技术领域
[0001] 本
发明涉及一种模拟水华发生的方法和装置,更具体的说是一种模拟蓝藻水华上浮的方法和装置。
背景技术
[0002] 随着我国经济的快速发展与城乡建设的加快,沿河湖地区氮、磷、有机物等污染物的排放逐年增加,湖泊水环境的污染问题日趋严重,主要表现为湖泊
水体富营养化和蓝藻水华的暴发,目前我国长江中下游五大
淡水湖和城市湖泊大部分进入富营养化阶段,太湖、巢湖部分湖区已进入重富营养化阶段。
[0003] 水体富营养化是指湖泊等水体接纳过量的氮、磷等营养性物质,使藻类以及其他水生
生物异常繁殖,水体透明度和溶解
氧变化,造成湖泊水质恶化,
加速湖泊老化,从而使湖泊
生态系统和水功能受到阻碍和破坏的现象。
[0004] 河、湖等天然水体的富营养化导致河湖水体蓝藻水华暴发
频率逐步增加;蓝藻水华,通常是指水体达到富营养化或严重富营养化状态,在一定的光照、
温度等条件下,蓝藻暴发性繁殖,引起明显的水色变化,并在水面形成绿色或其他
颜色的藻类的漂浮物现象。
[0005] 蓝藻水华发生的主要原因可分为化学因素、物理因素、生物因素等:
[0006] 1、化学因素:包括湖泊水体富营养化阶段藻类生长所需要的主要
营养元素氮、磷、微量元素等。氮是藻类自身的组成元素,磷直接参与藻类光合和呼吸作用、酶系统活化和
能量转化等过程,两者都是藻类生长和水华发生不可缺少的;微量元素也是藻类生长的必要条件。
[0007] 2、物理因素:适宜的温度、光照、
风力、湖流。蓝藻水华一般在温度较高、
风力较小、湖流较缓的夏秋季节暴发,一般认为蓝藻生长的最佳水温是28℃。研究表明,光照强度和光暗比对蓝藻的生长有很大的影响。光照时间越长,蓝藻获得能量越多,有利于合成各种细胞组成成分,促进细胞生长繁殖。
[0008] 3、生物因素:蓝藻具有较强的与其它水生
植物、生物竞争机制,也具有休眠机制和二氧化
碳浓缩机制等。休眠机制:有的形成厚壁孢子,有的形成藻殖段,有的形成非专性结构的休眠体;环境适宜时,在底泥中生长,并由底泥上升到水体中,这些休眠体就复苏,繁殖,上浮形成水华。水华蓝藻还具有高效吸收利用外源无机碳的二氧化碳浓缩机制。在低浓度的CO2介质中,蓝藻可以通过主动吸收、高效利用外源无机碳,在细胞内积累比介质高几百到几千倍的CO2浓度。
[0009] 目前,能够形成水华的藻类最主要的是蓝藻
门的种类,其中常见的是微囊藻(Microcystis)、鱼腥藻(Anabaena)、颤藻(Oscillatoria)、平裂藻(Merismopedia)、束丝藻(Aphanizomenon)、项圈藻(Anabaenopsis)、螺旋藻(Spirulina)、拟柱胞藻(Cylindrospermopsis)、节球藻(Nodularia)、席藻(Phormidium)、鞘丝藻(Lynbya)、微鞘藻(Microcoleus)及浮游颤藻(Planktothrix)等。我国蓝藻水华优势种主要是微囊藻,其属蓝藻门蓝藻纲色球藻目色球藻科。在蓝藻水华暴发机理研究过程中,通过分离纯化转入实验室培养后,群体形态上浮特征往往消失,无论其培养条件如何优化,却仍保持单细胞形态,难以形成野外水华的群体特征,阻碍了水华形成机理的研究。
[0010] 蓝藻水华的暴发危及了我国城乡居民的身体健康和生态环境,是制约社会经济可持续发展的限制因素之一。因此,研究蓝藻水华发生机理成为当前环境领域的研究重点,然而至今未见有关模拟蓝藻水华上浮的装置的报道。
[0011] 目前,孔繁翔等提出蓝藻生长与水华形成经历越冬休眠、春季复苏、生长和集聚上浮并形成水华四阶段理论(孔繁翔,生态学报,2005),阐述了蓝藻水华发生的四个阶段;储昭升等采用室内大型湖泊模拟装置对
铜绿微囊藻和孟氏颤藻的生长特征进行了研究(储昭升、金相灿,环境科学学报,2006);Okada等应用湖泊模拟装置较好地模拟了3m深湖泊中铜绿微囊藻、衣藻、针尖杆藻的生长特征(Okada,Japan Journal of Water Pollution Research,1988)。上述研究表明,国内外研究工作者已对蓝藻水华发生机理进行了较为深入的研究,但到目前为止,国内外有关蓝藻水华发生关键阶段-上浮阶段装置的研究尚未有开发,影响了蓝藻水华发生机理的研究进展。
