白腐菌溶藻特性及機理研究.pdf

1、隨著水污染的日益加劇，水體富營養(yǎng)化問題正嚴(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道。
　　因此，本文以富營養(yǎng)湖泊中生長的藻類為研究對象，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)嶒炘O(shè)

2、計和響應(yīng)面實驗設(shè)計方法優(yōu)化了白腐菌控藻系統(tǒng)對混合藻種和單一優(yōu)勢藻種的溶藻條件，隨后對白腐菌控藻系統(tǒng)的溶藻方式及溶藻機理也做了詳細(xì)的研究，最后對白腐菌控藻技術(shù)的毒理性做了初步評價。主要研究結(jié)果如下：
　?、侔赘卦逑到y(tǒng)構(gòu)建研究：基于溶藻效果及掛膜與馴化過程中的理化指標(biāo)的檢測結(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，然后通過單因素實驗方法考察了白腐菌控藻系統(tǒng)溶藻的運行因素，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)對混合藻種的影響。采用均勻?qū)嶒炘O(shè)計方法優(yōu)化了白腐菌處理富營養(yǎng)化水體四季混合藻種的溶藻條件,確定白腐菌對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)對四季富營養(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％。
　?、郯赘卦?/p>

5、系統(tǒng)對單一優(yōu)勢藻種的影響。采用響應(yīng)面實驗設(shè)計方法優(yōu)化了白腐菌處理富營養(yǎng)化水體優(yōu)勢藻種：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。
　　④白腐菌控藻系統(tǒng)溶藻機理研究。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，推測白腐菌控藻系統(tǒng)的溶藻機理主要分為三

7、步：第一步為物理吸附，藻細(xì)胞吸附在載體填料上后，填料上生長的白腐菌開始與藻細(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)如過氧化氫酶、錳過氧化物酶、漆酶等以及少量的脂類或者多糖類物質(zhì)，透過破損的細(xì)胞膜開始破壞藻細(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；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。采用慢性毒理性實驗、微核實驗和彗星實驗手段，對白腐菌控藻系統(tǒng)溶藻后的水樣進(jìn)行評價分析。通過飲用處理后的水樣，發(fā)現(xiàn)小白鼠均能正常的生長，說明白腐菌溶藻后，水樣中的生物體毒素被部分或者全部有效的降解了；通過微核實驗和彗星實驗發(fā)現(xiàn)，實驗組中蝌蚪紅細(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照組中用含藻水樣喂養(yǎng)的蝌蚪，通過上述毒理學(xué)分析手段初步