蓝藻的去除技术研究进展
蓝藻的去除技术研究进展
摘要：对水源地饮用水中藻类去除技术进行了论述，系统分析了目前各除藻技术的去除效果和局限性，并展望了藻类去除技术的发展前景。
关键词：蓝藻；去除；饮用水源地；羟基自由基
随着人类活动对水域生态系统的影响日益加剧，富营养化已成为全球性的重大水环境问题。我国饮用水水源约有25%是湖泊水或水库水。目前，淡水湖泊蓝藻水华发生的频率与严重程度都呈现迅猛的增长趋势。从1986年南京玄武湖蓝藻的第一次暴发，到2007年5月29日无锡太湖蓝藻的全面暴发，导致无锡城市水危机；随后，安徽巢湖、云南滇池、武汉东湖也陷入了同样的困局；7月份的中国北方长春新立城水库也遭受了蓝藻水华的危害[1]。1991年，我国122个湖泊中，还只有51%的湖泊呈富营养化状态；到了2005年，我国133个湖泊中有88.6%的湖泊呈富营养化状态，其中61%的国控重点湖(库)水质为五类或劣五类。在劣五类水质的湖(库)中，暴发蓝藻的太湖、巢湖、滇池名列其中[1-3]。大面积的藻类暴发，严重破坏了水生生态系统的平衡与稳定，不仅影响了水体景观，影响了水产养殖业的发展，而且水源地的蓝藻爆发直接影响饮用水的水质。因此对含藻水的治理成为给水处理中最紧迫的任务之一。
1 国内外藻类去除技术的研究进展
目前国内外主要的除藻技术有很多，主要有生物除藻、化学除藻、物理除藻等方法。
1.1生物除藻
近年来，国内外对生物处理技术进行了广泛深入的研究。从国内外文献报道与试验来看，生物预处理对蓝藻、硅藻、裸藻的去除率较高[4-7]。
1.1.1微絮凝过滤
微絮凝过滤是一种可充分发挥滤池中滤料截污能力的净水工艺，能有效提高出水水质，特别是对常规工艺难以去除的藻类具有良好的去除效果。微生物絮凝剂[8]是一种由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物。利用微生物本身或其产生的多肽、酯类、糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等作絮凝剂,可以对包括藻类在内的大多数微生物产生絮凝作用, 并且对环境无二次污染[9]。昆明第五水厂采用此工艺(陶粒及石英砂双层滤料，滤速6～10 m/h)，除藻率平均达到96.4%，远高于直接过滤工艺[10]。M.I.Aguilar等[11]发现利用微生物絮凝剂处理河水和湖泊水时，絮凝后所产生的胶团大，沉降快，上清液剩余浊度低，除藻效果好。但是微生物絮凝剂使用的成本太大，尚未推广应用。1.1.2生物滤池
生物除藻主要利用生物膜上的微生物对藻类的絮凝和吸附作用，把藻类从水中分离出来。但利
用本法进行除藻的研究还不够深入。中科院南京地理与湖泊研究所根据不同生态类型水生高等植物的净化能力及其微生物环境特点,设计了由飘浮、浮叶、沉水植物及其根际微生物等组成的人工复合生态系统(ACE),在太湖进行了模拟试验,结果表明,该湖水经该系统净化后藻类生物量下降了58%[12]。吴为中等人[13]对生物陶粒池净水效果进行了试验研究,研究表明藻类的平均去除率为60.7%～84.3%。
1.2 化学除藻
1.2.1化学药剂法
化学药剂法除藻既可在水源地进行,也可在水处理工艺中进行，是一种工艺简单、操作方便的有效杀藻方法。目前，常用的杀藻剂主要有CuSO4、高锰酸盐、液氯、ClO2、O3和H2O2等。虽然CuSO4、高锰酸盐、液氯、ClO2等化学杀藻剂是当前化学控藻技术的主体,但在抑藻的同时也造成了二次污染,对其他水生生物也同样存在毒性,即使在短期内没有不良反应,也可能因在水生生物内富集、残留而存在长期危害,此外被杀死的藻类仍存留于水中,并未解决藻类生长的根源即氮、磷的循环问题。因此,常规化学杀藻剂在大规模实际应用上存在许多局限性。O3是一种强氧化剂,不会产生二次污染,操作也简单可行,从技术上讲O3是最佳的杀藻剂,但是因O3生产费用较高所以在应用上受到一定的限制, 一般很少单独使用,只用于组合工艺中对藻类的预氧化阶段[14]。
1.2.2电化学法
周群英等[15]人采用SC杀藻器杀灭湖泊中的藻类，当进水流量为1 m /h、电流强度为5. 92～8. 88mA/cm时杀藻效果极好,明显地破坏了藻类细胞中叶绿体的结构,使藻类完全丧失光合作用，溶解氧急剧下降，下降率达92%。但此法有时杀藻不彻底。
1.3 物理除藻
1.3.1直接过滤与活性炭吸附
对于低浊高藻的湖泊水可用微滤机除藻,微滤机多采用孔眼为20～40 m的滤网,它对藻类的去除率为40%～70%,对悬浮物的去除率可达97%～100%。活性炭吸附对藻类、藻毒素的去除效果很好,但水中的有机物会影响活性炭的吸附,且活性炭再生也较困难,这使处理成本大大提高[16]。
1.3.2气浮除藻
藻类的密度较小，电位较高，约在-40mV以上，具有较高的稳定性[17]。因此采用气浮法可以取得较好的除藻效果。溶气气浮法除藻在固液分离速度(5～8m/h)、污泥浓度及节约药耗等方面都有比较满意的效果[18]。气浮法的主要问题是藻渣难以处理，气浮池附近臭味重，操作环境差。为达到较好的除藻效果，气浮前需要进行预加氯，这又会降低了饮用水的安全性。
1.4物理化学法联用
目前应用较多的是臭氧和气浮联用技术。巴黎的Joinville 水厂对含有2×10 7个/L 绿藻的原水进行中试试验，采用气浮-预滤-慢滤-臭氧- GAC 过滤-消毒工艺，获得极佳的除藻效果，除藻效率可达95%～99%[19]。
2、蓝藻治理研究发展趋势
藻类给传统净水工艺带来了诸多不利影响[20]，主要表现在：
（1）造成水源地水质恶化。藻类使饮用水产生令人厌恶的臭味；因藻类死亡沉到水底形成腐殖质，增加水的色度，同时释放藻毒素；藻类及其可溶性代谢产物是氯化消毒副产物的前体物。
（2）降低水处理工艺的处理效能。由藻类形成的浑浊度，其组成大多数为有机质，电势电位约在-40 mV 以上，具有较高的稳定性，比重小，难于下沉，影响沉淀效果。藻类不易在混凝沉淀中去除，未去除的藻类进入滤池，造成滤池堵塞，会使滤池运行周期缩短，反冲水量增加。
由于水处理工艺效能的降低，穿透滤池进入管网的藻类可成为微生物繁殖的基质，促进细菌的生长，造成管网水质恶化，加速配水系统的腐蚀和结垢，使管网服务年限缩短。另外，藻类的有机质易氧化，会消耗管网中的余氯。这些不利影响必然加大了处理含藻水的难度。因此有必要研制一种水源地水质突变饮用水应急处理新方法，来有效处理饮用水中的突发性环境污染物，同时还不会给传统净水工艺带来不利影响。
在研究应急处理水源地突发性环境污染物方法时，应遵循国际化学科学研究的前沿——绿色化学12条原则和国际环境科学研究前沿——高级氧化技术原则，从源头上解决治理过程中的环境污染问题,力求实现零环境污染、零废物排放[21]。众所周知，羟基自由基（OH ·）是具有极强氧化能力的氧化剂。它具有极强的杀灭蓝藻等微生物的特性，同时又具有除臭、脱色的特性。