发明内容
[0012] 1、要解决的技术问题
[0013] 针对现有装置难以模拟蓝藻水华上浮,本发明提供一种模拟蓝藻水华上浮的方法和装置,可以有效模拟蓝藻水华上浮的方法,从而可以促进原位蓝藻水华发生机理的研究。使用该装置可以调整不同的物理、化学、生物因素,研究各因素对蓝藻上浮特性的影响,促进对蓝藻水华发生的环境条件的研究。
[0014] 2、技术方案
[0015] 本发明的原理:
[0016] 该圆柱形装置,每隔一定的距离设置取样口。透光性能较好,可以模拟浅水湖泊光照强度的变化,即随着深度的增加,水下光照强度急剧下降。溶解氧随水深的增加而降低,在反应柱的不同高度会形成包括溶解氧,pH,营养物质,生物量等在内的一系列变化梯度,从而影响蓝藻的分布。在该装置不同高度设置取样口
采样,通过测量培养液的吸光度或藻的个数,以及其他的一些生物化学指标,研究藻种的上浮特征,从而可以有效模拟蓝藻水华。
[0017] 本发明的技术方案:
[0018] 一种模拟蓝藻水华上浮的装置,包括反应柱和位于反应柱顶部外的
光源、与反应柱有水管连接的加热水槽,反应柱顶部为透明无菌密封结构,反应柱柱体外表面从上部往下依次设置无菌曝气进口、培养液进口、无菌搅拌气流进口、
循环水出口,中间设置取样口,下部设置循环水的进口。
[0019] 所述的无菌密封结构为无菌培养
封口膜。加热水槽内装有温度
探头,
温度探头外联有温度
控制器。光源装有光强控制器,可以调节控制光的强度。反应柱外的培养液储槽通过培养液进口与反应柱联接。
[0020] 光照强度的控制:①.光照
培养箱中实验,是通过设置光强参数控制;②.室内实验,装置采用灯光光源6照射,然后用光强计测量,采用光强控制器5调节光源控制光照强度;③.室外实验采用自然光照,光照强度通可过自动气象站监测获得实验数据;温度的控制:控制培养液温度在10~50±1℃,①.光照培养箱中实验,通过调节培养箱的参数即可控制温度。②.室内实验,采用恒温夹套由
温度控制器18进行控制温度;③.室外实验,温度可通过自动气象站监测获得数据;
[0021] 溶解氧浓度的控制:通过进气
泵,由曝气进口稳定而缓慢地通入无菌空气于液面表层。无菌空气是通过装有多层孔径0.45um滤膜的无菌
过滤器2过滤得到;
[0022] 搅动的控制:通过进气泵,由无菌搅拌气流进口稳定而缓慢地通入无菌空气于液体中。无菌空气是通过装有多层孔径0.45um滤膜的无菌过滤器2过滤得到。
[0023] 一种模拟蓝藻水华上浮的方法:
[0024] (A)藻种的扩大培养;
[0025] (B)实验培养液和模拟装置的灭菌。将配置好的培养液放入高压灭菌锅,在121℃进行高温灭菌20~30分钟;装置由于体积较大,采用紫外
辐射方法灭菌消毒;
[0026] (C)将(B)中已经灭菌好的培养液,放置到(B)已灭菌模拟装置的反应柱中;
[0027] (D)将(A)中处于对数期的蓝藻接种到(C)已经放置培养液模拟装置的反应柱里面,并用无菌培养容器专用封口膜进行密封;
[0028] (E)将(D)接种后的模拟装置放到设置好的环境条件下,然后定期取样分析观察蓝藻的上浮特征,测量藻
密度、叶绿素a、吸光度等,观察蓝藻的上浮特征。
[0029] 本方法实施中装置密封灭菌和接种,空气经过滤进入,培养过程中避免杂菌进入。
[0030] 培养
液化学因素:pH5~11,氮浓度0.1~10mg/L,磷浓度0.005~2mg/L,氮磷比1~50,以及微量元素
铁浓度0.01~10mg/L,锰浓度0.001~60mg/L,铜浓度0.001~1mg/L,锌浓度0.01~1mg/L,钼浓度0.001~0.1mg/L,
硼浓度0.001~10mg/L,镍0.001~
0.1mg/L。
