從形態(tài)上看，紫球藻通常為單細胞存在，它們常常不規(guī)則地聚集在一起。其細胞多數(shù)呈球形，顏色為鮮艷的血紅色或暗紫紅色，仿佛是大自然中一顆顆璀璨的寶石。每個細胞外都被一層薄膠膜所包裹，在潮濕的環(huán)境中，如土壤及墻壁上，它們常常會形成紅色或淺褐色的薄片，干燥時則呈現(xiàn)出皮殼狀。細胞內(nèi)具一個軸生星狀或不規(guī)則形狀的色素體，以及一個無鞘的蛋白核，這些結(jié)構(gòu)賦予了紫球藻獨特的外觀和生理特性。

從應(yīng)用領(lǐng)域來看，紫球藻具有重要的科研價值，為藻類生物學的研究提供了豐富的素材和對象。在實際應(yīng)用方面，紫球藻也表現(xiàn)出色。其能夠產(chǎn)生豐富的藻膽蛋白，紫球藻蛋白質(zhì)約占生物量的50%，其中84%為藻膽蛋白，特別是B-藻膽蛋白性質(zhì)穩(wěn)定，這種蛋白不僅含量高，而且性質(zhì)穩(wěn)定。藻膽蛋白在生物化學、醫(yī)學研究等領(lǐng)域都有著潛在的應(yīng)用價值。紫球藻細胞還能積累大量的多糖，紫球藻細胞可積累20%-50%生物量的多糖，該多糖是由木糖、葡萄糖、半乳糖等單糖構(gòu)成的多聚體，具有獨特的膠體性能，粘度大，其結(jié)構(gòu)與褐藻膠、褐藻淀粉相似。這些多糖在食品、化工等行業(yè)可能有重要用途。此外，紫球藻的脂肪酸組成中，有相當比例的多不飽和脂肪酸，其中脂肪酸約占生物量的9.5%，50%以上為不飽和脂肪酸。這對于營養(yǎng)和健康領(lǐng)域有著積極意義。

隨著對紫球藻研究的不斷深入，相信它將在更多領(lǐng)域展現(xiàn)出其獨特的價值，為人類的生活和科學研究帶來更多的驚喜和貢獻。

如果您想了解更多的藻知識，請聯(lián)系我們。我們是一家做藻及光反應(yīng)器的公司。做藻，我們是認真的！

注：圖片來源于 今日頭條 新浪網(wǎng) 萌鼠的丸子 《探險隊深海探秘，發(fā)現(xiàn)神秘紫水球生物！》

茵衣藻是一種模型綠色微藻，能夠利用醋酸異養(yǎng)生長。盡管含有完整的β氧化基因，但不能在脂肪酸上生長。最近的報道表明，藻類優(yōu)先隔離而不是分解脂酰鏈，來用作快速重建膜。我們收集了一系列過氧化物酶體生物發(fā)生所需的潛在衣藻過氧化物素（PEXs），以表明萊茵衣藻具有一套完整的過氧化物酶體生物發(fā)生因子。為了確定過氧化物酶體參與外源性脂肪酸的代謝，我們檢測了在不同營養(yǎng)條件下表達與過氧化物酶體蛋白N端或c端肽融合的熒光蛋白，同時加入熒光標記的棕櫚酸。在光照和黑暗，有或者沒有乙酸作為碳源的條件下，使用共聚焦顯微鏡跟蹤過氧化物酶體。在細胞中，鑒定了四個主要的隔間，包括： (1)乙醛酸循環(huán)酶標記和含有過氧化物酶體靶向信號1（PTS1）三肽但缺乏脂肪酸標記，(2)脂肪酸標記，(3)乙醛酸循環(huán)酶標記，(4)PTS1標記。不到5%的隔間同時含有脂肪酸和過氧化物酶體標記物。對光學切片圖像的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，萊茵衣藻在細胞中同時攜帶不同的過氧化物酶體群體，并根據(jù)光照條件調(diào)節(jié)過氧化物酶體的含量。另一方面，無論培養(yǎng)條件如何，同時含有脂肪酸和過氧化物酶體標記物的隔室的比例都沒有顯著變化。結(jié)果表明，β-氧化在萊茵衣藻的過氧化物酶體群體中可能發(fā)生率較小，這支持了藻類中脂肪酸的主要代謝偏好是脂質(zhì)生物合成而不是β-氧化的觀點。