OH ·参与化学反应是属于游离基反应，它的化学反应速率常数大多在109 L/mol·s 以上，达到或超过扩散速率的极限值（1010L/mol·s ），比其它化学药剂、杀灭菌剂的反应速率常数高出8个数量级，反应时间短，可以满足快速应对突发事件的要求；OH ·半衰期约在30min 左右，反应剩余的OH ·将最终分解成无害的H 2O 、O 2，不存在任何残留物[22-24]。因此，采用强氧化剂羟基自由基（OH ·）是首选的方法。
羟基自由基的主要产生方法如图一，有光催化法(UV+TiO 2)、光辐射(UV)、Fe 2+ (Fenton)反应、UV (紫外光)+O 3(臭氧)、UV+H 2O 2(过氧水)、超声波分解及其协同作用等[25-29]，已被有效地应用于去除污水中有机、有害污染物和地下水、饮用水处理等方面。
羟基自由基（OH ·） Fenton H 2O 2 UV O 3 激励水 电子束辐射 半导体催化
光
图1 目前制取羟基自由基主要方法的示意图
Fig 1 Methods of producing OH·
利用羟基自由基治理环境污染物，可有效降解饮用水中藻毒素、化学有机物等环境污染物、杀灭蓝藻和病原微生物，脱色除臭。羟基自由基不但有效杀灭压载水中生物，同时做到零污染、零废物排放、零残留物，成为绿色化学、先进氧化技术工程化的成功范例之一。
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绿藻多糖的研究进展
综述 绿藻多糖的研究进展 海藻是生长于海洋中的低等植物，是海洋生物的重要组成之一。主要由褐藻、红藻、绿藻、蓝藻四大类海藻组成，其中，褐藻和红藻已经被大规模的人工养殖和工业利用,广泛应用于生产和实践中，在食品工业、纺织工业、医药卫生等领域发挥重要作用，而绿藻则未被广泛开发和利用，只有部分产量高的绿藻被用作饲料、饵料、肥料等，绿藻被人类认识和利用的程度远不如褐藻和红藻。然而，绿藻却是种类最多的一类海藻，绿藻是藻类植物中最大的一门，约有350个属，7500～8000种。绿藻的分布很广，在淡水和海水中均有分布，海产种类约占10％，淡水产种类约占90％。海产种多分布在海洋沿岸，往往附着在10公尺以上浅水中的岩石上。绿藻营养价值很高，含有大量糖、蛋白质、脂肪、无机盐和各种维生素，人们通过不断的提取、分离、鉴定，得知藻类中具有较高活性的物质是海藻多糖类。20世纪60年代初，英国的Percival研究组开始对孔石莼所含的碳水化合物进行研究，1961年，日本的三田对石莼的水提多糖水解后进行了纸色谱分析,结果表明含有D-葡萄糖、L-鼠李糖、D-木糖、和D-葡萄糖醛酸等。至此揭开了人类研究绿藻多糖的序幕，此后相继有学者投入到绿藻多糖的研究中来，取得了很多令人鼓舞的成果，迄今为止，日本和法国对绿藻多糖的研究报道较多[1]，而我国对绿藻多糖的研究则较少。大量的研究证明,从绿藻中提取的天多 糖来源广泛、品种多、毒副作用低、安全性高、具有多种生物活性,成为近年来研究开发的热点。 1绿藻多糖的组成与结构 目前，人们只对绿藻门中某些种属的多糖进行了较为详尽的研究，这些种属的多糖表现出了较强的生物活性。总体来看，对多糖研究较多的绿藻种属主要有石莼属（Ulva）、松藻属（Codium）、浒苔属（Enteromorpha）、礁膜属（Monostroma）、小球藻属(Chlorella)、刚毛藻属（Cladophora）等等。绿藻多糖主要位于细胞间质中，多为水溶性硫酸多糖。它也存在于细胞壁之中，细胞壁微纤维主要不是由纤维素组成，而是由木聚糖或甘露聚糖构成，另外，细胞质内尚有少量的多糖存在。水溶性硫酸多糖是绿藻多糖的主要成分，其组分和结构随绿藻种类的不同而不
近十年螺旋藻的应用研究进展
近十年螺旋藻的应用研究进展 邓嘉荣 摘要：螺旋藻是一种纯天然、高蛋白、营养丰富、富含多种生理活性物质的功能性藻类食品,具有很高的医疗保健价值，对许多疾病有抵抗作用.目前螺旋藻在大量研究的基础上形成了以工厂化养殖和深加工为主体的螺旋藻产业,应用前景极其广阔.本文将近十年内对螺旋藻的应用研究进展、分析研究状况等进行介绍,为螺旋藻的研究与开发应用提供资料。 关键词：螺旋藻研究进展开发应用 一、螺旋藻的介绍及发展史 螺旋藻是一类低等生物，原核生物，由单细胞或多细胞组成的丝状体，体长200-500μm，宽5-10μm，圆柱形，呈疏松或紧密的有规则的螺旋旋形弯曲，形如钟表发条，故而得名。具有减轻癌症放疗、化疗的毒副反应，提高免疫功能，降低血脂等功效。[1] 据有关资料介绍，螺旋藻原产于非洲乍得湖，当地居民长期食用这种藻。虽然生活异常困苦，但体格却惊人的强壮，而且长寿，这一现象引起人们重视。从上世纪60年代起，许多科学家就对这种藻类进行研究，发现它的蛋白质含量高达65%，为牛肉的3.3倍、猪肉的4.2倍、鸡蛋的5.5倍，是迄今发现的含蛋白质最丰富的植物。[2] 我国对螺旋藻的研究始于七十年代,作为藻类蛋白源开发列入“七五”国家科技项目,1989年,在云南程海湖建立了第一座螺旋藻工厂化生产中心基地,从应用技术产业化和开拓新的应用领域与技术两个方面,促进螺旋藻新兴产业的发展,至今,已有螺旋藻生产、加工、科研、经营企业三十多家,产业初具规模,科研的深度和广度也有所拓宽。八十年代初期,我国先后从国外数次引进藻种,由中科院武汉水生生物研究所、南京大学、中科院植物研究所、江西省农科院进行基础生物学和培养技术研究。[3] 二、近十年螺旋藻的应用研究 2.1食品类 2.1.1螺旋藻苦荞馍片 采用螺旋藻粉、苦荞面粉和小麦粉,通过选择适宜的配比量、合适的制作工艺、除藻腥味方法,制作了营养价值高、保健效果好、风味独特的螺旋藻苦荞馍片。 苦荞具有降血糖、降血脂、降血压，增强人体免疫力的作用，但是其蛋白质含量比较低，难以形成有效的面筋网络，很难加工；螺旋藻的营养价值高、保健效果
我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展
第10卷 第8期 中 国 水 运 Vol.10 No.8 2010年 8月 China Water Transport August 2010 收稿日期：2010-05-17 作者简介：宋益峰（1978-），浙江海盐人，学士，上海市金山区水文站助理工程师，主要从事水环境监测与治理研究。 我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展 宋益峰1 ，兰 林2 ，吴 江3 （1上海市金山区水文站，上海 201508；2江苏省水利厅，江苏 南京 210029； 3太仓市环境监测站，江苏 太仓 215400） 摘 要：蓝藻水华成为我国浅水湖泊的重大水环境问题。根据蓝藻水华的形成机制，采取相应控制技术减少其带来的影响具有重要的生态和环境意义。文中综述了目前我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理中物理控制法、化学控制法、生物控制法的研究进展。 关键词：浅水湖泊；蓝藻水华；治理技术 中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2010）08-0154-02 一、前言 我国目前66%以上的湖泊、水库处于富营养化的水平，其中重富营养和超富营养的占22%，富营养化成为我国湖泊目前与今后相当长一段时期内的重大水环境问题[1]。