太阳辐射增强氯气淡水中甲藻水华的应急控制:效率和机制

Water research(IF=11.4)2024-11-1

西安建筑科技大学 文刚课题组

与普通的蓝藻相比,鞭毛藻需要较低的温度,并且它在春季和秋大量繁殖。鞭毛藻爆发还会导致一些水生生物死亡。然而,淡水鞭毛藻的分类和实验室培养技术仍面临挑战,对其研究仍然缺乏。本研究揭示了太阳能/氯气对典型鞭毛藻褐皮藻的去除效果及机理。单独模拟太阳能对去除藻类的影响可以忽略不计,以及单独氯气对去除藻类的影响也很小。然而,太阳能/氯具有更好的去除效果,其肩长还原因子和kmax增强因子分别为2.80和3.8,表明太阳能/氯比单独使用太阳能和氯具有更短的潜伏期和更快的失活速率。随着氯用量的增加,藻类的去除率逐渐提高,但随着细胞密度的增加,藻类的去除率下降。当实验温度提高到30°C时,除藻效率显著提高,因为该温度不适多甲藻的生存。由太阳/氯产生氯和羟基自由基(•OH)对细胞膜的伤害造成细胞膜完整性下降,导致细胞内活性氧增加,抑制光合作用和抗氧化系统。由于严重的细胞损伤或囊肿形成,在氯或太阳能/氯系统中均未观察到细胞再生。此外,自然太阳辐射与模拟太阳辐射具有相同的增强作用。然而,与119介质相比,太阳能/氯在真实水中的藻类去除效率降低,主要是由于真实水基质中的本底物质消耗了氧化剂或充当遮光剂。

原文链接:Emergency control of dinoflagellate bloom in freshwater with chlorine enhanced by solar radiation: Efficiency and mechanism

https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122275

Related Posts

Read More

珊瑚光共生与钙化中的pH调节:区间视角

珊瑚-甲藻光共生与钙化是浅水珊瑚礁生态基础。虽珊瑚结构简单,但体内存在pH差异显著的区室:酸性共生体利于碳酸氢根转化为二氧化碳供甲藻光合,碱性细胞外钙化介质促进碳酸根生成以驱动钙化。甲藻光合消耗二氧化碳升pH并供能,珊瑚通过质子泵调控pH梯度,平衡光合与钙化的酸碱影响,保障共生与钙化正常进行。…

Read More

废水处理新方案:微藻与细菌的 “共生智慧”​

本文聚焦微藻 - 细菌共生污泥(MBSS)系统处理含磺胺嘧啶(SDZ)废水的应用难题与解决方案。研究发现,通过调控微藻与活性污泥接种比例,可实现多重优化:1:3 比例下 SDZ 去除率达 99.8%,1:1 比例时氮磷回收效率最优(磷达 98.6%)。宏基因组分析表明,小球藻属等微藻与 SDZ 去除密切相关,且能促进罗丹杆菌属等降解菌成为优势菌群,同时将磺胺类抗性基因(sul1、sul2)丰度降至原来的 22.9%。该策略为含抗生素废水的高效处理、营养盐回收及抗性基因防控提供了绿色可行的方案。…

Read More

色温对水生环境中藻类生长热效应的影响

光和温度是调控藻华发生的关键因素,但目前实验室研究常存在一个明显缺陷:要么固定温度忽略光本身带来的热效应,要么把这种“光自带的热”(专业上叫内源性光热效应,简称ETP)和外界环境加热(外源热输入,简称ETI)混为一谈。其实,光的“色温”(简单说就是光的颜色深浅对应的温度属性)会决定光子的分布规律,进而影响水体里的热强度,这一点在以往研究中被忽视了。…