[0031] 步骤 A中 的藻 种 为 水华 微 囊藻 Microcystis flos-aquae、铜 绿 微 囊藻Microcystis aeruginosa、绿 色 微 囊 藻Microcystis viridis 或 惠 氏 微 囊 藻Microcystiswesenbergii。
[0032] 3、有益效果
[0033] 本发明提供了一种模拟蓝藻水华上浮的方法和装置,结合无菌培养,使藻类可以在无菌的环境中生长,从而减少外界环境对实验结果的干扰。本发明装可以控制各种物理、化学、生物因素,如温度、光照强度、溶解氧、氮磷浓度、微量元素浓度等,实验现象明显,可有效模拟各种因素对蓝藻水华发生机理的影响,从而有效模拟蓝藻水华。
[0034] 本发明装置集成了无菌过滤系统,通过无菌气体的通入,对装置内一定水位水体实行搅拌,可以模拟研究湖泊水体风浪过程对水体中蓝藻生长状态的影响。
[0035] 本发明装置结构简单,体积小,易操作,可移动性强,室内外均可使用,还可以与光照培养箱配套使用。制作方便,成本低。因此,该发明是模拟蓝藻水华发生机理的有效装置。
附图说明
[0036] 图1.室内小试藻密度、叶绿素a、藻吸光度随反应柱高度的变化曲线,-■-藻密4 3
度(5×10 个数/mL),-▲-叶绿素a(mg/m),-◆-吸光度A680;
[0037] 图2.吸光度与叶绿素a和藻密度的相关性分析,-◆-藻密度(5×104个数/mL),-■-吸光度A680;
[0038] 图3.室内中试藻密度、叶绿素a、吸光度随反应柱高度的变化曲线,-▲-藻密度3 3
(×10 个数/mL),-■-叶绿素a(mg/m),-◆-吸光度A680;
[0039] 图4.野外中试藻密度、叶绿素a、吸光度随反应柱高度的变化曲线,-■-藻密度6 3
(×10 个数/mL),-▲-叶绿素a(mg/m),-◆-吸光度A680;
[0040] 图5.野外中试藻密度、叶绿素a、吸光度随反应柱高度的变化曲线,-■-藻密度6 3
(×10 个数/mL),-▲-叶绿素a(mg/m),-◆-吸光度A680;
[0041] 图6.野外中试藻密度、叶绿素a、吸光度随反应柱高度的变化曲线,-◆-藻密度5 3
(×10 个数/mL),-▲-叶绿素a(mg/m),-■-吸光度A680;
[0042] 图7.野外中试藻密度、叶绿素a、吸光度随反应柱高度的变化曲线,-■-藻密度6 3
(×10 个数/mL),-▲-叶绿素a(mg/m),-◆-吸光度A680;
[0043] 图8.野外中试藻密度、叶绿素a、吸光度随反应柱高度的变化曲线,-■-藻密度5 3
(×10 个数/mL),-▲-叶绿素a(mg/m),-◆-吸光度A680;
[0044] 图9.模拟蓝藻水华上浮装置结构示意图,1进气泵,2无菌过滤器,3空气流量计,4
阀门,5光强控制器,6光源,7无菌培养容器封口膜,8无菌曝气进口,9培养液进口,10无菌搅拌气流进口,11循环水出口,12反应柱,13取样口,14循环水进口,15
提升泵,16培养液储槽,17排气阀,18温度控制器,19温度探头,20加热水槽。
具体实施方式
[0045] 下面培养液中的化学组分含量在以下范围内:pH5~11,氮浓度0.1~10mg/L,磷浓度0.005~2mg/L,氮磷比1~50,以及微量元素铁浓度0.01~10mg/L,锰浓度0.001~60mg/L,铜浓度0.001~1mg/L,锌浓度0.01~1mg/L,钼浓度0.001~0.1mg/L,硼浓度
0.001~10mg/L,镍0.001~0.1mg/L。
[0047] 室内小试
[0048] 采用的装置:
[0049] 模拟蓝藻水华上浮的装置包括进气泵1,无菌过滤器2,空气流量计3,阀门4,无菌培养容器封口膜7,无菌曝气进口8,培养液进口9,无菌搅拌气流进口10,反应柱12,取样口13,提升泵15,培养液储槽16和光照培养箱。由于使用光照培养箱可以控制光强和温度,光强控制器5、光源6、循环水进口14、出口11、排气阀17、温度控制器18、温度探头19、加热水槽20在此实施例不设置。反应柱12柱体外表面距上部4cm和8cm处分别设置无菌曝气进口8和无菌搅拌气流进口10,取样口13距离底部的距离分别为21cm、29cm、37cm、45cm。智能光照培养箱型号为Pax-25013。