与湖泊富营养化相伴随的一个普遍现象就是蓝藻水华[2]，蓝藻水华广泛地存在于淡水生态系统中并产生一系列严重的水环境问题[3]。蓝藻水华控制是世界性难题[4~6]，迄今采用的控制蓝藻水华的技术有几种：物理控制法、化学控制法和生物控制法。 二、蓝藻物理强化控制技术 1．机械除藻技术 机械除藻技术包括移动式富集湖面蓝藻“水华”技术、气浮捕集蓝藻“水华”技术。沈银武等[7]利用振动重力斜筛、旋振筛和卧螺离心脱水方法，在单机运行的条件下，在滇池于2001年4月和9月的145天中开机1,700h，共收获富藻水17,000m 3，折合干重为325t。试验区收获的蓝藻干粉经检测其平均总氮(N)为8.51％；总磷(P)为0.49％、总钾(K)0.70%和粗有机物43.47％。依此结果计算，相当于从试验区取出氮(N) 27.66 t、磷(P) 1.6t、钾(K ) 2.28 t 和粗有机物141.28t。有效降低了富营养化湖泊的氮、磷等水平和减轻或缓解了大量暴发的蓝藻生物量。 2．水动力控藻技术 吴张永等[8]对流体动力处理蓝藻技术进行了前期室内试验研究，发现实验条件下除藻率可达100%，且不会对水体造成二次污染。太湖在闾江口到马山岛之间马围长堤附近修建马山大桥，把大堤打通，沟通马山西的太湖与梅梁湖、贡湖、五里湖的水流，促使流入口袋的水流，从袋底顺利流入西太湖，促使湖水在夏季向西北部分流，冬季西太湖水流灌入两湖以冲洗滞水。如此可把两湖与西太湖整体形成循环水流，以使湖水通过自净、分流促使快速换水，抑制蓝藻暴发。 3．超声波控藻技术 超声波技术是近年来发展起来的一种新型的环境技术，被称为环境友好技术[9]，具有操作和控制容易，便于引进自动化操作手段，在处理中不引入其他化学物质，而且反应条件温和，反应速度快等优点。功率超声在水体中空化效应产 生的高压、冲击波、声流和剪切力能够有效破坏藻类的细胞结构，抑制叶绿素的合成，降低蓝藻细胞类囊体膜上藻胆蛋白和某些酶的活性。目前有研究将超声波技术应用于自然水体，通过超声短时间的辐照抑制水体中藻类的生长，从而达到控制水华爆发的目的[10]。 三、太湖蓝藻化学强化控制技术 1．湖底充气扬水筒技术 扬水筒技术，将积聚于表层的藻类驱赶至水库底层，由于光照极低以及温度骤降等原因，藻类失去活性而逐渐消亡，并能显著降低水库底层铁、锰浓度。在荷兰阿姆斯特丹Nieuwe Meer 水库中，扬水筒技术实施结果得到证明：其生物量降低为未处理前的1/20，藻类种群结构也由原先以蓝藻为主转变为硅藻、绿藻为主；此外整个水体中的溶解氧浓度可一直维持在5mg/l 左右，从而扩充了鱼类的生存空间。 2．黏土除藻技术 黏土除藻华技术最早来源于絮凝原理，曾被作为在海洋赤潮暴发时的一种应急技术，取得了一定的效果。早在1997年，就有专家在国际权威科学期刊《自然》上撰文指出，使用黏土除藻可能是治理藻华的最有发展前途的方法。但由于絮凝除藻机理不清、黏土投量太大、藻华复发和二次污染等问题，许多将黏土除藻技术应用于淡水湖泊中清除藻华的尝试一直没有成功，其技术定位为应急措施。 潘纲等[11]通过改性黏土的快速除藻除浊作用启动并强化沉积物中的生物地球化学反应使其自动地进行长期连锁的健康修复过程，发展了既能快速消除水华又能长期治理湖泊富营养化的一系列改性黏土技术。通过对26种不同黏土与藻细胞之间多项絮凝性质的研究发现高效黏土絮凝除藻的黏土架桥网捕作用，根据上述科学发现在架桥网捕性能方面对黏土进行改性，结果改性后的黏土不仅特别适合于淡水藻华的清除，而且黏土的投入量也从国际先进的200mg/l，降到了10mg/l，除藻效率达到95％以上。这种环境友好的天然改性剂可以使各种原先不具有除藻能力的当地黏土/沉积物变成高效除藻剂。 3．化学除藻剂
太湖蓝藻爆发的原因及防治措施
太湖蓝藻爆发的原因及防治措施 近十几年来，由于经济发展和环境保护没有同步，使得太湖的水质越来越差，特别是太湖北岸的城市——无锡曾经发生了饮水危机。临着中国五大淡水湖之一的太湖，却没有水可以喝？——这主要是太湖水中蓝藻的大规模暴发。 蓝藻是一种最原始、最古老的藻类植物，在地球上出现在距今35亿年至33亿年前。蓝藻的重要特性是喜高温和光照，高气温、高光照时，蓝藻会迅速生长，高温天气持续越长，蓝藻生长的时间就越长。在营养丰富的水体中，蓝藻常于夏蓝藻大量生长，死亡腐败后气味难闻，破坏景观；死亡分解耗氧过多，导致其它生物缺氧死亡；分泌毒素，破坏水质，直接危害人类健康。 那么太湖为什么会暴发蓝藻呢？ 很重要的一点是自然条件。自然条件包括气象、水文和地理条件，即是蓝藻爆发的生境。蓝藻有适宜的生境就会爆发。主要有以下影响因素： 1、气温。日均气温高于200c利于蓝藻生长繁殖； 2、光照。晴热天气光照条件好，利于光合作用，蓝藻繁殖快，易上浮，易爆发； 3、风。影响蓝藻的浮沉和使蓝藻顺风向漂浮； 4、降雨。可降低水温、增氧、易于蓝藻下沉； 5、水域形状。蓝藻易聚集于顺风向的湖湾和凹岸； 6、其它。与水动力、水温、水位、水深、气压以及水体的电导、盐度、酸碱度（PH）、扰动、水的垂直分层和稳定性有关，还与微生物、食物链的相互作用等生物环境有关。 其次是基础环境。蓝藻爆发的基础环境条件主要是水体富营养化程度： 1、水体富营养化。根据太湖蓝藻爆发的实际情况，当氮（N）、磷（P）达到一定浓度，蓝藻就可能爆发，但水体的过度富营养化也不利于蓝藻的生长。 2、氮、磷比值。一般认为，在水体富营养化和N/P大于一定比值，且其它条件适宜的情况下，蓝藻就可能爆发。 3、影响蓝藻爆发的其他基础环境条件还有有机质、铁和微量元素等。 物种条件。蓝藻爆发必须有蓝藻的种子和种群存在，并有以下两个条件： 1、蓝藻种源基数较高。一年中蓝藻首次爆发的时间和生长繁殖速度，与底
湖泊富营养化治理与蓝藻水华控制
湖泊富营养化治理与蓝藻水华控制 湖泊富营养化治理与 蓝藻水华控制 ■孔繁翔中国科学院南京地理与湖泊研究所 摘要:经济的突飞猛进伴随着生态环境的急剧恶化,使得人们的生存经受着强烈的考验.而当今污染体现严重的蓝藻水华 中含有大量的微囊藻毒素,对人们构成了极大的危害.本文讨论了蓝藻水华的成因和危害等,并从外源削减与控制,内源 削减与控制,湖内水生生态系统恢复与重建等方面阐述了富营养化湖泊治理的途径. 关键词:湖泊;富营养化;蓝藻水华;治理;控制 湖泊的结构与功能及其富营养化 1.湖泊的概述及其结构 湖泊是陆地表面具有一定规模的天 然洼地的蓄水体系,是湖盆,湖水以及水 中物质组合而成的自然综合体.我国是 一 个多湖泊的国家,湖泊面积在1kmz 以上的有2300余个,总面积为71787 km,占全国总面积的8%左右. 2.湖泊的功能 湖泊是重要的国土资源,具有调节 河川1径流,发展灌溉,提供工业和饮用 的水源,繁衍水生生物,沟通航运,改善 区域生态环境以及开发矿产等多种功 能,在国民经济的发展中发挥着重要作 用.①湖泊能蓄积水量,调节河川1径流.
