陈晓江,聂国春,郑润林,赵康旭,郑庆荣
(1. 忻州师范学院 生物系,山西 忻州 034000;2. 忻州师范学院五台山生态文化研究院,山西 忻州 034000;3.山西臭冷杉省级自然保护区管理局, 山西 忻州 034000;4山西省五台山国有林管理局宽滩林场,山西 忻州 034300)
实验所用培养的藻种(斜生栅藻)取样于云中河水域。BG-11培养基:硝酸钠(1.5 g/L)、磷酸氢二钾(0.04 g/L)、硫酸镁(0.075 g/L)、氯化钙(0.036 g/L)、柠檬酸(0.006 g/L)、柠檬酸铁(0.006 g/L)、乙二胺四乙酸二钠(0.001 g/L)、碳酸钠(0.02 g/L)、A5(1 mL/L);A5:硼酸(2.86 mg/L)、氯化锰(1.86 mg/L)、硫酸锌(0.22 mg/L)、钼酸钠(0.021 mg/L)和硫酸铜(0.08 mg/L)[14]。
实验是以BG-11培养液为基础进行培养藻类,其中是以硝酸钠为氮源,磷酸氢二钾为磷源,在配置的时候将BG-11培养液的配置分为5个Stock,其中在Stock1中加入柠檬酸0.3 g,柠檬酸铁胺0.3 g,乙二胺四乙酸二钠0.05 g,之后将其定容至100 mL,Stock2是分别加入不同质量的硝酸钠以及磷酸氢二钾(以控制培养的藻类在不同氮磷比浓度下生长),硫酸镁1.5 g,并将其定容到1000 mL,Stock3是加入氯化钙1.9 g并将其定容到1000 mL,Stock4是加入碳酸钠2 g之后将其定容到100 mL,Stock5是加入硼酸2.86 g和氯化锰1.81 g,硫酸锌0.222 g,水钼酸钠0.021 g以及硫酸铜0.08 g,并将其定容到1000 mL。配置好5个Stock之后,分别从Stock1中取用2 mL,Stock2中取用20 mL,Stock3中取用2 mL,Stock4中取用1 mL,Stock5中取用1 mL,最后将其定容至1000 mL,便配置成了所需要用的培养液。将实验所用的培养液分装到锥形瓶中,以待使用(表1)。
表1 不同N/P下Stock2中加入的硝酸钠和磷酸氢二钾的质量
实验时准备4个200 mL锥形瓶,清洗干净后进行烘干以及灭菌过程,然后将配置好的不同浓度氮磷比的培养液分别倒入到锥形瓶中,每个锥形瓶平均倒入150 mL,在这4个锥形瓶中分别加入1 mL的藻液,然后用封口膜封住锥形瓶瓶口,放入培养箱中培养,培养条件设置为光照强度为3500 lux,温度为28 ℃,相对湿度为60%,光暗比为12∶12。
图1 不同N/P条件下斜生栅藻对的去除特性分析
图2 不同N/P条件下斜生栅藻对的去除特性分析
藻类的生长及其脱氮除磷的作用与藻细胞的新陈代谢和细胞分裂有着密切的联系,即与藻的光合作用密切相关。若光强不够,藻类的生长则会受到一定的影响。若光照强度超过了饱和光强时,也会引起光损伤,这个时候也会使光合作用下降[17]。另外有研究提出,供氧条件在活性藻系统中起着更为重要的作用,良好的供氧条件有利于藻类对磷的吸收,而缺氧则有助于磷的释放[18]。影响藻类去除氮磷的因素还有温度,在一定温度范围之内,藻类脱氮除磷的效率会随着温度的升高而升高。此外,个别种属也可以在低温条件下脱氮除磷,要使栅藻在水体中有良好的氮磷去除效果需保持pH值在7以上,还有一些其他的因素,例如,L-谷氨酸能够影响小球藻的生长及对铵根离子的去除,盐度也是影响藻类氮磷去除能力的因素之一[19]。