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《长江大学》 2015年
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外加碳源对铜绿微囊藻生长及养殖水体水质的影响

陈识文  
【摘要】:随着工农业的快速发展和大量有机废弃物的产生与排放,江河、湖泊等水体富营养化越来越严重,其引起的蓝藻水华不仅威胁了水资源的开发与利用,而且严重的损害了人畜的健康。近年来,蓝藻水华的治理方法主要包化学火杀法,机械去除法,植物化感抑藻法及食藻生物法等等。虽然每种方法都取得了一定的效果,但都存在一定的局限性。为了更好地治理水华,世界各国学者都对水华的爆发机制展开了详细的研究与讨论,并提出了许多理论与假说。目前,环境因子对藻类大规模爆发的机理研究已经是人们研究的热点。虽然,藻类的疯长与外部环境中光照、温度、水文气象条件及氮磷等营养元素有着密切的联系,但是这不是唯一的原因。很多藻类并非进行严格的自养生长,例如,微囊藻不但具有植物的特性,能进行光合作用自养生长,还具有部分细菌特性,能利用外界碳源进行混养生长。混合营养生长是指藻细胞以光照和有机物作为能源,同时吸收并利用有机碳和无机碳合成自身所需要的能量物质的营养方式。鉴于藻细胞混营养能力在扩大某些经济型藻类的实践情况,可以看出藻细胞此种机能与水华爆发可能有着一定的关系。且从有机碳与藻类生长关系的研究现状可以看出,在不同理化和营养条件下,外源有机碳对藻类生长的影响不同。因此,深入研究外源有机碳与藻类生长的关系,对进一步认识水华爆发机理以及控制水华的爆发具有非常重要的意义。我国水华的种类主要是蓝藻水华,而蓝藻门中的优势藻类是微囊藻属,微囊藻属中的优势藻种为铜绿微囊藻。因此,本文以铜绿微囊藻为研究对象,通过改变光照、温度以及外源有机碳的浓度,探讨其对铜绿微囊藻生长的影响,从而为深入认识水华爆发机理提供科学依据。此外,随着我国水产养殖业的快速发展,养殖规模越来越大,养殖密度越来越高,潜在的环境污染问题也日益严重。为了改善水体环境,减少饲料投放以及鱼虾等病害的发生,生物絮团技术被广泛运用在水产养殖业。该项技术通过人为添加有机碳源,调节水体中的碳氮比,促进异养菌的生长,吸收转化水体污染物,进而净化水体。由于该水体中营养水平降低了,且异养菌大量繁殖,抑制了水华藻类的生长,从而降低了水华发生的概率。为了验证该技术与藻类生长的关系,本课题将以鱼虾密度较低的低交换水体为研究对象,向其中添加有机碳源,通过测定叶绿素a含量和各类水质指标,研究有机碳源对此类水体水质的影响。从而为深入研究水华爆发机制提供一个新的思路,为特殊的养殖水体的抑藻提供一个新的参考。实验结果如下:1.低浓度的葡萄糖和发酵碳源在适宜的条件下对铜绿微囊藻生长有促进作用,葡萄糖浓度为30mg/L时促进作用最明显,发酵碳源的促进浓度与葡萄糖的结果相近。较高浓度的两种有机碳源对藻细胞有明显抑制作用。2.铜绿微囊藻的最适光照强度在3000-60001ux之间。过低和过高的光照强度都对藻细胞生长有一定抑制作用,但铜绿微囊藻在有机碳源存在下对高光照和低光照都有很强的适应能力,5001ux下微囊藻的生物量持续增加,60001ux下先被抑制后快速生长,最终生物量超过平稳增长的30001ux组。3.铜绿微囊藻最适宜的生长温度为30℃。低温对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,在混养生长的情况下,藻细胞数量也在持续减少。然而铜绿微囊藻对高温有很强的耐受性,40℃下藻细胞的细胞丰度在15d时大于25℃。4.葡萄糖在简单的无菌培养环境中对促进藻细胞生长的反应速度快于成分较复杂的发酵碳源。在两种不同有机碳源的作用下,铜绿微囊藻的最终生物量无明显差异。5.添加有机碳源对实验水体的叶绿素a含量的增长有明显的抑制作用,由于藻类的混养生长能力,葡萄糖和发酵碳源加入初期,叶绿素a含量增长速度超过对照组CK。加入葡萄糖为有机碳源的实验组,氨氮和总氮的含量前期下降,后期有回升趋势。6.添加有机碳源对水体的氨氮和COD(化学需氧量)都有明显的抑制作用,葡萄糖对COD的抑制率大于有机碳源,有机碳源对于去除氨氮的作用大于葡萄糖。7.培养期间,添加发酵碳源的实验组COD、氨氮、总氮和总磷含量均有不同程度的下降。8.添加有机碳源的实验组可培养细菌数量显著增加。9.添加有机碳源能明显改善水质,减少水体藻类总的生物量。
【学位授予单位】:长江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X52;X173

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