②湖泊能调节气候.③湖泊蕴藏了丰富的水力资源.④湖泊的航运作用.⑤湖 泊的物质资源.⑥湖泊的旅游资源. 3.湖泊的富营养化 湖泊的富营养化问题是由于人类 活动造成的,如低水平的制造业产生的工业废水,现代化农业生产中大量流失的农药,化肥,未经处理的城镇生活污水,高密度水产养殖遗留的剩余饵料, 以及航运,旅游等水上活动产生的一些污染物,都造成了富营养物质大量输入湖泊.湖泊生态系统本身是有一定的自净能力的,如水草,芦苇,沉水植物,湖 畔湿地等都是天然的净化器.而现在由于人类对湖泊的围垦,湖泊沿岸的水利工程等都破坏了湖泊的自净系统.从而造成营养源的输出途径减少,营养物质大量过剩,最终形成富营养化. 目前一般认为,富营养化的定义是 湖泊在自然因素和(或)人类活动影响下,因氮磷等营养物质含量过多,造成水体生产力从低向高营养状态过渡的一种现象或趋势[总氮(TN)达0.2mg/L, 总磷(TP)达0.02mg/L].1991年: 122个湖泊中,51%富营养化,2005年: 133个湖泊中,88.6%富营养化.61%国 控重点湖(库)水质为V类和劣V类. 富营养化最直接的表现就是蓝藻 水华的暴发.蓝藻是水中的浮游植物,
游离甲醛消除剂的研究进展_刘长风
第33卷第6期辽 宁 化 工V ol.33,N o.6 2004年6月Liaoning Chemical Industry June,2004专 论与综述 游离甲醛消除剂的研究进展 刘长风1,刘学贵1,臧树良2 (1.沈阳化工学院,辽宁沈阳110142; 2.辽宁大学,辽宁沈阳110036) 摘 要: 介绍了国内外游离甲醛消除剂的研究进展。目前,甲醛消除剂主要分为三类:氧化剂型、氨基衍生物型和含α-氢化合物型,文中分析了它们的消醛机理和各类的优缺点及发展方向。其中氨基衍衍生物型甲醛消除剂具有消醛率高、使用量少、水溶性好和无毒等优点,是消醛剂的主要品种。含α-氢化合物型是今后研究的新方向,新型的消醛剂应同时具有消醛和改性的两种作用。 关 键 词: 游离甲醛;游离甲醛消除剂;研究进展 中图分类号: T Q433.4 文献标识码: A 文章编号: 10040935(2004)06033104 甲醛是一种重要的化工原料,广泛用于有机合成。用甲醛合成的化合物中与人们日常生活密切相关的化合物主要是粘合剂、涂料和纺织助剂,如氨基树脂,用于生产内外涂料的聚乙烯醇缩甲醛(107胶)和纺织品整理剂等。这些产品的生产工艺简单,成本低,因此大量用于刨花板,胶合板,纤维板等木材加工生产以及纺织品的后处理,在这些产品的生产、加工以及最终产品的应用过程中都会有一定量的甲醛释放出来。 甲醛是一种无色,具有强烈刺激性气味的气体。当环境中的游离甲醛的浓度达到0.1×10-6时,它会对人体产生慢性的健康影响。包括刺激眼睛流泪,眼睛、鼻子和喉咙有灼烧感觉,恶心,咳嗽,胸闷,打颤,引起皮疹病及其它影响。对甲醛敏感的人在甲醛浓度小于0.1×10-6时就会出现上述症状[1]。一项于夏季在3个城市的3类场所进行的甲醛浓度、暴露人群血清免疫学指标测定及主观感觉呼吸道症状调查结果表明:甲醛浓度以家具商场最高,为0.432mg/m3,其次为宾馆客房内,为0.173mg/m3,然后是旅馆客房内,为0. 028mg/m3,分别是室外对照的33,13,2倍,均有极显著差异(P<0.01)。家具商场暴露人群血清中IgG,IgA,IgM,外体C3及主观感觉,呼吸系统体检症状发生率与普通旅馆工作人员相比有显着性或极显着性差异(P<0.05/0.01)[2]。另一项对新装修住宅室内空气中甲醛污染进行了调查分析,结果室内空气中甲醛浓度是室外的10倍,为0. 492mg/m3,在关门窗时甲醛100%超标。造成室内空气中甲醛污染的主要污染源是人工胶合板[3]。 为了改善环境,不少国家都对空气中甲醛的限值作了严格的规定。例如:美国、德国、意大利规定为0.10×10-6,挪威为0.13×10-6,西班牙为0.15×10-6[4]。我国国家标准规定居室内空气中甲醛的最高允许浓度为0.08g/m3[5]。因此如何减少环境中甲醛含量已经成为环境保护的重要课题之一。 1 国内外消醛剂研究进展 为了减少各种情况下甲醛的释放量,国内外做了大量工作。首先是减少生产各种制品时所用原材料中游离甲醛的含量。例如,在合成大量使用的氨基树脂(如脲醛树脂胶)时多采用降低甲醛和尿素的摩尔比,分批加入尿素以及加入改性剂等方法,在不改变脲醛树脂胶各项指标的前提下可使脲醛树脂胶的游离甲醛降到0.3%～0.6 %[6～8]。这些努力虽然使氨基树脂的游离甲醛含量有较大的降低,但是仍然没有从根本上解决下 收稿日期: 2004203217 作者简介: 刘长风(1974-),女,工程师。
藻类植物资源研究进展
藻类植物资源开发利用研究进展 徐渊 （河北师范大学生命科学学院生物科学2009级学号：2008013859） 摘要：藻类是一种非常重要的植物资源，与人类的生活息息相关。目前对藻类植物资源的开发利用还远远不够，藻类资源的开发利用潜力巨大。本文主要概述了藻类植物资源在生物燃料，生物医药，环境保护等方面的研究进展。 关键词：藻类植物生物燃料藻类多糖 进入21世纪，人类在取得巨大成就的同时，也面临着许多危机。能源需求不断增加而传统能源的储量不断减少，能源危机加剧［1］。工业生产，化石燃料燃烧造成大气污染、水污染、酸雨、温室效应等一系列环境问题。环境污染，抗生素的滥用致使人体免疫力下降，细菌出现抗药性，哮喘、艾滋病、癌症等多种疾病发病率升高。人类健康受到很大威胁。从藻类中提取油脂，生产柴油，可以缓解能源危机。藻类多糖可以应用于多类疾病的治疗。藻类对水质的敏感，可用于监测水质。藻类植物资源有多方面的重要价值，所以值得人类大力开发利用。下文将详细叙述目前人类在藻类植物资源开发利用方面的研究进展。 1藻类植物资源在开发生物燃料方面的研究进展 就目前来看，人类通过藻类开发的生物能源主要有生物柴油和生物乙醇，利用藻类开发生物能源，有许多方面的优势。但是仍然面临着许多技术难题。美国和日本在开发生物能源的研究方面处于世界领先的位置。 1．1藻类植物资源在开发生物燃料方面的优势 未来生物燃料的的发展方向应该是通过藻类植物来生产［2］。这是因为藻类有许多方面的优势，①作为低等植物，藻类繁殖能力特别强，光合作用效率高，在单位面积上具有很高的产量。②藻类植物种类非常多，而且分布范围很广阔，利用藻类生产生物燃料不会受气候和地域的干扰[3]。③藻类的油脂含量非常高。 ④藻类可以大量吸收空气中的二氧化碳，对缓解温室效应有一定意义。⑤藻类在生长的过程中可以吸收水体中的氮元素和磷元素，防止水体富营养化。⑥藻类可以在海洋中生长，可以利用海洋来培养藻类，开发藻类资源，这样就不会占用耕地。另外，用玉米和甘蔗为原料可以生产乙醇，并且是目前国际上生物乙醇生产原料。生物乙醇有低毒性，容易降解，并且燃烧后对环境污染小等优点。但是现在全球人口增长很快，用粮食来生产燃料乙醇以代替石油，煤等化石燃料是非常不切合实际的。而以海洋藻类来生产乙醇，可以避免用粮食生产乙醇的缺点，有非常好的前景。 1．2藻类生物柴油的研究现状 生物柴油是从油料作物，藻类中提取油脂或利用动物油脂，再通过与醇类物质发生酯交换反应来合成的。生物柴油环保，使用时安全，并且可再生。用油料植物生产柴油的技术已经很成熟，并且广泛的应用于工业生产。利用藻类生产生物柴油主要有藻类培养，藻类收集，提取藻类中的油脂，酯交换反应生产生物柴油，把粗制品生物柴油加工成精品等几步。在利用藻类生产石油的过程中，从藻类中提取柴油的技术已经掌握，培养出含有高油脂的藻类的技术，藻类收集中的固液分离技术以及利用基因工程改造藻类技术还在进一步改进[4]。正是由于部分的技术还不太成熟，导致利用藻类生产石油的成本较高，无法大规模应用于工业生产。不过，目前以美国为代表的许多国家都致力藻类生物柴油的研究，为了
