CN111296490A

CN111296490A - 一种混凝剂与抑藻菌发酵液耦合使用抑制链状裸甲藻的方法

Info

Publication number: CN111296490A
Application number: CN202010104058.6A
Authority: CN
Inventors: 苏玉萍; 郑婉宁; 刘键熙; 王英
Original assignee: Fujian Normal University
Current assignee: Fujian Normal University
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2020-06-19

Abstract

本发明提供一种混凝剂与抑藻菌耦合使用抑制藻类生长的方法。所述混凝剂为聚合氯化铝。所述抑藻菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),简称Bs菌株。实验数据表明聚合氯化铝和抑藻菌发酵液的联合使用对藻细胞有明显抑制作用，持续抑藻时间长，几乎未出现“返溶”现象。本发明中所使用的聚合氯化铝是一种常规废水处理工艺中常见的混凝剂和抑藻菌发酵液的结合使得赤潮能够更彻底地抑制赤潮的方法，杀藻效果显著，可有效避免藻细胞“返溶”现象。

Description

一种混凝剂与抑藻菌发酵液耦合使用抑制链状裸甲藻的方法

技术领域

本发明属于海洋环境保护领域,具体涉及一种混凝剂与抑藻菌发酵液耦合使用抑制藻类生长的方法。

背景技术

赤潮是一种严重的全球性海洋自然灾害之一，已经引起世界各地的高度关注。近年来我国近海海域污染加剧，局部海域富营养化问题突出,赤潮爆发日益频繁,给近岸水域带来了严重的生态、资源和环境问题，并造成巨大的经济损失，是滨海生态安全和沿海经济可持续发展的重大威胁。因此，研究新型高效环保的赤潮调控方法，是当前赤潮防控领域中亟待解决的重大问题之一。

国内外除藻技术中应用最为普遍、发展最为完善的除藻方法就是化学法除藻。此法除藻见效快，操作简单。化学法除藻主要通过抑制、絮凝、杀藻等方法对水中的藻类进行去除，其对应的除藻技术主要包括常见的除藻剂除藻、预氧化除藻和混凝沉淀除藻。

混凝沉淀法是一种去除水中悬浮物的常用方法，也被广泛用于含藻水的处理，是一种经济有效的水处理工艺。混凝处理是指往水中投加混凝剂，在水解作用下，产生的胶体与水中的悬浮物质或其他胶体作用，将生成的絮凝体通过沉降而达到净化的目的。藻细胞体积微小，比重低，藻类一般带有负电荷，其性质与胶体物质类似，因此，可以通过投加铝盐、铁盐等带正电的混凝剂进行混凝，经混凝后可显著提高沉淀和过滤的除藻效果。实验证明，絮凝沉淀法除藻，不会破坏藻细胞，而且在处理过程中无藻毒素释放出来，但对于甲藻等游动能力强的藻，会出现一定“返溶”现象。

近年来,溶藻细菌的发现给赤潮的治理带来了新的曙光。它作为水生生态系统生物种群结构和功能的重要组成部分,对维持藻类生物量平衡具有非常重要的作用。研究表明,赤潮的消亡可能与溶藻细菌的存在有关。

溶藻细菌作为赤潮防治的有效微生物,已引起越来越多的关注。但是面对赤潮现象中藻类的种群优势,溶藻细菌的用量需求很大,难以满足实际环境治理的需求。

因此如何将已有的技术进行有效耦合,充分发挥各种技术的自身优势,开发一种集成、高效、环境友好型的抑藻方法一直是科研工作者的努力目标。

发明内容

本发明提供了一种混凝剂与抑藻菌发酵液耦合使用抑制链状裸甲藻的方法，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种混凝剂与抑藻菌发酵液耦合使用抑制链状裸甲藻的方法，按照下述步骤进行：

将枯草芽抱杆菌单菌落接种于LB液体培养基中于温度30℃、摇床转速180r/min的恒温振荡培养箱中培养1d，再按照体积分数1％的接种量转接至新鲜的液体培养基中，相同条件下培养至对数期。10000rpm/min离心15min收集发酵上清液，0.22μm无菌滤膜过滤除菌，获得微生物发酵液。

进一步的，将藻类混凝剂和菌发酵液加入待处理的藻液中，耦合处理来抑制藻类生长。

进一步的，所述混凝剂为聚合氯化铝，投加浓度为50mg～90mg/L；菌发酵液的投加量为1％～3％。

进一步的，所述待处理藻类为赤潮爆发藻——链状裸甲藻(Gymnodiniumcatenatum)，浓度可为10⁵～10⁸cells/L。

进一步的，所述的赤潮藻—链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)，属于甲藻纲，裸甲藻目，裸甲藻科，裸甲藻属。

本发明的有益效果是：

聚合氯化铝与菌发酵液联合对链状裸甲藻具有很强的去除效果。投加后30min，藻细胞的去除率可以达到90％以上，短时间内去除效果显著。

所使用的聚合氯化铝有较强的架桥吸附性能，除藻过程包括凝聚，吸附和沉淀等物理化学过程；聚合氯化铝与菌发酵液的结合可以更彻底的抑制链状裸甲藻，长时间内几乎未出现“返溶”现象，是一种环境友好型方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是聚合氯化铝对链状裸甲藻的去除效果图。