[0050] 实验方法步骤:
[0051] (A)藻种的扩大培养,采用藻种是水华微囊藻Microcystis flos-aquae,由中科院武汉水生生物研究所提供。采用改进的BG11培养基;
[0052] (B)实验培养液和模拟装置的灭菌。该装置由于体积较小,和配置好的培养液500mL一起放入高压灭菌锅,在121℃进行高温灭菌20~30分钟;
[0053] (C)将(B)中已经灭菌好的培养液,放置到(B)已灭菌的模拟装置中;
[0054] (D)将(A)中处于对数期的水华微囊藻接种到(C)已经放置培养液的模拟反应柱4
里面,接种量约5×10 个数/mL,并用无菌培养容器专用封口膜7进行密封;
[0055] (E)将(D)接种后的模拟装置放到设置好的光照培养箱里面,光照培养箱的参数设置:光周期12h/12h;光照强度4000Lux;温度25±1℃。然后定期取样分析观察蓝藻的上浮特征。
[0056] 培养约10天,形成蓝藻水华上浮现象。实验结果见表1和图1,随着反应柱深度的增加,吸光度、藻密度、叶绿素a三者的值都是降低的;在反应柱的表面还可以清楚的看到蓝藻聚集形成的颗粒。图2显示了吸光度与叶绿素a和藻密度的相关性,吸光度与叶绿素a的相关系数为0.8393,吸光度与藻密度的相关系数为0.8649,所以,吸光度与叶绿素a和藻密度的有非常好相关性,可以通过测量吸光度,推算藻密度和叶绿素a的含量,从而简化实验,节省时间。
[0057] 表1.蓝藻上浮特征指标
[0058]
[0059] 步骤(A)中改进的BG11培养基配制方法:
[0060] (1)改进的BG11配方如表2,配成5个母液:
[0061] 表2.BG11配方母液
[0062]
[0063]
[0064] (2)配制:按下列比例分别取上述母液①~⑤(③除外),然后加入已溶解1.5g NaNO3的溶液中,定容到1000mL,调节其pH值为7.1。灭菌后在超净台里再按比例加入
试剂③。
[0065] Stock1取用2mL;
[0066] Stock2取用10mL;
[0067] Stock3取用1mL;
[0068] Stock4取用10mL;
[0069] Stock5取用1mL;
[0070] 总定容:1000mL。
[0071] 其中,将氯化
钙的母液单独灭菌,在配制好BG11的工作液并灭菌之后,按无菌操作法将
氯化钙加入灭过菌的工作液中。
[0072] 实施例2
[0073] 室内中试
[0074] 采用的装置:
[0075] 模拟蓝藻水华上浮的装置包括进气泵1,无菌过滤器2,空气流量计3,阀门4,光强控制器5,氙灯6,无菌培养容器封口膜7,无菌曝气进口8,培养液进口9,无菌搅拌气流进口10,循环水出口11,反应柱12,取样口13,循环水进口14,提升泵15,培养液储槽16,排气阀17,温度控制器18,温度探头19,加热水槽20。反应柱的规格为直径50cm,高2.2m,每隔50cm设取样口13,反应柱材质为有机玻璃。其特征在于反应柱12顶部为透明无菌密封结构,反应柱12柱体外表面从上部往下依次设置无菌曝气进口8、培养液进口9、无菌搅拌气流进口10、循环水出口11,距离顶部的距离分别是4cm,8cm,15cm,20cm;取样口13距离底部的距离分别为10cm、60cm、110cm、160cm、210cm;下部设置循环水的进口14,距底部的距离为5cm。
[0076] 实验方法步骤:
[0077] (A)藻种的扩大培养,采用藻种是水华微囊藻Microcystis flos-aquae,由中科院武汉水生生物研究所提供。采用BG11培养基,配置方法同实施例1;
