水华鱼腥藻生物防治的初步研究
发布时间：2020-09-27 14:19
地表水体的富营养化是当今社会面临的一个重大环境问题,而在很多富营养化水体中通常都会出现蓝藻水华现象。蓝藻水华的形成给水体带来了极大地危害,不光影响水体景观功能,许多形成水华的蓝藻还能够释放大量对水环境和人类健康造成严重危害的次生代谢产物。其中主要物质就是蓝藻毒素,会破坏水体原有健康稳定的生态系统,导致水体变黑变臭,甚至使水体丧失基本功能。我国是富营养化程度最严重,受蓝藻水华影响最大的国家之一,尤其是在饮用水源地及养殖水体区域,蓝藻水华问题尤为突出,给社会造成的经济影响及对公共卫生安全造成的威胁不容忽视。本论文针对蓝藻水华中的代表属种——水华鱼腥藻进行研究,分别以水生动物(椎实螺)和水生微生物(一株海洋细菌)在实验室条件下对其进行抑藻实验研究,通过单一抑藻方式对抑藻效果进行初步量化研究,在此基础上探究多物种抑藻的可行性。在实验室研究的基础上进行扩大培养,模拟开放水体环境研究多物种抑藻方式的效果及对水体的影响。本论文的主要研究结果如下:(1)椎实螺对水华鱼腥藻的抑藻效果实验研究发现,椎实螺对水华鱼腥藻的生长有非常显著的抑制效果。以投放5只椎实螺为例,可在5天内将250mL水华鱼腥藻藻液从初始藻生物量约为7.4×106μm·mL-1降低至1.1×106μm·mL-1,水华鱼腥藻5天抑制率达到83.7%。同时水体中叶绿素a和藻蓝蛋白分别下降了 76.4%和80.7%,胞外可溶性多糖浓度上升21.9%,可溶性蛋白浓度下降了 99.5%。通过改变投加椎实螺数量和初始水华鱼腥藻藻生物量进行抑藻实验,发现椎实螺添加量越多,初始藻生物量越少,抑藻效果越好,验证了椎实螺作为控藻生物的可行性。(2)根据6株海洋菌株相同发酵液添加量对水华鱼腥藻抑藻效果的差异选取菌株HY339作为目标菌株。对影响菌株HY339发酵液抑制水华鱼腥藻能力的因素进行了研究,包括菌液添加量、发酵时间、初始藻生物量及菌株淡化培养对其抑藻效果的影响。研究结果表明:菌液添加量越多,抑藻效果越好,综合实验时长和抑藻效果选取体积比为3%的菌液添加量为最佳抑藻添加量;菌液发酵时间不同,对水华鱼腥藻的抑制效果也不相同,其中发酵5天的菌液相较于其他发酵天数来说,抑藻效果最好;初始藻生物量对菌株HY339的抑藻效果也有影响,初始藻生物量越低则相同体积比菌液添加量的抑藻效果越好;对菌株进行淡化培养后发现淡化培养的菌液并不会影响其抑藻效果。(3)对菌株HY339进行发酵5天培养,以3%体积比加入藻培养液进行抑藻实验,实验5天,藻液由初始藻生物量约为6.4×106μm·mL-1降低至2.7×106μm·mL-1,对水华鱼腥藻5天抑制率达到57.5%,同时水体叶绿素a和藻蓝蛋白含量分别下降了 18.8%和39.7%,胞外可溶性多糖和可溶性蛋白含量分别下降了 15.3%和7.7%。对菌株HY339进行的研究发现其抑藻效果是通过胞外次生代谢产物实现的,且分泌的次生产物具有耐高温属性。用乙酸乙酯(含5%丙酮)对其胞外抑藻活性物质进行提取,发现其乙酸乙酯提取物的抑藻效率为菌液的55.5%左右。