应用抑藻因子调控藻类生长的技术初探

科技论文

与案例交流

摘要：通过对“浮游动物—藻类—植物-营养物质”

之间食物链关系的观察和检测,结果表明:水体的营养程

度与藻类生长繁殖直接相关；后生动物桡足虫类能有效去

除水中的藻类；水生植物对消解富营养水体有一定的作

用；利用富营养水体中这种相互消长的食物链之间的关

系，能有效达到抑制藻类生长、改善水质的目的,应用抑藻

因子调控藻类生长具有很好的应用前景。

关键词：后生动物桡足虫类；富营养化；叶绿素；COD cr

1背景

随着工业化进程的不断发展，日趋严重的水体富营养化已成

为全球性的环境问题。水体富营养化带来的问题中尤为严重的是

水生藻类的快速繁殖，致使在夏秋季节淡水水源中常常出现大面

积的水华爆发，引起水体感官性状的恶化。同时，由于藻类分泌毒

素而导致的水源污染则直接威胁到人类的健康［１］，因而对水体生

态平衡、水产、人、畜的安全等已经构成了极大的危害，问题亟待

解决［２、３］。

1.1目的及意义

“水华”是一个典型的生态问题，当前人们用来根治富营养化

的各种方法，其实质归根到底是让其恢复到原先的生态平衡状

态，这就是生态环境再改变［４］，控制和治理的关键是找到一种能够

直接有效地抑制藻类生长的因子，恢复并能维持生态平衡的技术

方法。本研究应用后生动物桡足虫类水蚤作为生物控藻因子，，其

主要思路是利用浮游动物控制藻类，达到抑制藻类生长、改善水

质的目的。保护后生动物桡足虫类并明确它在污染水体中不可替

代的重要作用，构建“浮游动物—藻类—营养物质”的良性循环体

系，并且通过水草对水体的净化作用，研究分析各类抑藻因子对

富营养水体的影响，为控制与解决“水华”问题提供技术手段。本

研究应用生物控藻因子的方法较其他化学杀藻等方法而言，不会

造成二次污染，也不会增加湖泊底泥中有害物质的浓度，有利于

自然生态环境的修复，因此具有很好的应用前景。

2研究的内容

2.1研究的内容

本研究为实验室小试研究，利用水生植物修复、微生物修复方

法控制藻类的暴发，实验所用藻类为空气中的藻类孢子及浙江师

范半月湖的藻类作为研究对象，主要研究内容分为四部分：一是对

污染水体藻类及空气中的藻类进行人工移植培养，并在一定营养

条件下进行藻类群体生长动态及其水质的量化检测（利用仪器检

测定量藻体叶绿素含量），从而确定不同浓度营养液下同一藻类接

种量和同一浓度下不同藻类接种量的变化趋势，确立富营养水体

中藻类的生长与营养的关系；二是在此研究基础之上探究后生动

物桡足虫类的取食对污染水体藻类生长的抑制作用，探明后生动

物桡足虫类与藻类群体的数量动态消长规律（检测单位水体中藻

类与水蚤的数量变动）。三是对水草进行人工培养，一定条件下

进行养殖，并对其水质进行量化检测（利用仪器检测ＣＯＤ），并观

察其水体中的藻类及生物变化，对所得数据进行比较研究，确立人

工营养水体中，不同水草对其营养的消解，吸收作用；四是应用性

研究。

2.2研究方法

实验主要是对应用抑藻因子调控藻类生长的技术初探，实验

通过测定水体中的叶绿素含量、后生动物桡足虫类数量及水体

ＣＯＤｃｒ值等变化情况研究各个抑藻因子对富营养水体中藻类的

影响（试验中所用的营养水均为人工配制）。

