巢湖蓝藻衰亡过程中颜色、形态变化分析及资源化研究

论文摘要

本文以巢湖蓝藻为研究主体,重点研究了2010年4月至10月巢湖西半湖蓝藻爆发的时空变化及叶绿素a值与蓝藻干重的关系,并室内模拟了蓝藻的微生物降解过程,从而为巢湖蓝藻的应急打捞及资源化利用提供科学依据和数据支持。研究表明在2010年4月至10月期间,蓝藻的爆发主要集中在7、8两个月份,且爆发的空间特点呈现西高东低,四周高湖心低的特点；三个采样点的叶绿素平均值为：湖心<塘西河口<塘西河岸边,三个采样点的叶绿素浓度值的稳定度为：湖心>塘西河口>塘西河岸边。其中塘西河岸的叶绿素a值波动最大,叶绿素浓度也最高。在对叶绿素a值与蓝藻干重的关系的分析中我们发现叶绿素a值与蓝藻干重呈现正相关,且叶绿素a值越低,正相关性越强,叶绿素a值与蓝藻的干重的总体关系经分析为：y=0.0002x,R2=0.9801；在最低浓度时叶绿素a值与蓝藻干重的对应关系是：y=0.0002x—0.0095,R2=0.9994。由此可见,分析监测叶绿素a值的变化能够反映出湖体中蓝藻总量的变化。通过估算,巢湖西半湖蓝藻最低生物量干重为768t。实验还在室内模拟了蓝藻经过微生物降解处理的过程,并观察了此过程中蓝藻颜色及形态变化。通过实验可知蓝藻经过7天自然水解,31天好氧微生物处理和70天厌氧微生物处理后,可基本被降解。蓝藻衰亡降解过程中颜色变化为：绿色→深绿色→黄绿色→浅黄色→白色,新鲜蓝藻呈绿色,衰亡5d后变为黄绿色,衰亡22d后变为浅黄色,衰亡50d后变为白色。新鲜蓝藻的藻蛋白含量最高,进过100天的微生物降解,藻蛋白几乎全部被分解。根据研究以上结果,我们要加强对蓝藻爆发前期叶绿素浓度和气象条件的监测,从未为蓝藻爆发作出准确预警,为应急打捞提供保障。在蓝藻的应急打捞中,要注意打捞地点及打捞方式的选择,同时应加强各部分之间的配合,在条件容许下,对蓝藻进行分类打捞,为资源化处理提供方便。根据蓝藻的衰亡程度不同所含物质也有所差异的特点,在蓝藻的资源化利用中,应对不同的蓝藻加以不同的利用。新鲜蓝藻含藻胆蛋白最多,适合提取蛋白类物质；衰亡3天的蓝藻释放藻色素最大,此时可以提纯色素类物质；而藻毒素需要经过10天生物降解才可去除,因此发黄的藻类可以进行堆肥、产气的利用；蓝藻的胞外多糖也具有广阔的利用前景,应在蓝藻衰亡的前30天进行提取。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1 巢湖及巢湖蓝藻情况概况
• 1.1 巢湖流域简介
• 1.1.1 巢湖的地理位置
• 1.1.2 巢湖的地形地貌
• 1.1.3 巢湖的气象、水文
• 1.1.4 巢湖的污染现状
• 1.2 巢湖蓝藻情况简介
• 1.2.1 蓝藻的种类及形态
• 1.2.2 蓝藻在巢湖中分布情况
• 2 巢湖蓝藻衰亡对周边环境的影响
• 2.1 蓝藻衰亡过程中释放的N、P对水质的影响
• 2.1.1 磷对水质的影响
• 2.2 蓝藻衰亡过程中产生的藻毒素对生产生活的影响
• 2.2.1 藻毒素的危害及在水体中的分布
• 2.2.2 藻毒素的种类和结构
• 2.2.3 藻毒素的理化性质
• 3 蓝藻应急打捞及资源化利用现状
• 3.1 蓝藻应急打捞的主要方法
• 3.2 蓝藻资源化利用的现状
• 3.3 目前所存在的问题
• 4 本课题研究的目的、内容及主要意义
• 第二章 实验材料、仪器及采样点位置
• 1 实验材料
• 1.1 水华蓝藻、水样和底泥
• 1.2 菌种来源
• 1.3 培养基
• 1.4 好氧脱氮菌的筛选
• 1.4.1 制平板
• 1.4.2 取土样,制备底泥悬浮液
• 1.4.3 稀释
• 1.4.4 涂布、培养
• 1.4.5 接斜面
• 1.5 厌氧脱氮菌的筛选
• 1.5.1 制反硝化菌液体培养液
• 1.5.2. 取土样,制菌悬液
• 1.5.3 梯度稀释
• 1.5.4 涂布、培养
• 1.6 主要试剂
• 2 实验仪器
• 3 采样点位置确定
• 4 所采藻样的属性确定
• 4.1 采样时水质条件
• 4.2 藻样的藻密度确定
• 4.2.1 含藻水样的预处理
• 4.2.2 计数方法
• 4.2.3 计数算法
• 4.3 藻样的藻种分类
• 第三章 巢湖蓝藻生物量的初步估算
• 1 材料与方法
• 1.1 采样地点
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 不同采样点叶绿素a值测定
• 1.2.2 叶绿素a值与蓝藻干重分析
• 1.2.3 巢湖蓝藻生物量的初步估算
• 2 结果与分析
• 2.1 不同位点叶绿素a值时空变化分析
• 2.2 叶绿素a值与蓝藻干重的相关性分析
• 2.3 巢湖蓝藻生物量初步估算
• 3 讨论
• 4 本章小结
• 第四章 蓝藻衰亡过程中颜色及形态变化分析
• 1 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.1.1 藻样来源
• 1.1.2 菌种来源
• 1.1.3 培养基组成
• 1.2 蓝藻微生物降解实验的反应装置
• 1.3 蓝藻微生物降解过程中加入菌种的时间安排
• 1.4 蓝藻微生物降解实验的加菌过程
• 1.4.1 好氧微生物部分
• 1.4.2 厌氧微生物部分
• 1.5 蓝藻在微生物降解过程中颜色及形态观察
• 1.5.1 蓝藻的普通显微形态观察
• 1.5.2 蓝藻的荧光观察
• 2 结果与讨论
• 2.1 蓝藻在衰亡过程中颜色变化
• 2.1.1 蓝藻在自然条件下衰亡过程中颜色的变化
• 2.1.2 蓝藻微生物降解过程中的颜色变化
• 2.1.3 蓝藻衰亡过程中颜色变化分析
• 2.2 蓝藻在衰亡过程中光学显微形态观察
• 2.3 蓝藻在衰亡过程中荧光显微形态观察
• 3 讨论
• 4 本章小结
• 第五章 巢湖蓝藻应急打捞及资源化利用分析
• 1 巢湖蓝藻应急打捞分析
• 1.1 加强巢湖蓝藻叶绿素值及气象条件监测
• 1.2 应急打捞地点的选择
• 1.3 应急打捞方式的选择
• 1.4 应急打捞的组织体系
• 1.5 应急打捞的分类处理
• 2 巢湖蓝藻资源化利用分析
• 2.1 新鲜蓝藻的藻蛋白提取
• 2.2 蓝藻色素的提取
• 2.3 蓝藻细胞外多糖的利用
• 2.4 蓝藻复合有机肥的利用分析
• 2.5 蓝藻产沼气的利用分析
• 3 本章小结
• 第六章 主要结论和展望
• 1 主要结论
• 2 主要展望
• 3 主要问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表学位论文