[0078] (B)实验培养液和模拟装置的灭菌。配置好的培养液放入高压灭菌锅,在121℃进行高温灭菌20~30分钟;装置由于体积较大,采用
紫外辐射方法灭菌,在30w的紫外灯下灭菌1小时;
[0079] (C)将(B)中已经灭菌好的培养液,提升泵15打入到(B)已灭菌的模拟反应柱中;
[0080] (D)将(A)中处于对数期的水华微囊藻接种到(C)已经放置培养液的模拟装置里3
面,接种量约2×10 个数/mL,并用无菌培养容器专用封口膜7进行密封;
[0081] (E)将(D)接种后的模拟装置放到设置好的室内环境条件下,光源采用氙灯6,光周期12h/12h;光照强度4000Lux(由光强控制器5控制);温度25±1℃(夹套恒温水浴由温度控制器18控制)。然后定期取样分析观察蓝藻的上浮特征。
[0082] 通过进气泵1进行曝气和搅动,然后通过无菌过滤器2得到无菌空气,由空气流量计3控制曝气量和搅动强度;通过提升泵15将培养液储槽16中的灭菌培养液打入反应柱12;光照采用氙灯6照射,由光强控制器5调节氙灯控制光照强度;反应柱12由无菌培养容器封口膜7密封;温度由温度控制器18控制,加热水槽20里面的水温由温度探头19感应。
[0083] 培养约10~18天,形成蓝藻水华上浮现象,在反应柱的表面还可以清楚的看到蓝藻聚集形成的颗粒;定时采用无菌气体通入,模拟进行湖泊水体风浪对蓝藻上浮的影响实验,实验结果见表3和图3,随着反应柱高度的增加,吸光度、藻密度、叶绿素a三者的值都是升高的。
[0084] 表3.蓝藻上浮特征指标
[0085]
[0086] 实施例3
[0087] 野外中试
[0088] 采用的装置:
[0089] 模拟蓝藻水华上浮的装置包括进气泵1,无菌过滤器2,空气流量计3,阀门4,无菌培养容器封口膜7,无菌曝气进口8,培养液进口9,无菌搅拌气流进口10,反应柱12,取样口13,提升泵15,培养液储槽16。反应柱的规格为直径50cm,高2.2m,每隔50cm设取样口13,反应柱材质为有机玻璃,由于是野外中试,不设置光强控制器5、光源6和加热装置。其特征在于反应柱12顶部为透明无菌密封结构,反应柱12柱体外表面从上部往下依次设置无菌曝气进口8、培养液进口9、无菌搅拌气流进口10,距离顶部的距离分别是4cm,8cm,15cm;取样口13距离底部的距离分别为10cm、60cm、110cm、160cm、210cm。
[0090] 实验方法步骤:
[0091] (A)藻种的扩大培养,采用藻种是铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa,由中科院武汉水生生物研究所提供。采用改进的BG11培养基,配置方法同实施例1;
[0092] (B)实验培养液和模拟装置的灭菌。配置好的培养液放入高压锅,在121℃进行高温灭菌20~30分钟;装置由于体积较大,采用紫外辐射方法灭菌,在30w的紫外灯下灭菌1小时;
[0093] (C)将(B)中已经灭菌好的培养液,提升泵15打入到(B)已灭菌的模拟装置中;
[0094] (D)将(A)中处于对数期的铜绿微囊藻接种到(C)已经放置培养液的模拟装置里6
面,接种量约2×10 个数/mL,并用无菌培养容器专用封口膜7进行密封;
[0095] (E)将(D)接种后的模拟装置放到室外环境条件下,采用FSR-3型移动式自动气象站进行气象要素检测,光照强度约80000LUX;平均气温30℃。然后定期取样分析观察蓝藻的上浮特征。
[0096] 通过进气泵1进行曝气和搅动,然后通过无菌过滤器2得到无菌空气,由空气流量计3控制曝气量和搅动强度;通过提升泵15将培养液储槽16中的灭菌培养液打入反应柱12;反应柱12由无菌培养容器封口膜7密封。
[0097] 培养10~19天,形成蓝藻水华上浮现象;定时采用无菌气体通入,模拟进行湖泊水体风浪对蓝藻上浮的影响实验,实验结果见表4和图4,随着反应柱高度的增加,吸光度、藻密度、叶绿素a三者的值都是升高的;在反应柱的上表面还可以清楚的看到蓝藻聚集形成的颗粒。