２．２．１植物叶绿素含量测定——

—乙醇萃取法［７］

Ｃｈｌａ＝｛１３．７（Ａ６６５－Ａ７５０）－５．７６（Ａ６４９－Ａ７５０）｝＊Ｅ／Ｆ＊１；［７］（２－１）

式中：Ｅ＝提取酒精体积（１０ｍｌ）；Ｆ＝过滤体积（２５ｍｌ）；Ｌ＝比色

皿宽度（１ｃｍ）；Ａｘ＝吸收波长

２．２．２后生动物桡足虫类定量法——

—稀释法

甲壳虫个数＝培养液毫升数×Ｎ（２－２）

式中：Ｎ表示１ｍｌ培养液中甲壳虫数量

２．２．３ＣＯＤｃｒ的测定方法——

—重铬酸钾标准法，也称为回流法

（ＧＢ１１９１４－８９）

ＣＯＤＣｒ（Ｏ２，ｍｇ／Ｌ）＝［８＊１０００（Ｖ０－Ｖ１）＊Ｃ］／Ｖ（２－３）

式中：Ｃ—硫酸亚铁标准溶液的浓度（ｍｏｌ／Ｌ）；ＶＯ—滴定空白

时硫酸亚铁铵标准溶液用量（ｍｌ）；Ｖ１—滴定水样时硫酸亚铁铵标

准溶液的用量（ｍｌ）；Ｖ—水样的体积（ｍｌ）；ｇ—氧（１／２Ｏ）摩尔质量

（ｇ／ｍｌ）。

２．２．４营养水的配制

实验将２５ｇ牛肉膏蛋白胨、２５ｇ酵母膏、６．８ｇ磷酸氢二钾、

１１．４ｇ磷酸二氢钾混匀后配制成２５Ｌ营养液，实验用自来水。

3实验的数据分析

3.1水体富营养程度与藻类生长繁殖之间的关系

图17—8月人工营养水一定营养条件下叶绿素变化情况应用抑藻因子调控藻类生长的技术初探

张树山

（浦江县环境监测站浙江杭州３２２２００）

与７月相比，８月份出现了藻类高峰期。在其他因子基本一致的情况下，８月份出现长期天气、光照强度大、少降雨等适宜条件使得藻类在短期内大量繁殖。所以富营养化水体中藻类的繁殖受温度、降雨量、光照强度等自然环境的影响较大。

图29-10月份不同营养条件下自然水体中藻类的生长繁殖情况上图为在一定的绿水条件下，接种不同营养液后藻类的生长状况。

图39-10月份在一定的营养条件下接种不同量自然水体其叶绿

素的变化

对于营养条件一定的情况下，接种量较低的实验组在９月份温度较低情况下繁殖速度较慢，１０月份温度比较高的情况下繁殖速度加快，然而接种量较高的情况下繁殖速度比较平稳。从结果中可以得出藻类较低的基数以及适宜的温度的条件下也能形成较大的种群。3.2藻类营养动态与后生动物桡足虫类繁殖数量消长之间的关系３．２．１藻类繁殖与后生动物桡足类的生长关系

在预实验的基础上，取６个１Ｌ透明空瓶，将含有处于指数生长期的后生动物桡足虫类分别以５０，１５０，４５０，１３５０，４０５０个数（Ｒ）的培养液接种到其中５个空瓶中，再分别加绿水至５００ｍｌ。接种后摇匀，统一放置在有充足阳光照射的窗台上，保持通风。该实验设置了２个对照组，即接种量为０和原液。３．２．２蓝藻营养对后生动物桡足虫类生长发育营养的影响在预实验和３．２．１的基础上，取６个透明１Ｌ空瓶，将含有处于指数生长期的后生动物桡足虫类分别以３０，６０，１２０，２４０，４８０个数（Ｒ）的培养液接种到各空瓶中，再分别加绿水至５００ｍｌ。统一放置在有充足阳光照射的窗台上，保持通风。该实验设置了１个对照组，即为原液，每２４小时用稀释法定量虫数（后生动物桡足虫类生长曲线见图５）。

以预实验和３．２．１为基础，通过表格和图表的多重比较检验。得出，在培养过程中，藻类繁殖最快（第四日）的时候，后生动物桡足虫类数量增长最快。反之，藻类减少时，后生动物桡足虫类数量减少。