罗非鱼治理蓝藻水华研究
罗非鱼治理蓝藻水华研究 尹春华,宣劲松,吕乐,闫海 (北京科技大学应用科学学院生物科学与技术系,北京100083) 摘要 [目的]为有效控制蓝藻水华污染提供方法支持。[方法]通过现场设置围隔研究利用罗非鱼控制蓝藻水华污染的效果。[结 果]投放罗非鱼后水体中蓝藻颗粒浓度在5d 后下降到4.0@105/m ,l 而空白对照组(C K)蓝藻颗粒浓度基本维持在1@106 /m l 。与CK 相比,投放罗非鱼组水体中亚硝酸氮下降迅速,4d 后降低到0.02mg/L 。罗非鱼对水体中硝酸氮和磷酸根的去除作用更为显著,分别在2d 后和4d 后降低到基本检测不出。对于水体中氨氮的浓度,罗非鱼的影响则不明显。[结论]高密度投放罗非鱼能显著减少水体中的蓝藻,迅速降低水体中硝酸氮、亚硝酸氮和磷的含量。关键词 蓝藻水华;罗非鱼;控制中图分类号 S931.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)23-11112-03Study on C o n trolli ng C yanobacter i a B loo m with T ilapia YIN C hun 2hua et a l (Depart ment ofB i ol ogi cal Sc i ence and Technol og y ,Coll ege ofApplied Sc i ence ,Univ ersit y of Sc i ence and Technol og y Beiji ng ,Be iji ng 100083) Abstr act [Objecti ve]The purpose was t o supplym et ho dol ogi cal support f or co ntrolli ng the poll uti o n caused by cyano bact er i a bl oo m effec 2ti vely .[Method]The eff ect of controlli ng t he poll uti o n caused by cyanobacteri a bl oo m wit h tilapia was st udi ed t hroug h setti ng enc l osures on site .[R es ult]After t he til ap i as were put i ntowater ,the co ncn .of cy anobacteri a particleswas decreased to 4.0@105 a fter 5d .The co ncn . of cyano bact er i a particles i n t he control group (CK)was kept above 1@106 /m l basica ll y .The concn .of nitrite nitro gen i n t he wa t erbo dy of the tilapia group was 0.02mg/L after 4d ,which decreased more quick than that of C K .The concn .of nitrate nitrogen and phos phate radica l i n t he wa t erbo dy aft er til api as were putti ng i nt o was decreasedmore sig nifi cantl y ,wh i ch coul d not be detected out basi cally a fter 2d and 4d ,respecti vely .The change of a mmoni a nitrogen concn .i n t he waterbo dy had no si g n ificant difference fro m t ha t of t he co ntrol gro up .[Concl u 2si on]Putti ng til api as i ntowaterbo dy a t hi gh density coul d reduce its cyano bact er i a si g n ificantl y ,decrease its co ntents of nitra t e nitrogen ,ni 2tr i te nitrogen and phosphoro us rapi dl y .K ey wor ds Cyanobacteri a l blo o m ;Til ap i a ;Co ntrol 基金项目 北京市教委共建计划资助项目。 作者简介 尹春华(1972-),男,湖南茶陵人,博士,讲师,从事环境生 物学研究。 收稿日期 2009204215 近年来,随着大量含氮磷废水排入天然水体,水体的富营养化程度加剧以及全球气候变暖的影响,中国乃至世界范围内蓝藻水华的爆发呈迅猛增加的趋势。由于水华蓝藻 产生以微囊藻毒素(m icroc ysti n ,MC)为主的多种藻毒[1-2] ,给生态环境和人类健康已构成严重威胁 [3-4] ,北京市延庆县 妫水湖位于北京饮用水源地官厅水库上游,水体面积达 33313h m 2 ,是北京市郊区的著名旅游景区。近年来由于氮磷负荷的加重,每年夏季已经有逐渐形成蓝藻水华的发展趋势,如何进行有效控制迫在眉睫。 目前,治理湖泊蓝藻水华有物理、化学和生物等多种方法 [5] ,虽然一些物化方法的实施能取得迅速、短期的效果, 但常带来一些二次污染。如采用重金属铜等杀藻剂可以杀死蓝藻,但其残留将导致重金属污染。有学者提出了非经典的生物操纵理论,即利用滤食性鱼类直接进行对浮游植物的生物操纵,因为滤食性鱼类能滤食浮游动物和浮游植物。国内东湖、滇池、巢湖、千岛湖和太湖等许多湖泊的富营养化治理都应用了投放鲢、鳙鱼等滤食性鱼的措施并取得了良好的效果[6-9]。国外也有许多采用滤食性鱼类成功控制蓝藻水华的报道,如巴西Pavo noa 大型水库中放养白鲢,成功控制了该水库微囊藻/水华0[10] 。滤食性鱼类主要包括鲢、鳙鱼和罗非鱼,目前采用滤食性鱼类控制蓝藻水华的研究主要集中于鲢、鳙鱼,对罗非鱼的报道相对较少。笔者在北京市延庆县妫水湖现场设置围隔进行投放罗非鱼控制蓝藻水华的试验,结果发现罗非鱼对水华蓝藻控制有良好效果。 