《微囊藻對短時超聲脅迫的應激反應機理研究》是依託北京大學，由王波擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微囊藻對短時超聲脅迫的應激反應機理研究
- 項目負責人：王波
- 項目類別：青年科學基金項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過前期的研究，我們在超音波強化混凝除藻技術方面取得顯著的去除效果，為建立一種經濟、高效和安全的去除富營養化水源水藻類的新技術提供了可能性。同時我們也發現短時間的超音波輻照能更好地促進藻類混凝沉澱進行去除。短時超音波促進藻類的絮凝沉澱的機理如何？本研究將在以往研究成果的基礎上，首次以微囊藻對短時超音波脅迫的應激生理反應作為切入點，在生物群體、細胞和分子水平進一步深入研究短時超音波脅迫提高微囊藻聚集性和沉降性的作用機制，為確立短時超音波強化混凝除藻技術的作用機理提供科學依據。
結題摘要
近年來，我國河道和湖庫水體的富營養化現象日益嚴重，由此引起的水華爆發不僅嚴重破壞水生態環境，而且大大提高了水處理的成本，甚至威脅居民用水安全。本項目採用短時間低強度超音波強化混凝的新方法去除微囊藻，並確定了其最佳作用條件。微囊藻經過短時間低強度超音波處理後，再投加PAC混凝沉澱，藻去除率可提高20%以上；若更換環保型的海泡石和殼聚糖作為絮凝劑，短時間低強度超音波對混凝除藻的強化效果更好，藻去除率可提高30%以上。本實驗結果對建立一種高效、安全和經濟的藍藻水華控制方法具有重要的意義。在此基礎上，本項目以微囊藻對短時間低強度超音波脅迫的應激生理反應作為切入點，在生物群體、細胞和分子水平研究短時間低強度超音波強化除藻技術的作用機制。研究結果顯示，短時間低強度超音波直接作用微囊藻細胞後，其沉降性和凝聚性均得到顯著提高，這可能是短時間低強度超音波具有強化除藻效果的直接原因。經過深入的研究表明，短時間低強度超音波除是一種溫和的除藻方式，因為經過短時間低強度超音波處理後，微囊藻細胞表面及細胞內部結構的損傷很小，細胞壁、細胞膜和類囊體均完整，細胞膜通透性增加不顯著，生長速度和細胞活性均也無顯著影響，但是微囊藻細胞出現內含物少量外滲和偽空泡破裂，這可能是微囊藻細胞凝聚性和沉降性顯著提高的原因之一。短時間低強度超音波也可能是微囊藻細胞的一種脅迫因素，因為經過短時間低強度超音波處理後，微囊藻細胞內的藻青素、抗氧化酶活性和丙二醛含量均有不同程度的提高，同時涉及抗氧化（cpc A）、光合作用（ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase subunit ）和電子傳遞（psa D）相關蛋白的表達量也有顯著提高，因此推測短時間低強度超音波通過誘發微囊藻的自我修復和保護機制，從而促使微囊藻發生聚集和下沉。本研究對促進短時間低強度超音波強化除藻技術的推廣和套用奠定了較好的理論基礎。
