摘要
水体富营养化是全球面临的重大环境问题之一，尤其是铜绿微囊藻引起的蓝藻水华对人们的生产生活、身体健康、经济发展都造成了严重的影响。本课题针对仍备受关注的蓝藻水华现象，以铜绿微囊藻为对象，采用微生物复合粘土矿物方法，通过实验室模拟，构建溶藻菌-矿物复合体系，发挥粘土矿物载体与―加重剂‖的作用，达到在溶藻的过程中加速藻细胞的沉降的目的，以期为蓝藻水华治理提供新思路。 从自然水体中分离出两株对铜绿微囊藻具有溶藻活性的菌株，经 16SrDNA 鉴定，其种属分别为肠杆菌属（Enterobacter sp.）及不动杆菌属（Acinetobacter sp.）。实验表明：在铜绿微囊藻初始藻浓度为OD680nm=0.3（严重水华初期）时，5%投加量下肠杆菌与不动杆菌除藻率分别为83.3%与76.2%。且在不同pH处理后的肠杆菌7d后溶藻率最高可达84.7%；而不动杆菌在不同pH处理后7d后溶藻率均在72.0%左右。两株溶藻菌的溶藻方式均以间接溶藻为主，直接溶藻为辅。其中，肠杆菌H6分泌的溶藻物质在高温条件下仍具备较高的溶藻活性；而不动杆菌D2分泌的溶藻物质受高温的影响较大。 在OD680nm=0.1，沉降时间为24h的条件下，在选择的粘土矿物中，膨润土对水体中的藻细胞去除效率达 54.3%。将膨润土与溶藻菌混合培养，制备为溶藻菌复合膨润土体系。溶藻菌复合膨润土体系在初始藻浓度为 OD680nm=0.6，菌液投加量为 5%的条件下，与仅添加膨润土、肠杆菌相比，去除率分别提高 62.5%、8.3%；与仅添加膨润土、不动杆菌相比，去除率分别提高52.4%、0.13%。实验结果表明：两种复合体系在较佳投加量均为5%，肠杆菌复合膨润土体系较佳熟化时间为12h，不动杆菌复合膨润土较佳熟化时间为24h，初始藻浓度为OD680nm=0.3的条件下，肠杆菌复合膨润土体系与不动杆菌复合膨润土体系去除率分别为95.4%与88.7%。 通过对两种体系溶藻过程中藻细胞形态、FTIR 及水中有机物含量变化分析发现，溶藻菌在与铜绿微囊藻共培养时，藻细胞发生褶皱、破损现象，胞内物质流出，体系Zeta 电位值减小，体系稳定状态降低。在溶藻过程中，藻细胞的细胞膜蛋白与脂质构成发生破坏，藻细胞完整结构发生改变，从而失活沉淀。而溶藻菌复合膨润土体系与铜绿微囊藻共培养时，藻细胞发生褶皱并破损，破损的藻细胞随膨润土发生沉淀。在复合体系溶藻前后，藻细胞表面蛋白质构象发生变化，体系Zeta电位值上升，藻液的Zeta电位值分别上升5.6mV与1.8mV。因此，复合体系主要依靠溶藻菌分泌的溶藻物质进行除藻，膨润土仅起到一个载体和增重剂的作用，在增加局部溶藻菌浓度的同时，还在后期发挥“增重剂”的作用，加速失活藻体的快速沉降。 本研究将溶藻菌与粘土矿物相结合，达到对铜绿微囊藻造成破坏与快速去除藻细胞的目标，以期为蓝藻水华治理提供新的治理方案。
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