图4后生动物桡足虫类生长曲线

３．２．３在一定的藻类营养条件下，后生动物桡足虫类生长繁殖基数的生长率

在３．２．１和３．２．２的基础上，取６个透明１Ｌ空瓶，将含有处于指数生长期的后生动物桡足虫类分别以０，５０，１５０，４５０，１３５０，４０５０个数（Ｒ）的培养液接种到各空瓶中，再分别加绿水至５００ｍｌ。统一放置在有充足阳光照射的窗台上，保持通风。该实验设置了１个对照组，即为接种量为０。接种后，每２４小时用稀释法定量后生动物桡足虫类个数，并计算统计得图６

以预实验和３．２．１，３．２．２为基础，通过观察得出，在一定的藻类营养条件下，接种１５０的后生动物桡足虫类繁殖的生长率最快，接种５０的后生动物桡足虫类生长最慢。而接种４０５０的后生动物桡足虫类基本处于负增长状态。

3.3水草对富营养水体的营养消解能力

该实验主要研究人工营养水体中，不同水草对其营养的消解，吸收作用。本实验采用水榕、青旦、绿菊、铁皇冠四种水草进行比较研究，实验共１３个实验组，其中空白组１个、水榕３个、青旦３个、绿菊３个、铁皇冠３个，每个桶都加入１．５千克底泥，并加入４．５Ｌ营养液与４．５Ｌ左右自来水。实验时间主要集中在８月份，期间主要从ＣＯＤｃｒ的变化情况看不同水草对控制富营养水中蓝藻发生的变化情况，水草中各种藻类及其他生物变化（后生动物桡足虫类）的观察。３．３．１化学需氧量ＣＯＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＯｘｙｇｅｎＤｅｍａｎｄ）变化

自然条件下各个实验组放置在实验室种植一段时间进行实验，实验测ＣＯＤｃｒ时将种植相同水草的实验组的水体进行混合后在进行实验。图１显示了各个实验组在试验期间的ＣＯＤｃｒ变化情况。各个实验组的最终ＣＯＤｃｒ下降率为７０．４１％、６６．４７％、５８．５８％