以非损伤微测技术测定菌液作用下藻细胞周围H+、Na+运动情况,发现菌液作用1天后的水华鱼腥藻胞外H+向细胞内流动而Na+向细胞外加速流动的情况,结合显微观察藻细胞破裂,说明此时细胞外结构被破坏无法维持细胞内外渗透压平衡,导致离子不正常流动现象的发生;对菌株HY339进行16SrDNA基因序列分析,在与基因库进行比对后作出系统发育树,鉴定菌株HY339为蜡状芽孢杆菌(Bacillus Ceeus)。(4)在以椎实螺和海洋菌株HY339进行单因素抑制水华鱼腥藻生长实验后,以不同数量椎实螺和不同菌液添加量进行共同抑藻实验研究。研究结果表明:椎实螺与菌株HY339进行共同抑藻效果优于椎实螺与菌株HY339单独抑藻,抑藻实验中椎实螺与发酵菌液添加量越多抑藻效果越好,见效越快。以椎实螺联合乙酸乙酯粗提菌液中的活性物质进行联合抑藻实验研究,结果发现,粗提物与椎实螺共同抑藻效果略低于菌螺共同抑藻。(5)对椎实螺与菌株HY339发酵液共同抑制水华鱼腥藻生长的实验进行开放并扩大研究,选取水华鱼腥藻不同生长阶段投加椎实螺和菌液研究抑藻效果。实验研究结果表明,较大的开放水体中,较少的椎实螺便可以抑制处于低藻生物量水平的水华鱼腥藻的增长,使藻生物量维持在较低的水平;对处于对数增长阶段的水华鱼腥藻进行联合抑藻实验,发现一定量的椎实螺也可以抑制其藻生物量增长速度;通过加大椎实螺量和添加菌液量对已处于高藻生物量水平阶段的水华鱼腥藻进行抑制实验,发现需添加较多数量椎实螺才可快速降低水华鱼腥藻的生物量,但少量椎实螺的添加亦可有效降低水华鱼腥藻的生物量增长速度。(6)联合抑藻过程中对水体TN、TP进行测定,发现对照组TN、TP浓度下降较多,加椎实螺和菌液的实验组TN、TP浓度也有所下降,但下降水平低于对照组。对开放水体抑藻实验前后椎实螺的存活率进行分析发现,椎实螺在有效抑制水华鱼腥藻生长的同时,能够保证较高的存活率。实验过程中发现有些椎实螺已在水体中产卵,说明椎实螺对水华鱼腥藻藻毒素具有很高的耐受性。
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：X52
【部分图文】：
水华鱼腥藻生物防治的初步研宄逦邋Ｈ逡逑为血球计数板一个大格，如图２－１。每个水样重复测定三次，结果以“平均值士标准差”表示。逡逑藻细胞生物量的换算公式：ｃ邋＝邋Ｌｘｌ０６逡逑式中，ｃ表示藻细胞生物量，Ｌ表示１个大格内藻丝总长。逡逑＇邋—邋逦－邋－邋－邋－邋■邋？邋？邋－邋■、．－、＇逡逑Ｉ逦§逡逑：我．．逦（ｓ＞邋ｊｊｋ）邋＾邋：逡逑．：：邋，？■邋逦邋逦逦逡逑，邋ａ；邋ｔ：ｆ逦＾逦：逡逑；、…．．＾逦：逦＇５邋；逡逑……逦．．．．．逦．．．．l,逡逑－逦；＜■邋—Ｔ逦？ｓｒ逦－逦＇逡逑ｔ邋＇邋０逡逑＊逦？ｋ逦．逦．．？．各？．今？Ｊ＊－’气？‘．逡逑：５逡逑．．．邋．邋．…．．＾：邋－逦：逡逑，■；逡逑＇邋一＇逦’逦■邋＜＇邋、邋■邋＇＇一－，一－＇，一Ｉ逦＾逡逑？邋；邋：邋＇邋．邋；邋！逡逑外－Ｗ逦＜Ｕ邋＇邋＼逦，邋？邋＜＇－逦＇＇＇邋－邋，邋＜ｖ邋＾逡逑图２＿１水华鱼腥藻藻丝长度测定逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋ｔｒｉｃｈｏｍｅｌ邋ｅｎｇｔｈｓ邋ｏｆ邋Ａｎａｂａｅｎａ邋ｆｌｏｓ－ａｑｕａｅ逡逑２．３．４．２叶绿素ａ浓度的测定逡逑将０．４５邋ｐｍ规格的混合纤维素酯膜放置于抽滤装置上