图2空白组与耦合组藻细胞的形态特征对比图

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法下述实施例中所用的试剂、生物材料等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。

实验所用藻种为链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)(购自厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室)藻株号：CCMA-001

链状裸甲藻的培养基为L1培养基，培养于20±1℃光照培养箱中，光照强度100μmol photons·m^-2·s^-1，光暗周期12h:12h。

抑藻效率计算方法：抑藻效率(％)＝(1—实验组藻细胞浓度/对照组藻细胞浓度)×100％。其中东海原甲藻的藻细胞浓度用0.1ml计数板通过光学显微镜进行计数。絮体的形态特征图通过光学显微镜进行拍照。

营养肉汤培养基称取3g牛肉膏，10g蛋白胨，5gNaCl于烧杯中，加入1L蒸馏水，加热搅拌至溶解,调节PH7.0—7.2，分装于100ml锥形瓶中，用纱布及牛皮纸封闭后置于高压锅中，121℃灭菌20min。固体培养基添加1.5～2.0％琼脂粉。

实施例1聚合氯化铝对链状裸甲藻的去除效果

将不同浓度的聚合氯化铝投加到浓度为10⁶的链状裸甲藻藻液中，浓度分别为10、20、30、50、70、90mg/l；分别在3h、24h计算藻细胞的去除效果。从图1可以看出，第3h时，各浓度的聚合氯化铝对链状裸甲藻的去除效果均在80％以上。第24h时，各组均藻细胞均出现不同程度的反弹，去除率下降。其中10、20、30、50mg/l，反弹效果明显。

实施例1枯草芽孢杆菌发酵液的制备

将枯草芽抱杆菌单菌落接种于LB液体培养基中于温度30℃、摇床转速180r/min的恒温振荡培养箱中培养1d，再按照体积分数1％的接种量转接至新鲜的液体培养基中，相同条件下培养24h后。10000rpm/min离心15min收集发酵上清液，0.22μm无菌滤膜过滤除菌，获得微生物发酵液。

将枯草芽孢杆菌发酵液以体积终浓度为0％、0.1％、0.3％、0.5％、1％、2％的细菌发酵培养物和藻液的体积比例进行投加。设置空白对照。实验组与对照组均设置3个重复。在3h、24h、48h取样，每次取2ml培养液，进行藻细胞浓度计数，并进一步计算抑藻率。

表1.不同投加量菌发酵液对链状裸甲藻的去除效率

通过表1可知，以0.1％初始菌发酵液对链状裸甲藻的去除效果不明显。随着菌发酵液浓度的增加，2％菌发酵液对链状裸甲藻的去除效果最好。投加3h后，去除率超过80％仅有2％一组；24h后，去除率超过80％的组分别为0.5％、1％、2％三组，其中2％组的去除率达到100％；48h后，出0.1％外，其他组去除率均达到80％以上。

耦合法的使用主要是避免混凝剂除藻效果的反弹。将配好的聚合氯化铝溶液加入浓度为10⁶链状裸甲藻藻液中，再加入不同体积比的枯草芽孢杆菌发酵液。菌株名称为枯草芽孢杆菌，其保藏编号为CGMCC 1.3358。

表2.PAC联合不同投加量菌发酵液对链状裸甲藻的去除效率

通过表2可知，除浓度为0.1％与PAC组外，其他各耦合组在3h时达到100％，且在24h、48h均为出现返溶现象。

实验结束后，将絮体取出在光学显微镜下观察絮体形态，左图为菌发酵液调控下链状裸甲藻形态，(1)为链状裸甲藻原始形态，藻体单细胞长卵形，背腹近圆形。横沟较深，位于细胞中后部。细胞核大，位于藻体中央，多色素体，黄褐色。(2)为枯草芽孢杆菌发酵液调控后链状裸甲藻的形态，此时链状裸甲藻已不再具有完整的藻形态结构，细胞破裂且被溶解。(3)为耦合法作用下链状裸甲藻的形态结构，除细胞破裂外，藻细胞周围已被聚合氯化铝所吸附。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种混凝剂与抑藻菌发酵液耦合使用抑制链状裸甲藻的方法，其特征在于按照下述步骤进行：

2.如权利要求1所述的一种混凝剂与抑藻菌发酵液耦合使用抑制链状裸甲藻的方法，其特征：将藻类混凝剂和菌发酵液加入待处理的藻液中，耦合处理来抑制藻类生长。

3.如权利要求2所述的一种混凝剂与抑藻菌发酵液耦合使用抑制链状裸甲藻的方法，其特征：所述混凝剂为聚合氯化铝，投加浓度为50mg～90mg/L；菌发酵液的投加量为1％～3％。

4.如权利要求3所述的一种混凝剂与抑藻菌发酵液耦合使用抑制链状裸甲藻的方法，其特征：所述待处理藻类为赤潮爆发藻——链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)，浓度可为10⁵～10⁸cells/L。

5.如权利要求4所述的一种混凝剂与抑藻菌发酵液耦合使用抑制链状裸甲藻的方法，其特征：所述的赤潮藻—链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)，属于甲藻纲，裸甲藻目，裸甲藻科，裸甲藻属。