过程中的作用等角度简述了海洋浮游甲藻和硅藻休眠期的生态学的研究情况,并对二者的生态学特征进行比较.甲藻孢囊和硅藻休止细胞在海洋沉积物中的丰度有明显差别,前者较后者具有更明显的季节性萌发能力.温度和光照是影响二者萌发的重要生态因子,温度是甲藻孢囊萌发不可或缺的因素,而光照是硅藻休止细胞萌发的触发因子.二者在种源策略和生态特征上的差异导致了不同的群落演替模式和引发藻华的机制.