白腐菌溶藻特性及機(jī)理研究.pdf

1、隨著水污染的日益加劇，水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題正嚴(yán)重影響著人們的日常生活和生產(chǎn)，因此，探索出安全、高效的控藻技術(shù)顯得尤為重要。治理方法大多采用物理、化學(xué)和生物控藻，其中物理和化學(xué)控藻雖然見(jiàn)效快，但成本較高，且易產(chǎn)生二次污染。目前研究較熱的生物方法中大多采用水生動(dòng)植物和細(xì)菌進(jìn)行控藻，而采用白腐菌進(jìn)行溶藻的研究卻鮮有報(bào)道。
　　因此，本文以富營(yíng)養(yǎng)湖泊中生長(zhǎng)的藻類為研究對(duì)象，選用白腐菌進(jìn)行控藻，首先研究了白腐菌控藻系統(tǒng)的構(gòu)建，然后采用均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)

2、計(jì)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化了白腐菌控藻系統(tǒng)對(duì)混合藻種和單一優(yōu)勢(shì)藻種的溶藻條件，隨后對(duì)白腐菌控藻系統(tǒng)的溶藻方式及溶藻機(jī)理也做了詳細(xì)的研究，最后對(duì)白腐菌控藻技術(shù)的毒理性做了初步評(píng)價(jià)。主要研究結(jié)果如下：
　　①白腐菌控藻系統(tǒng)構(gòu)建研究：基于溶藻效果及掛膜與馴化過(guò)程中的理化指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果，最終選擇黃孢原毛平革菌和聚氨酯泡沫組合填料為白腐菌控藻系統(tǒng)中的白腐菌菌種和固定化載體填料，然后通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)方法考察了白腐菌控藻系統(tǒng)溶藻的運(yùn)行因素，初步確

3、定了白腐菌控藻系統(tǒng)的最優(yōu)工況為：白腐菌投加量200mg/L,進(jìn)水pH值7,反應(yīng)溫度25℃，DO7mg/L，HRT48h。
　?、诎赘卦逑到y(tǒng)對(duì)混合藻種的影響。采用均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化了白腐菌處理富營(yíng)養(yǎng)化水體四季混合藻種的溶藻條件,確定白腐菌對(duì)春季混合藻種的溶藻最優(yōu)條件為：白腐菌投加量100mg/L、進(jìn)水pH值8,反應(yīng)溫度20℃、DO5mg/L,HRT24 h；白腐菌對(duì)夏季混合藻種的溶藻最優(yōu)條件為：白腐菌投加量200mg/L、進(jìn)水

4、pH值8,反應(yīng)溫度25℃、DO5mg/L,HRT48 h；白腐菌對(duì)秋季混合藻種的溶藻最優(yōu)條件為：白腐菌投加量250mg/L、進(jìn)水pH值5,反應(yīng)溫度25℃、DO8mg/L,HRT36 h；白腐菌對(duì)冬季混合藻種的溶藻最優(yōu)條件為：白腐菌投加量100mg/L、進(jìn)水pH值8,反應(yīng)溫度25℃、DO5mg/L,HRT24 h，在最優(yōu)工況下，白腐菌控藻系統(tǒng)對(duì)四季富營(yíng)養(yǎng)化水體的混合藻種均有較好的溶藻效果，溶藻率平均可以達(dá)到90％。
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5、系統(tǒng)對(duì)單一優(yōu)勢(shì)藻種的影響。采用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化了白腐菌處理富營(yíng)養(yǎng)化水體優(yōu)勢(shì)藻種：隱藻、顫藻和四尾柵藻的溶藻條件，確定白腐菌控藻系統(tǒng)處理隱藻的最優(yōu)工況為：白腐菌投加量200mg/L，DO6mg/L,HRT48h；白腐菌控藻系統(tǒng)處理顫藻的最優(yōu)工況為：白腐菌投加量250mg/L, DO7mg/L,HRT48h；白腐菌控藻系統(tǒng)處理四尾柵藻的最優(yōu)工況為：白腐菌投加量250mg/L, DO8mg/L,HRT48h；在最優(yōu)工況下，溶藻率平均分別

6、為85.80%，87.24%和85.48%， DHA降低率平均分別為64.13%，64.22%和59.23%，可溶性蛋白質(zhì)平均降低率分別為59.25%，64.50%和65.16%，MDA平均上升到0.116umol/L，0.135umol/L和0.128umol/L。
　?、馨赘卦逑到y(tǒng)溶藻機(jī)理研究。采用傅里葉紅外光譜儀、流式細(xì)胞儀和環(huán)境掃描電鏡對(duì)溶藻前后藻細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后，推測(cè)白腐菌控藻系統(tǒng)的溶藻機(jī)理主要分為三

7、步：第一步為物理吸附，藻細(xì)胞吸附在載體填料上后，填料上生長(zhǎng)的白腐菌開(kāi)始與藻細(xì)胞接觸并將其慢慢包裹住，逐漸破壞藻細(xì)胞完整的膜結(jié)構(gòu)；第二步為分泌溶藻物質(zhì)，白腐菌分泌的溶藻物質(zhì)如過(guò)氧化氫酶、錳過(guò)氧化物酶、漆酶等以及少量的脂類或者多糖類物質(zhì)，透過(guò)破損的細(xì)胞膜開(kāi)始破壞藻細(xì)胞內(nèi)的光合色素，阻斷藻細(xì)胞正常的光合作用及生理生化代謝活動(dòng)；第三步為殺滅藻細(xì)胞，隨著白腐菌不斷的作用，不僅有效的抑制了藻細(xì)胞內(nèi)生理代謝功能的正常發(fā)揮，還有效的破壞了藻細(xì)胞內(nèi)的核酸

8、物質(zhì)，使其DNA也遭到損害，最終抑制或殺死了藻細(xì)胞。
　?、莅赘卦逑到y(tǒng)毒理性研究。采用慢性毒理性實(shí)驗(yàn)、微核實(shí)驗(yàn)和彗星實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)白腐菌控藻系統(tǒng)溶藻后的水樣進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。通過(guò)飲用處理后的水樣，發(fā)現(xiàn)小白鼠均能正常的生長(zhǎng)，說(shuō)明白腐菌溶藻后，水樣中的生物體毒素被部分或者全部有效的降解了；通過(guò)微核實(shí)驗(yàn)和彗星實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組中蝌蚪紅細(xì)胞的微核率、核異常率、拖尾率及細(xì)胞損傷率均明顯低于對(duì)照組中用含藻水樣喂養(yǎng)的蝌蚪，通過(guò)上述毒理學(xué)分析手段初步