[0098] 表4蓝藻上浮特征指标
[0099]
[0100] 实施例4
[0101] 野外中试
[0102] 采用的装置:
[0103] 模拟蓝藻水华上浮的装置包括进气泵1,无菌过滤器2,空气流量计3,阀门4,无菌培养容器封口膜7,无菌曝气进口8,培养液进口9,无菌搅拌气流进口10,反应柱12,取样口13,提升泵15,培养液储槽16。反应柱的规格为直径200cm,高5m,每隔80cm设置取样口13,反应柱材质为玻璃
钢,由于是野外中试,不设置光强控制器5、光源6和加热装置。其特征在于反应柱12顶部为透明无菌密封结构,反应柱12柱体外表面从上部往下依次设置无菌曝气进口8、培养液进口9、无菌搅拌气流进口10,距离顶部的距离分别是20cm,40cm,60cm;取样口13距离底部的距离分别为50cm、130cm、210cm、290cm、370cm、450cm。
[0104] 实验方法步骤:
[0105] (A)藻种的扩大培养,采用藻种是绿色微囊藻Microcystis viridis,由中科院武汉水生生物研究所提供。采用改进的BG11培养基,配置方法同实施例1;
[0106] (B)实验培养液和模拟蓝藻水华上浮的装置灭菌。配置好的培养液放入高压灭菌锅,在121℃进行高温灭菌20~30分钟;装置由于体积较大,采用紫外辐射方法灭菌,在30w的紫外灯下灭菌1小时;
[0107] (C)将(B)中已经灭菌好的培养液,提升泵15打入到(B)已灭菌的模拟装置中;
[0108] (D)将(A)中处于对数期的绿色微囊藻接种到(C)已经放置培养液的模拟装置里6
面,接种量约4×10 个数/mL,并用无菌培养容器专用封口膜7进行密封;
[0109] (E)将(D)接种后的模拟装置放到室外环境条件下,采用FSR-3型移动式自动气象站进行气象要素检测,光照强度约90000LUX;平均气温25℃。然后定期取样分析观察蓝藻的上浮特征。
[0110] 通过进气泵1进行曝气和搅动,然后通过无菌过滤器2得到无菌空气,由空气流量计3控制曝气量和搅动强度;通过提升泵15将培养液储槽16中的灭菌培养液打入反应柱12;反应柱12由无菌培养容器封口膜7密封。
[0111] 培养12~20天,形成蓝藻水华上浮现象;定时采用无菌气体通入,模拟进行湖泊水体风浪对蓝藻上浮的影响实验,实验结果见表5和图5,随着反应柱高度的增加,吸光度、藻密度、叶绿素a三者的值都是升高的;在反应柱的上表面还可以清楚的看到蓝藻聚集形成的颗粒。
[0112] 表5.蓝藻上浮特征指标
[0113]
[0114] 实施例5
[0115] 野外中试
[0116] 采用的装置:
[0117] 同实施例4
[0118] 实验方法步骤:
[0119] (A)藻种的扩大培养,采用藻种是铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa,由中科院武汉水生生物研究所提供。采用改进的BG11培养基,配置方法见实施例1;
[0120] (B)实验培养液和模拟蓝藻水华上浮的装置灭菌。配置好的培养液放入高压灭菌锅,在121℃进行高温灭菌20~30分钟;装置由于体积较大,采用紫外辐射方法灭菌,在30w的紫外灯下灭菌1小时;
[0121] (C)将(B)中已经灭菌好的培养液,提升泵15打入到(B)已灭菌的模拟装置中;
[0122] (D)将(A)中处于对数期的铜绿微囊藻接种到(C)已经放置培养液的模拟装置里5
面,接种量约4×10 个数/mL,并用无菌培养容器专用封口膜7进行密封;
[0123] (E)将(D)接种后的模拟装置放到室外环境条件下,采用FSR-3型移动式自动气象站进行气象要素检测,光照强度约70000LUX;平均气温25℃。然后定期取样分析观察蓝藻的上浮特征。
[0124] 通过进气泵1进行曝气和搅动,然后通过无菌过滤器2得到无菌空气,由空气流量计3控制曝气量和搅动强度;通过提升泵15将培养液储槽16中的灭菌培养液打入反应柱12;反应柱12由无菌培养容器封口膜7密封。