纖細裸藻能積累大量的β-1,3-葡聚糖，并線性聚合形成顆粒狀的副淀粉作為貯藏多糖。纖細裸藻在無氧條件下快速分解副淀粉并將其轉(zhuǎn)化為蠟酯產(chǎn)生ATP。早期研究已在纖細裸藻中鑒定出存在三種主要的β-1,3-葡聚糖酶，但目前尚不清楚這些酶是否主要負責副淀粉的降解過程。在本研究中，我們首先證明了這些已知的β-1,3-葡聚糖酶不是無氧副淀粉降解所必需的，然后進行了功能蛋白質(zhì)組學和反向遺傳學分析，以確定負責副淀粉降解的酶。對從分離的副淀粉中提取的蛋白質(zhì)進行蛋白質(zhì)組學分析，發(fā)現(xiàn)兩種內(nèi)切葡聚糖酶（EgENG1A和EgENG2）和一種層狀糊精磷酸化酶（EgLDP1）是潛在的副淀粉降解酶。此外，基于生物信息學對這些酶同源蛋白的鑒定表明，在副淀粉降解過程中，還有一種葡聚糖酶（EgENG1B）和兩種磷酸化酶（EgLDP2和EgP1）參與。同時敲除任意2~3個內(nèi)切葡聚糖酶基因均可顯著延緩副淀粉在無氧條件下的降解。兩個編碼層狀糊精磷酸化酶基因的敲除細胞系dKD-ldp1/p1在副淀粉合成和降解方面表現(xiàn)出比單敲除細胞系更為顯著的表型，表明EgLDP1和EgP1共同調(diào)節(jié)副淀粉代謝。這些結(jié)果清楚地表明，在本研究中確定的葡聚糖酶和磷酸化酶在無氧條件下的大量副淀粉降解中發(fā)揮作用。

圖片來源：Kickstarter 網(wǎng)站

圖片來源：Kickstarter 網(wǎng)站 ??? ?

此外魚缸頂部的LED燈，使用人眼看不到的特殊波長，可有效抑制藻類繁殖，同時提供其他植物生長所需的光源，使其可進行光合作用提供氧氣。LED燈的設(shè)計有三種變化，分別是清晨的紅光、白天的日光以及傍晚的藍光，模擬太陽光照從白天到晚上的照周期變化。

摘要：原水中的藻類會產(chǎn)生異臭、異味，影響凈水廠出水水質(zhì)。針對這些問題，總結(jié)了國內(nèi)外一些除藻方法和經(jīng)驗，并介紹了部分工程實例。

關(guān)鍵詞：除藻 氧化 澄清 氣浮

1　混凝除藻

投加硫酸鋁作為混凝劑可同時去除濁度和藻類，出水中藻類數(shù)量＜1000個/mL時所需混凝劑量遠大于濁度＜3 NTU時所需的量。原因是粘土類膠體在ζ電位=-5 mV時即可完全脫穩(wěn)，而藻類必須在ζ電位=0時才能脫穩(wěn)。若同時投加聚丙烯酰胺或陽離子型助凝劑則可減少硫酸鋁用量。
采用混凝法除藻時應(yīng)根據(jù)藻的種類選擇藥劑。去除硅藻時可單獨投加硫酸鋁，例如番禺市沙彎水廠在硅藻高繁殖期的投鋁量從平時的1.2 mg/L增加到3.0 mg/L，可使沉淀池出水的濁度降至1～2 NTU以減少進入濾池的藻類數(shù)量。去除綠藻一般需要預(yù)氧化，預(yù)加氯時其去除率約為95%～98%，無預(yù)氯化時其平均去除率為85%(如果考慮到預(yù)加氯會產(chǎn)生三鹵甲烷，也可以用其他氧化劑)。藍、綠藻會產(chǎn)生臭味，甚至含有毒素，并且會分泌黏液造成配水管網(wǎng)中出現(xiàn)后絮凝現(xiàn)象，此種分泌物又可能轉(zhuǎn)化為三鹵甲烷母體，因此是水處理中較難去 除的藻類，也是多數(shù)富營養(yǎng)化水體中主要生長的藻類，它對混凝劑投量的調(diào)整極為敏感。
另外，藻類代謝產(chǎn)生的有機物對絮凝和過濾也有影響，其原因是該有機物中的酸性物質(zhì)與混凝劑(鐵鹽或鋁鹽)的水解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，生成的表面絡(luò)合物附著在絮體顆粒表面，阻礙了顆粒相互碰撞，因此必須增加混凝劑的投量，補償由于表面絡(luò)合物的形成對顆粒脫穩(wěn)和絮凝造成的影響^［1］。

2　直接過濾除藻

直接過濾不適宜處理含藻量極高的水，這時應(yīng)在過濾池前增加沉淀池或澄清池，但這樣還可能出現(xiàn)濾池出水含藻量＞1000 個/mL的情況，需要進一步處理。
沉淀或澄清構(gòu)筑物的類型很多，可除藻率卻不相同。例如用靜沉池處理泰晤士河水時，平均除藻率為59%，可是它處理衣阿華河水時，除藻率為37%(硫酸鋁混凝)～97%(石灰軟化)。應(yīng)用澄清池處理波蘭河水時，平均除藻率為85%～86%(無預(yù)氯化)、95%～97%(預(yù)氯化)，并且浮游動物量也相應(yīng)下降93%～96%(無預(yù)氯化)和99%(預(yù)氯化)，因此澄清池的處理效果優(yōu)于靜沉池。
直接過濾適用于原水中藻類和懸浮物數(shù)量較少的情況，該工藝的關(guān)鍵是濾速的大小。采用均質(zhì)砂濾池或雙層濾料濾池進行直接過濾的工藝，藻類去除率約為15%～75%。若進行預(yù)氯化并在投加混凝劑后采用白煤—砂雙層濾料濾池直接過濾(濾速＜3 m/h)，則藻類的最優(yōu)去除率約為95%。但是當原水中藻量＞1000個/mL、白煤粒徑為0.9 mm或藻類數(shù)量＞2500個/mL、白煤粒徑為1.5 mm時，過濾周期明顯縮短。
昆明五水廠原水藻類數(shù)量平均為30 500個/mL，采用微絮凝直接過濾法除藻(雙層濾料：陶粒粒徑為2.0～2.5 mm、高為700 mm，石英砂粒徑為0.6～1.2 m m、高為500 mm，濾速為6～10 m/h)，其去除率平均為96.4%。
將馬德里的西班牙河水作為原水進行的半生產(chǎn)性試驗也得出了類似的結(jié)果。雙層濾料濾池的藻類去除率為63%～98%,其中以同時投加10 mg/L的硫酸鋁和0.5 mg/L的活化硅酸時效果最好，但因原水中藻類數(shù)量＞2500個/mL，致使濾池的工作周期僅為6 h。