1 材料与方法 1.1 围隔设置及实验条件 试验围隔设计成漂浮式长方体状,采用不锈钢框架和防水布制成(水下部分长宽各100c m , 高150c m 的围隔,可容纳水体近1.5m 3 )并与外界水体隔绝。2008年7月在妫水湖中安装了试验围隔,试验分2组处理:1投放罗非鱼组。罗非鱼购自北京常兴庄渔场,投放密 度为80g/m 3 ;o无鱼对照组。2次重复,试验数据取2次重复的平均值。试验开始后每天14:00取样进行蓝藻颗粒浓度、总氮和磷酸浓度等参数的测定。试验时间为2周,水体表层温度维持在28~32e ,p H 维持8.0~9.5。1.2 检测方法 蓝藻颗粒浓度测定采用血球计数板在显微镜放大400倍下进行计数。采用携带有总氮测定装置的TOC 仪测定水体中的总氮。采用离子色谱仪直接测定水体中的亚硝酸、硝酸和磷酸。 2 结果与分析2.1 罗非鱼控制蓝藻水华的效果 图1显示,在对照组围隔内水体表面漂浮着很多蓝藻,已经形成蓝藻水华(图1a)。而在投放罗非鱼的水体中,水体表面看不到任何明显的蓝藻漂浮(图1b),但可能是由于罗非鱼的搅动和排泄物的影响,水体的透明度没有明显改善。说明投放罗非鱼能有效滤食蓝藻,显著控制蓝藻水华。 图2显示,在整个试验期间对照组的蓝藻颗粒浓度有所波动,但基本维持在1@106 /m l 以上。投放罗非鱼后,蓝藻颗粒浓度迅速下降,5d 后蓝藻颗粒浓度降到较低水平(4.0@105 /ml)并维持基本不变,蓝藻生物量较C K 降低了60%,显 示出投放罗非鱼快速持续降低蓝藻数量的效果。2.2 罗非鱼对水体中各种形式氮含量的影响 图3显示,投放罗非鱼后水体中总氮浓度总体变化逐渐下降,但有一定的波动。在试验初始3d ,与C K 相比,投放罗非鱼能够迅速 责任编辑 罗芸 责任校对 卢瑶 安徽农业科学,Jo u r n al ofAnhu iAgr.i Sc.i 2009,37(23):11112-11114
蓝藻治理
蓝藻治理 摘要:蓝藻包括蓝球藻、颤藻、念珠藻等。 其产生原因: 1．化肥流失，化肥是很多富营养化区域的主要养分来源，例如密西西比河流域，67%的氮流入水体，随之流入墨西哥湾，波罗的海和太湖中超过50%的氮也来自化肥的流失。 2．生活污水，包括人类的生活废水和含磷清洁剂。 3．畜禽养殖，畜禽的粪便含有大量营养废物如氮和磷，这些元素都能导致富营养化。 4．工业污染，包括化肥厂和废水排放。 5．燃烧矿物燃料，在波罗的海中约30%的氮，在密西西比河中约13%的氮来源于此。 6.蓝藻使水体缺氧，使动物死亡，分解者分解是又消耗氧气，造成恶性循环 主要危害: 1.在一些营养丰富的水体中，有些蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色
而有腥臭味的浮沫，称为“水华”，大规模的蓝藻爆发，被称为“绿潮”（和海洋发生的赤潮对应）。绿潮引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。 2.蓝细菌是蓝藻的学名，在部分蓝藻内部的特定区域存有藻毒素，蓝藻毒素内分为很多种，通过其危害方式可分为肝毒素和神经毒素，它们是已知的会侵袭肝脏和神经的毒素，另一类毒素对皮肤有刺激作用。 治理方法: 1.首先，全池泼洒沸石粉10公斤/亩，使之絮凝 蓝藻；第二，间隔3—4小时后全池泼洒溶藻芽 孢杆菌(侧孢芽杆菌)，用量为500克/亩。注意 使用微生物制剂过程中必须防止蟹池缺氧，天 气闷热时不应使用，而使用时则应开动增氧 机；第三，平衡氮磷比例，通过泼洒无机磷改 变氮磷的比例，加快培育绿藻和硅藻等有益藻 类快速生长成为优势藻种来抑制蓝藻生长，从 而改善蓝藻过度繁殖的状况。 2.2020年1月13日，从中国科学院南京地理与 湖泊研究所获悉，该所陈开宁研究员领导的河 湖生态治理与修复团队新近研发出一种蓝藻无
甲醛及其检测方法的研究进展
方面可能具有更为重要的意义。将来人们重点将是对这些调节途径的详细信号机制的探索,明确这些机制对掌握许多疾病的发生机制、选择针对性治疗手段具有重要的意义。 参考文献: [1] W ang G L,Jiang BH,Rue E A,et al.Hypoxia2inducible factor1is a ba2 sic2helix2loop2helix2PAS heterodimer regulated by cellular O2tension[J]. Proc Natl Acad Sci US A,1995,92(12):5510-5514. [2] M axwell PH,W iesener MS,Chang G W,et al.The tum our suppress or protein VH L targets hypoxia2inducible factors for oxygen2dependent prote2 olysis[J].Nature,1999,399(6733):271-275. [3] Berra E,Benizri E,G inouves A,et al.HIF prolyl2hydroxylase2is the key oxygen sens or setting low steady2state levels of HIF21alpha in norm oxia [J].E M BO J,2003,22(16):4082-4090. [4] M cNeill LA,Hewits on K S,G leadle JM,et al.The use of dioxygen by HIF prolyl hydroxylase(PH D1)[J].Bioorg M ed Chem Lett,2002,12 (12):1547-1550. [5] M etzen E,Zhou J,Jelkmann W,et al.Nitric oxide im pairs norm oxic degradation of HIF21alpha by inhibition of prolyl hydroxylases[J].M ol Biol Cell,2003,14(8):3470-3481. [6] Haddad JJ,Land SC.A non2hypoxic,ROS2sensitive pathway mediates T NF2alpha2dependent regulation of HIF21alpha[J].FE BS Lett,2001,505 (2):269-274. [7] Zhong H,Chiles K,Feldser D,et al.M odulation of hypoxia2inducible factor1alpha expression by the epidermal growth factor/phosphatidyli2 nositol32kinase/PTE N/AK T/FRAP pathway in human prostate cancer cells:im plications for tum or angiogenesis and therapeutics[J].Cancer Res,2000,60(6):1541-1545. [8] Laughner E,T aghavi P,Chiles K,et