[0125] 培养12~20天,形成蓝藻水华上浮现象;定时采用无菌气体通入,模拟进行湖泊水体风浪对蓝藻上浮的影响实验,实验结果见表6和图6,随着反应柱高度的增加,吸光度、藻密度、叶绿素a三者的值都是升高的;在反应柱的上表面还可以清楚的看到蓝藻聚集形成的颗粒。
[0126] 表6.蓝藻上浮特征指标
[0127]
[0128] 实施例6
[0129] 野外中试
[0130] 采用的装置:
[0131] 同实施例4
[0132] 实验方法步骤:
[0133] (A)藻种的扩大培养,采用藻种是惠氏微囊藻Microcystis wesenbergii,由中科院武汉水生生物研究所提供。采用改进的BG11培养基,配置方法见实施例1;
[0134] (B)实验培养液和模拟蓝藻水华上浮的装置灭菌。配置好的培养液放入高压灭菌锅,在121℃进行高温灭菌20~30分钟;装置由于体积较大,采用紫外辐射方法灭菌,在30w的紫外灯下灭菌1小时;
[0135] (C)将(B)中已经灭菌好的培养液,提升泵15打入到(B)已灭菌的模拟装置中;
[0136] (D)将(A)中处于对数期的惠氏微囊藻接种到(C)已经放置培养液的模拟装置里5
面,接种量约5×10 个数/mL,并用无菌培养容器专用封口膜7进行密封;
[0137] (E)将(D)接种后的模拟装置放到室外环境条件下,采用FSR-3型移动式自动气象站进行气象要素检测,光照强度约85000Lux;平均气温20℃。然后定期取样分析观察蓝藻的上浮特征。
[0138] 通过进气泵1进行曝气和搅动,然后通过无菌过滤器2得到无菌空气,由空气流量计3控制曝气量和搅动强度;通过提升泵15将培养液储槽16中的灭菌培养液打入反应柱12;反应柱12由无菌培养容器封口膜7密封。
[0139] 培养12~20天,形成蓝藻水华上浮现象;定时采用无菌气体通入,模拟进行湖泊水体风浪对蓝藻上浮的影响实验,实验结果见表7和图7,随着反应柱高度的增加,吸光度、藻密度、叶绿素a三者的值都是升高的;在反应柱的上表面还可以清楚的看到蓝藻聚集形成的颗粒。
[0140] 表7.蓝藻上浮特征指标
[0141]
[0142] 实施例7
[0143] 野外中试
[0144] 采用的装置:
[0145] 同实施例4
[0146] 实验方法步骤:
[0147] (A)藻种的扩大培养,采用藻种是水华微囊藻Microcystis flos-aquae,由中科院武汉水生生物研究所提供。采用改进的BG11培养基,配置方法见实施例1;
[0148] (B)实验培养液和模拟蓝藻水华上浮的装置灭菌。配置好的培养液放入高压灭菌锅,在121℃进行高温灭菌20~30分钟;装置由于体积较大,采用紫外辐射方法灭菌,在30w的紫外灯下灭菌1小时;
[0149] (C)将(B)中已经灭菌好的培养液,提升泵15打入到(B)已灭菌的模拟装置中;
[0150] (D)将(A)中处于对数期的水华微囊藻接种到(C)已经放置培养液的模拟装置里4
面,接种量约7×10 个数/mL,并用无菌培养容器专用封口膜7进行密封;
[0151] (E)将(D)接种后的模拟装置放到室外环境条件下,采用FSR-3型移动式自动气象站进行气象要素检测,光照强度约70000Lux;平均气温27℃。然后定期取样分析观察蓝藻的上浮特征。
[0152] 通过进气泵1进行曝气和搅动,然后通过无菌过滤器2得到无菌空气,由空气流量计3控制曝气量和搅动强度;通过提升泵15将培养液储槽16中的灭菌培养液打入反应柱12;反应柱12由无菌培养容器封口膜7密封。
[0153] 培养12~20天,形成蓝藻水华上浮现象;定时采用无菌气体通入,模拟进行湖泊水体风浪对蓝藻上浮的影响实验,实验结果见表8和图8,随着反应柱高度的增加,吸光度、藻密度、叶绿素a三者的值都是升高的;在反应柱的上表面还可以清楚的看到蓝藻聚集形成的颗粒。
[0154] 表8.蓝藻上浮特征指标
[0155]