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关键词：
安徽省,酸雨,降水pH值,燃煤量,对流层NO2,后向轨迹,聚类分析
发表时间：
2012-08-15 20:09:39
UV_C辐照抑制铜绿微囊藻生长的动态实验研究
吴宏文 | -> | 589| 3| 869.142MB |铜绿微囊藻,紫外线反应器,UV-C辐照,藻细胞生长抑制,动态实验
摘要: 以我国典型淡水水华藻种铜绿微囊藻(M icrocy stis aerug inosa 905)为研究对象, 采用推流式低压紫外灯反应器研究在动态条件下U ltrav io let-C( UV-C )辐照对蓝藻生长抑制作用的效果. 对数培养期的蓝藻液流经反应器进行UV-C 辐照处理, 其后正常培养, 在培养期2 h、1 d、3 d、5 d、7 d、9 d分别取样, 通过研究级倒置荧光显微镜在荧光视野下进行细胞计数. 结果表明,辐照处理未引起铜绿微囊藻细胞的大量破裂死亡, 36~ 115 mW# s# cm - 2剂量范围的UV-C 辐照能在9 d内有效抑制216 @105 ~ 217 @ 105 ce lls# mL- 1的铜绿微囊藻细胞密度增长, 31~ 50 mW# s# cm - 2剂量范围的UV-C辐照能在9d内有效抑制91 0@ 105 ~ 1115 @ 106 cells# mL- 1的铜绿微囊藻细胞密度增长.
近年来, 我国湖泊等水体有害藻类暴发现象频繁[ 1] , 超过60% 的湖泊已经富营养化并发生水华现象, 而蓝藻类铜绿微囊藻(Microcystis aerugino sa )是水华中的一种优势藻种[ 2] . Microcystis aeruginosa 的暴发引发恶臭, 释放藻毒素, 甚至影响到饮用水水源[ 3~ 5] . 降低氮磷营养盐水平, 是解决蓝藻水华问题的最根本途径[ 6] , 但是, 外源氮磷营养输入、底泥中
大量沉积的内源营养负荷难以短时间内控制. 传统治理蓝藻水华方法大多是水华发生后的应急措施,如硫酸铜等除藻剂, 是化学方法, 见效快但可能引起二次污染并加速藻细胞体内藻毒素的释放[ 7]; 絮凝等物理方法则成本较高, 难以运用于大面积的藻类去除[ 8] . 因此, 有必要研究开发蓝藻水华控制预防性措施.
紫外线是一种能量较高的短波辐射, 利用紫外辐照可以消毒、抑制微生物生长. 其中, 消毒常用的紫外光波长为紫外线C 波段(UV-C, 200~ 280 nm) ,特别是254 nm附近. UV-C 辐照可造成绝大多数微生物DNA 结构的破坏, 阻止蛋白质合成而使细胞丧失繁殖能力[ 9, 10] . 紫外线在消毒领域得到广泛应用[ 11] , 美国将紫外消毒工艺作为自来水消毒的最佳手段写入供水法规中[ 12] .
大量沉积的内源营养负荷难以短时间内控制. 传统治理蓝藻水华方法大多是水华发生后的应急措施,如硫酸铜等除藻剂, 是化学方法, 见效快但可能引起二次污染并加速藻细胞体内藻毒素的释放[ 7]; 絮凝等物理方法则成本较高, 难以运用于大面积的藻类去除[ 8] . 因此, 有必要研究开发蓝藻水华控制预防性措施.
紫外线是一种能量较高的短波辐射, 利用紫外辐照可以消毒、抑制微生物生长. 其中, 消毒常用的紫外光波长为紫外线C 波段(UV-C, 200~ 280 nm) ,特别是254 nm附近. UV-C 辐照可造成绝大多数微生物DNA 结构的破坏, 阻止蛋白质合成而使细胞丧失繁殖能力[ 9, 10] . 紫外线在消毒领域得到广泛应用[ 11] , 美国将紫外消毒工艺作为自来水消毒的最佳手段写入供水法规中[ 12] .
UV-C波段紫外辐照能杀灭藻细胞或较长时间抑制蓝藻生长. Iseri等[ 13] 在1993 年进行了船载紫外灯处理湖水中赤潮的研究, 发现多甲藻细胞数在超过110 @ 104 cells# mL- 1的情况下, 需要50 s以上的辐照时间才能够杀灭90%的藻细胞, 达到控制赤潮的目的. A lam 等[ 14] 研究表明, 静态条件下75mW # s# cm- 2 的紫外剂量辐照对M icrocy stis aerug inosa来说是致命的, 而37 mW# s# cm- 2的紫外剂量照射后的7 d内没有发生细胞分裂, 细胞密度维持在6 @ 103 ce lls# mL- 1. Saka i等[ 15, 16] 研究发现, 利用较低剂量( 180 mW # s# cm- 2 )的UV-C辐照能在7 d 内抑制铜绿微囊藻(M1 aeruginosa PCC7806)细胞数目增长, 从而抑制水体内藻毒素的增加. 由于紫外线并不是对藻类细胞直接造成物理伤害, 藻细胞密度逐渐减少, 细胞体内的藻毒素缓慢释放, 防止了细胞破裂造成藻毒素大量释放[ 14~ 16 ] . 较低剂量的UV-C 辐照方式不同于传统的消毒工艺,其目的是抑制蓝藻细胞繁殖而非直接杀灭细胞. 这种较低剂量的UV-C 辐照方式, 即为亚致死剂量UV-C 辐照. 目前, 使用亚致死剂量UV-C 辐照抑制藻类生长仍限于室内静态情况下的剂量效应及机制方面, 缺乏动态条件下实验研究数据.
本研究在静态实验的基础上[ 17] , 以我国常见水华蓝藻铜绿微囊藻(M1 aerug inosa 905) 为试验对象, 采用L型推流式动态紫外反应器进行UV-C 辐照, 分析了动态条件下UV-C 辐照对铜绿微囊藻的生长抑制效果, 以期为今后UV-C 辐照抑制藻类生长在实际水体中的工程应用提供科学依据.
本研究在静态实验的基础上[ 17] , 以我国常见水华蓝藻铜绿微囊藻(M1 aerug inosa 905) 为试验对象, 采用L型推流式动态紫外反应器进行UV-C 辐照, 分析了动态条件下UV-C 辐照对铜绿微囊藻的生长抑制效果, 以期为今后UV-C 辐照抑制藻类生长在实际水体中的工程应用提供科学依据.
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