al.HER2(neu)signaling increases the rate of hypoxia2inducible factor1alpha(HIF21alpha)synthesis:novel mechanism for HIF212mediated vascular endothelial growth factor expres2 sion[J].M ol Cell Biol,2001,21(12):3995-4004. [9] Jung Y J,Isaacs JS,Lee S,et al.I L21beta2mediated up2regulation of HIF2 1alpha via an NFkappaB/COX22pathway identifies HIF21as a critical link between in flammation and oncogenesis[J].FASE B J,2003,17(14): 2115-2117. [10] Qian D,Lin HY,W ang H M,et al.N orm oxic induction of the hypoxic2 inducible factor21alpha by interleukin21beta inv olves the extracellular signal2regulated kinase1/2pathway in normal human cytotrophoblast cells [J].Biol Reprod,2004,70(6):1822-1827. [11] S troka DM,Burkhardt T,Desbaillets I,et al.HIF21is expressed in nor2 m oxic tissue and displays an organ2specific regulation under systemic hy2 poxia[J].FASE B J,2001,15(13):2445-2453. [12] K im CH,Cho Y S,Chun Y S,et al.Early expression of my ocardial HIF2 1alpha in response to mechanical stresses:regulation by stretch2activated channels and the phosphatidylinositol32kinase signaling pathway[J].Circ Res,2002,90(2):E25-33. [13] K uwahara F,K ai H,T okuda K,et al.Hypoxia2inducible factor21alpha/ vascular endothelial growth factor pathway for adventitial vasa vas orum formation in hypertensive rat aorta[J].Hypertension,2002,39(1):46 -50. (收稿日期:2004-07-07 修回日期:2004-10-25) 文章编号:1000-6486(2005)01-0055-03【综 述】甲醛及其检测方法的研究进展 张志虎, 邵华 关键词:甲醛;检测方法 中图分类号:R134+.4 文献标识码:A 甲醛广泛存在于环境中,对机体有诸多不利的影响。随着 生活水平的提高和卫生意识的增强,人们现在越来越关注它在 环境中的存在(尤其是在室内装修方面),因此对它的研究也较多。国内外建立了许多空气中甲醛的检测方法,而对甲醛的生 物检测方法研究却很少,本文旨在探索有效的检测方法。 1 甲醛的理化性质 甲醛常温下是一种无色、具有强烈刺激性的气体,易溶于水,比重01815,沸点-1915℃。其40%的水溶液称为福尔马林,它能使蛋白凝固,具有杀菌和防腐作用,常用来保存动物标本。甲醛的化学性质很活泼,能和氢氰酸、亚硫酸氢钠、氨的衍生物(如2,4-二硝基苯肼、苯肼、羟胺等)以及醇类发生加成 基金项目:国家自然科学基金资助(30471429);山东省自然科学基 金资助(Y2002C30) 作者单位:山东省劳动卫生与职业病防治研究院,山东济南250062 作者简介:张志虎(1973-),男,在读硕士研究生,主要从事职业卫 生和环境卫生研究 通讯作者:邵华反应;经催化氢化,甲醛被还原成甲醇;甲醛可以被氧化剂氧化生成甲酸;它在浓碱的作用下,能发生自身的氧化还原作用,此即所谓的歧化反应。 2 甲醛的来源 甲醛广泛存在于环境中,它有众多的来源:许多工业生产活动如石化工业、药物制造、燃煤工业等可产生甲醛;甲醛是树脂、橡胶、塑料等合成工业的重要原料;一些燃烧产物(如机动车尾气、烹调油烟、香烟烟雾等)、生活用品(如香水、喷发水、空气清新剂等)、建筑、装饰材料(如脲醛树脂、夹合板、粒子板、泡沫绝缘材料、油漆、染料、新家具等)也可产生甲醛;空气中碳氢化合物在光化学作用下可以生成甲醛。体内脂质的氧化或过氧化,丝氨酸、甘氨酸、胆碱等的代谢,以及一些脱甲基反应都可产生甲醛;甲醛还是嘌呤、胸腺嘧啶生物合成的中间产物。 3 甲醛的代谢 人体内的甲醛(包括外界进入的和内生的)有多种代谢途径,主要有:①经肺直接呼出;②进入尿液被排出[1];③与体内组织蛋白质、细胞DNA反应形成加合物而贮存在体内;④在肝脏和红细胞中的甲醛脱氢酶、醇脱氢酶的催化下,生成甲酸。
蓝藻中多糖的研究进展
蓝藻中多糖的研究进展 随着分子生物学和细胞生物学的发展, 多糖及其缀合物作为支持组织和能量来源的传统观念早已被突破, 而被认为是生物体内除核酸以外的又一类重要的信息分子。因此与多糖有关的研究越来越受到人们的关注多糖类化合物在自然界分布十分广泛，随着海洋生物多糖的药用潜力逐渐被开发出来，海藻在海洋植物中数量和品种最多。且多糖含量占干质量的50％以上[1]成为目前最具有前景的一类活性物质，海藻多糖是由多个相同或不同的单糖基通过糖苷键相连而成的高分子碳水化合物[2]具有很高的应用价值，此外它还具有多种生物活性与药用价值,如抗病毒免疫调节抗肿瘤抗氧化等国内外学者曾对海藻多糖的生物活性进行了综述最近几年又有了新的研究进展本文简要介绍海藻多糖的生物活性及提取分离的方法。 1 海藻多糖的生物活性 1.1 抗病毒 海藻在海洋环境中生存会遭受外界生物的侵袭长期的进化使其对某种微生物产生抗活性化合物目前已从鸭毛藻酸藻松节藻孔石莼和海黍子中分离得到具有抗病毒活性的海藻多糖[1]Hayashi等人[3]研究了岩藻多糖对单纯疱疹病毒HSV 的防御作用发现岩藻多糖能使小鼠免受HSV 病毒感染其机理可能是通过直接抑制病毒复制增强先天和后天的免疫防御功能来防御HSV 病毒的感染朱萧等人[4]研究表明钝顶螺旋藻多糖PSP 可抑制病毒吸附感染细胞内病毒的复制随着PSP 浓度及作用时间的增加PSP 对抗单纯疱疹病毒 2 型DNA的抑制作用显著增强具有良好的剂量和时效关系PSP 在体外具有明显的抗HSV-2 病毒作用该作用发生在病毒吸附病毒基因复制等多个环节上 1.2 免疫调节 20 世纪70 年代后人们对糖类物质的生物学功能有了进一步认识发现多糖参与细胞的各种生命活动如免疫细胞间的信息传递与感受林丽琴等人[5]研究了紫球藻多糖对免疫低下小鼠的调节作用发现其可显著抑制小鼠的脾指数胸腺指数碳廓清能力单核细胞吞噬功能对小鼠免疫功能具有一定的正向调节作用且安全性较高常静瑶等人[6]研究表明螺旋藻多糖对小鼠细胞因子有促进免疫的作用推测螺旋藻多糖主要是通过对肠黏膜系统的受体相互作用刺激相应