、环保探究

科技论文与案例交流６８．４４％，数据显示每个实验组的最终ＣＯＤｃｒ值都小于实验初期

数据，说明水草对水体的净化起到一定的作用。

空气中的藻类进入各个实验组后，藻类快速生长繁殖，吸收

营养物质。实验数据显示，种植水榕、青旦、铁皇冠的实验组的

ＣＯＤｃｒ下降率接近。种植铁皇冠的实验组在开始阶段的ＣＯＤｃｒ下

降的比较快，藻类的大量繁殖，导致ＣＯＤｃｒ值有所回升，说明水草

对营养物质的吸收能力低于藻类吸收营养物质，营养物质有限致

使藻类死亡也相对较快，ＣＯＤｃｒ下降。

３．３．３藻类及其他生物的观察

空气中的孢子进入实验水体后，在水体中吸收营养物质大量

繁殖，在这期间，通过显微镜的观察，发现水体中存在颤藻、微囊藻

等藻类，于此同时还有一些杂螺出现，杂螺的出现，对一直藻类有

一定的影响。在观察水体是发现了食藻虫，如水蚤、剑水蚤等，食藻

虫可以在各种恶劣的藻水环境中生长繁殖，食藻效果明显［６］。

3.4富营养水体中利用食物链因子对藻类生长调控的技术初探

３．４．１实验原理

人工小生境中加入桡足虫类、不同种类的水草等抑藻因子，

通过ＣＯＤｃｒ、叶绿素含量等指标来观察水体富营养变化情况。

３．４．２实验方法

在相同环境条件下人工制造四个小生境（编号１、２、３、４），实

验初期在１号小生境中加入１８００只桡足虫类，２号小生境中加入

１８００只桡足虫类和５株水榕，３号小生境中只加入１８００只桡足

虫类和５株水榕，４号小生境作空白使用，四个小生境都加入４５Ｌ

的半月湖水。经过一个月的观察，根据测定的ＣＯＤｃｒ和叶绿素含

量来初步说明各抑藻因子的抑藻效果及对富营养水体的改善效

果。实验后期移除小生境中所以的桡足虫类并去除３号小生境中

的所有内容物，混合１、２、３三个小生境的水体并在１号和２号小

生境中加入相同数量的底泥，２号小生境中加入３株铁皇冠继续

观察一个月根据测定的ＣＯＤｃｒ和个生境水体的表观特性来进一

步说明各抑藻因子的抑藻效果及对富营养水体的改善效果。

试验期间，水榕等２种水草及底泥对富营养化水体水质的净

化起到了明显的效果，特别是对藻类的去除效果更明显。实验前，

水体浑浊，有明显的藻腥臭味；试验后在不同条件的小生境中水

体透明程度层层递进，异色异味不同程度的消除，除感官性状有

明显变化之外，测试的叶绿素含量和ＣＯＤｃｒ均明显下降，其中种

植水榕的小生境ＣＯＤｃｒ值下降相对明显，通过水草组实验观察得

知水榕的吸收作用比较强。与空白作比较得出加入桡足虫类对水

体富营养化的产生有明显抑制作用并且对藻类的抑制作用也大

大增强。桡足虫类虽然对净化水体有很好的作用但受环境的影响

较大，不易控制，当水体中没有充足的食物时，桡足虫类会大量死

亡。实验结果显示这三种抑藻因子联合起来的生态效果比单一抑

藻因子的生态效果更加明显，同时也体现了本课题应用和研究的

主旨—应用抑藻因子调控藻类生长的技术初探。

4项目成果

4.1后生动物桡足虫类与富营养化水体中藻类生长繁殖的关系

本实验初期藻类对水环境的适应性强，繁殖迅速，在富营养

化水体中大量繁殖，导致水体浑浊，有明显的藻腥臭味，经过显微

镜观察主要有微囊藻、水华鱼腥藻等，而后生动物桡足虫类是淡

水湖泊中次级生产力的重要组成部分，它们直接捕食藻类等浮游

植物，影响着湖泊初级生产力，而且捕食藻类速度快，效果也很好，

能在最短的时间内使水质情况改善。

4.2水草对富营养化水体的消解能力

本实验主要是采取水榕、铁皇冠、青旦、绿菊四种水草对富营

养化水体中的藻类的影响，从实验中可以得出水草在一定的营养

条件下其吸收的能力是低于藻类的，除此之外，水草对水中的

ＣＯＤｃｒ也是有一定的影响，其中比较以后，水榕、铁皇冠等的吸收

作用是最强的，除绿菊外其它能明显的使叶绿素含量和ＣＯＤｃｒ的

浓度下降，是一种很好净化水体的植物。

4.3在综合控制实验中藻类、后生动物桡足虫类、水草的生长繁殖

与水体营养消长之间的关系得到初步确立

将水草种植在藻类和后生动物桡足虫类生物作用后的水体

中后，产生了杂螺、吸管虫等原生动物、蹄型藻和团藻等藻类，经

过这些微生物、后生动物桡足虫类和水草的降解作用，使水质得

到更加明显的改善。

参考文献

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实践论文集［Ｃ］．２００４．

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［６］高世荣，潘力军．６２Ｄｍ（大型水蚤）食藻虫生物株助力湖泊生态

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Ｔｒｏｐｈｉｃｓｔａｔｅ，ｎａｔｕｒａｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ａｎｄｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ

ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｓｉｘｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎｔｈｅ

ＰｅａｒｌＲｉｖｅｒＤｅｌｔａ，Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｙ．２００８．３５９（１／２）．

问：申请"节能服务公司备案"的要求是什么？

答：（一）具有独立法人资格，以节能诊断、设计、改

造、运营等节能服务为主营业务；（二）注册资金500万元

以上（含），具有较强的融资能力；（三）经营状况和信用

记录良好，财务管理制度健全；（四）拥有匹配的专职技

术人员和合同能源管理人才，具有保障项目顺利实施和

稳定运行的能力。

问：节能服务公司备案的一般流程是什么？

答：节能服务公司向公司注册所在地节能主管部门

提交申请→省级节能主管部门会同财政部门初审后上

报→国家发改委会同财政部组织专家进行评审→节能

服务公司名单公示。

1.节能技术改造项目可以申请

哪些财政奖励或补贴？

2.财政奖励资金支持的合同能

源管理项目应符合什么要求？

（答案见八期

）

（七）

EPC合同能源管理

（接上期）

问：