Ｂｉｏ邋ｍａｓｓ邋（１０６＾ｍ邋ｍＬ邋］）逦Ｂｉｏ邋ｍａｓｓ邋（ｌＯ＾ｍ邋ｍＬ＊１）逡逑图２－３藻生物量与叶绿素ａ邋（ａ）和藻蓝蛋白（ｂ）之间的线性关系逡逑Ｆｉｇ．２－３邋Ｔｈｅ邋ｌｉｎｅａｒ邋ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｂｉｏｍａｓｓ邋ａｎｄ邋ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ邋ａ邋（ａ）邋ｏｒ邋ｐｈｙｃｏｃｙａｎｉｎ邋（ｂ）逡逑如图２－３邋（ａ）、（ｂ）、（ｃ）所示，与对照组相比，在椎实螺的滤食作用下，水华鱼腥藻的逡逑生长受到明显抑制，包括藻生物量、叶绿素ａ和藻蓝蛋白浓度等三项指标均有明显下降，逡逑５天分别下降了邋８３．７％、７６．４％和８０．７％。图２－３邋（ａ）、（ｂ）分别是本次实验过程中藻生物量逡逑与叶绿素ａ和藻蓝蛋白之间的线性关系，由图可见，叶绿素ａ和藻蓝蛋白含量均随着藻生逡逑物量的增加而X椉樱蚁咝怨叵到虾茫得饕堵趟兀幔ㄍ迹玻常眨┖驮謇兜鞍祝ㄍ迹玻常ǎ猓╁义系谋浠运阈仍宓谋浠榭鼍哂薪虾玫拇硇浴ｅ义
本文编号：2827985
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：X52
【部分图文】：
水华鱼腥藻生物防治的初步研宄逦邋Ｈ逡逑为血球计数板一个大格，如图２－１。每个水样重复测定三次，结果以“平均值士标准差”表示。逡逑藻细胞生物量的换算公式：ｃ邋＝邋Ｌｘｌ０６逡逑式中，ｃ表示藻细胞生物量，Ｌ表示１个大格内藻丝总长。逡逑＇邋—邋逦－邋－邋－邋－邋■邋？邋？邋－邋■、．－、＇逡逑Ｉ逦§逡逑：我．．逦（ｓ＞邋ｊｊｋ）邋＾邋：逡逑．：：邋，？■邋逦邋逦逦逡逑，邋ａ；邋ｔ：ｆ逦＾逦：逡逑；、…．．＾逦：逦＇５邋；逡逑……逦．．．．．逦．．．．l,逡逑－逦；＜■邋—Ｔ逦？ｓｒ逦－逦＇逡逑ｔ邋＇邋０逡逑＊逦？ｋ逦．逦．．？．各？．今？Ｊ＊－’气？‘．逡逑：５逡逑．．．邋．邋．…．．＾：邋－逦：逡逑，■；逡逑＇邋一＇逦’逦■邋＜＇邋、邋■邋＇＇一－，一－＇，一Ｉ逦＾逡逑？邋；邋：邋＇邋．邋；邋！逡逑外－Ｗ逦＜Ｕ邋＇邋＼逦，邋？邋＜＇－逦＇＇＇邋－邋，邋＜ｖ邋＾逡逑图２＿１水华鱼腥藻藻丝长度测定逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋ｔｒｉｃｈｏｍｅｌ邋ｅｎｇｔｈｓ邋ｏｆ邋Ａｎａｂａｅｎａ邋ｆｌｏｓ－ａｑｕａｅ逡逑２．３．４．２叶绿素ａ浓度的测定逡逑将０．４５邋ｐｍ规格的混合纤维素酯膜放置于抽滤装置上
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