淡水水体中蓝藻水华研究进展
淡水水体中蓝藻水华研究进展 高政权,孟春晓* (山东理工大学生命科学学院,山东淄博255049) 摘要 综述目前国内大型浅水湖泊蓝藻水华成因研究现状,分析蓝藻水华形成的一般机理,重点阐明蓝藻水华治理的关键技术研究及其重要生态和环境意义。 关键词 蓝藻;水华;治理;环境 中图分类号 X524 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)16-07597-02 Progress i n Cyano bacteri aW ater B l oo m i n Fres h W ater GAO Zheng qua n et al (Schoo l of L ife Sciences ,Shandong U ni versity o fT echno l ogy ,Z i bo ,Shandong 255049)Abstract The st udy su mmar i zed the research sit uati on o f f o r m ati on cause of cyanobacteria water bl oo m,and ana l yses genera lmechanis m s o f cyanobact er i a w ater bl oo m for ma tion .F inall y ,key techno l ogy research and its m i portant ecol og i cal and environ menta l si gn ificance f or cya nobacter i a w ater bl oo m control were discussed .K ey words Canobacteria ;W ater bl oo m;R ehabilitati on ;Env i ron m ent 基金项目 国家自然科学基金(40706050;40706048);国家支撑项目 (11200602);中央级公益性研究所专项资金(2060402/2);山东理工大学自然科学基金(4040 306017);山东理工大学博士启动基金项目(4041 405016,4041 405017)。 作者简介 高政权(1972-),男,湖南安乡人,博士,副教授,从事藻类 生理学研究。*通讯作者。 收稿日期 2009 00 蓝藻又称蓝绿藻,是所有藻类生物中最简单、最原始的一种。蓝藻在长期进化中形成了极强的生态竞争优势,在适宜环境条件下即可获得最大生长率,并以指数级迅速增长,从而使产毒菌株密度增加,获得竞争优势,形成种类少而数量大的蓝藻水华。由于环境污染日趋加重,许多水体富营养化而导致蓝藻水华的暴发,成为我国目前及今后相当长一段时期内的重大水环境问题。我国五大淡水湖中的太湖和巢湖相继暴发大规模水华,加上以前报道的滇池、南京玄武湖、淮河、海河等水华事件,不难看出,水体富营养化引起的蓝藻水华已极大地影响到人们生活的多个方面。20世纪90年代以来,国内淡水水体营养状态日益严重,长江、黄河、松花江等主要河流以及鄱阳湖、太湖、巢湖、武汉东湖、昆明滇池、上海淀山湖等集合淡水湖在调查中发现有大量藻类生长,形成严重的蓝藻水华[1] 。有资 料表明,我国有66%以上的湖泊和水库处于富营养化水平[2] 。2007年4月中国科学院长江水利委员会发布的 长江保护与发展报告 称,2003年三峡库区蓄水至135m 后,12条长江一级支流,在回水区不同程度地出现水华现象,并且近几年有加剧的趋势。湖泊富营养化依然是我国目前以及今后相当长一段时期内的重大水环境问题。研究蓝藻水华的形成机制,对于科学预测湖泊中蓝藻水华的产生及采取相应措施减少其带来的影响具有重要的生态和环境意义 [3] 。 1 水华的成因 富营养化的水体在适宜的条件下,水体中藻类,主要是蓝藻短时间大量繁殖并聚集的生态异常现象称为水华,也称湖靛。底泥腐殖质较多的水体,因富含P 、N 等营养元素,当N 、P 比值大于7时,只要外部条件适宜,浮游植物特别是蓝藻就会迅速繁殖生长,甚至在水面聚合成数厘米厚的蓝绿色的藻浆,即水华。浮游植物对N 、P 的吸收速率遵循米氏方程。蓝藻水华的生成离不开合适的光照、气温、水文、气象等因素。蓝藻的繁殖习性是喜高温、连续阴雨、闷热、弱风的气 候条件,在该条件下会大量繁殖,在数量上占绝对优势,完全抑制了其他藻类的生长。影响蓝藻水华形成的环境因素包括物理因素(水温、光照、营养盐、气候等)、化学因素(氮、磷浓度等)、生物因素(蓝藻本身的生理生态特征在形成优势种 群中的作用)等[3] 。赵孟绪等探讨了2003年广东汤溪水库蓝藻水华提前发生的原因,结果表明,水温与蓝藻、微囊藻的丰度具有显著相关性,较高的水温是蓝藻水华发生重要条件之一;在具备充分氮磷营养盐和合适水温条件下,汛期反常的水体稳定性导致了汤溪水库蓝藻水华的提前发生[4] 。2 水华的危害 蓝藻水华被认为是影响水质的重要因素,它会产生微囊藻毒素,为代表的有毒代谢物,严重危害人类身体健康和生命安全。1996年在巴西,由于人群使用了含藻类毒素污染的水作肾透析液,造成126人出现急性或亚急性肝中毒,导致60个患 者由于肝功能严重损伤而死亡[5] 。水华是藻类在合适环境条件下形成的过度繁殖和聚集现象,因而在种类组成、发生时间及水平分布上具有一定的规律性。蓝藻水华出现时,水面被厚厚的蓝绿色湖靛所覆盖,甚至在岸边大量堆积。藻体大量死亡分解的过程中,不但散发恶臭,破坏景观,同时大量消耗水中的溶解氧,使鱼类窒息死亡。随着富营养化的加剧,藻类水华发生的频率和幅度增加,水华对水环境的危害和生物安全日益引起广泛的关注。在水华发生时,其现象表现为某些藻类,尤其是单细胞的蓝藻疯长。水华是湖泊富营养化的典型表征之一。蓝藻水华的形成影响了水生态系统的健康发展。蓝藻大量生长改变了水体的理化环境,透明度降低,水体散发腥臭味,溶解氧减少,造成鱼虾等水生物的死亡。当水体中的营养素被蓝藻耗尽时,蓝藻大量死亡,尽管是死亡的蓝藻,其在被细菌分解过程中还是会产生并释放蓝藻毒素,最终导致水生态系统的迅速崩溃,蓝藻水华也给水产养殖业、供水及旅游业甚至人类的饮用水安全带来极大的危害[6] ,太湖、玄武湖、巢湖、滇池等大型 湖泊都曾深受蓝藻水华暴发所引发的污染之苦[7-9] 。目前人们最为关注的焦点是蓝藻毒素所带来的危害。在淡水水体中引起蓝藻水华和产生藻毒素的藻类主要有蓝藻门的微囊藻属、鱼腥藻属、念珠藻属、束丝藻属和颤藻属等,其中的微囊藻毒素是一组由水体中蓝绿藻(如微囊藻、鱼腥藻、颤藻及念珠藻)产生的具有亲肝特性的环状多肽毒 安徽农业科学,Jou r n al ofAnhu iAgr.i Sc.i 2009,37(16):7597-7598责任编辑 庆瑢 责任校对 王凌志