3　　沉淀或過濾除藻

向反應(yīng)沉淀池中投加粉末活性炭(PAC)作為助凝劑(可有效去除泥土氣味)，可以強化反應(yīng)、沉淀效果，特別是在藻類大量繁殖的季節(jié)此法可作為應(yīng)急措施。1995年5月，美國芝加哥的 供水部門在夏季到來之前就開始投加PAC(投量約為2.4 mg/L)；當水中出現(xiàn)甲基—異冰片(MIB)時(7月中旬)，將PAC的投量逐漸增加到11 mg/L；夏季過后，PAC的投加量隨MIB濃度的減小而減少，當PAC的投量減到1.2 mg/L時再持續(xù)投加1個月，在此期間若MIB濃度降到5μg/L 則可停止投加PAC。
日本的高橋和孝等人對以水庫水為水源的某水廠(采用常規(guī)處理工藝)全年的進、出水進行監(jiān)測，得出藍藻6月—10月數(shù)量多、硅藻9月—轉(zhuǎn)年4月數(shù)量多。同時證明，只要藻類的數(shù)量不太多，常規(guī)處理對藻類具有較好的去除性能^［2］。
美國的Pakmer教授研究了水中藻類對過濾效果的影響：當藻類數(shù)量＜500個/mL時，不會引起濾池堵塞；當藻類數(shù)量為500～1000個/mL時，濾池有稍許堵塞；當藻類數(shù)量為1000～2000個/mL時，有明顯堵塞現(xiàn)象；當藻類數(shù)量＞2000個/mL時，會出現(xiàn)嚴重堵塞。
上海市月浦水廠自陳行水庫取水，從每年的3月下旬開始，庫中水溫上層高、下層低，藻類繁殖很快，進入水廠的藻類難以沉淀，造成濾池堵塞(過濾周期僅為2～3 h)。該廠采取的措施：一是減少原水在水庫中的停留時間，提高水庫的換水率，使水中雜質(zhì)來不及沉淀(保持渾濁狀態(tài))而陽光難以射入，從而導致藻類的光合作用困難；二是采用藥劑控制(向水庫水中投加漂白粉)。

4　慢濾池、生物濾池除藻

瑞典的斯德哥爾摩水廠將快濾池的出水再經(jīng)慢濾池處理(慢濾池過濾面積為500～2400m²，濾速僅為快濾池的1/30，砂層厚度為1m)，以去除水中殘留的微小藻類。
以色列以麥桿作為過濾材料，在體積1m³的PVC池中裝入50 kg麥桿進行過濾，可去除75%的藻類。
生物濾池工藝是生物除藻的一種，主要是利用生物膜上的微生物對藻類的絮凝、吸附作用，使其被沉降、氧化或被原生動物吞噬。

5　預(yù)氧化除藻

對于某些藻類(例如綠藻)可以用氯、臭氧、高錳酸鉀或二氧化氯等氧化劑進行預(yù)氧化，以提高去除效果。有一些藻類在預(yù)加氯后常會產(chǎn)生臭味，這時應(yīng)加過量的氯，使之產(chǎn)生游離態(tài)的余氯，隨后再根據(jù)水質(zhì)要求進行脫氯。
利用高錳酸鉀除藻也有較好的效果，對堿性水的除藻效果優(yōu)于中性或酸性水。一般高錳酸鉀投加量為1～3 mg/L、接觸時間≥1～2 h，但也有投加量為10 mg/L、接觸時間為10～15 min的特殊情況(為了延長接觸時間，可在引水管中投藥)。如果預(yù)氧化過程中高錳酸鉀投量過多，可能會穿透濾池而進入配水管網(wǎng)，出現(xiàn)“黑水”現(xiàn)象，而且出水的含錳量增加，有可能不符合生活飲用水水質(zhì)標準。過剩的高錳酸鉀可在沉淀池中去除，只要淡紅色已在池內(nèi)消失，高錳酸鉀就不會進入濾池。有些水廠采用直接過濾工藝(不經(jīng)過混凝、沉淀)，則需專門的檢測設(shè)備，以防止多余的高錳酸鉀穿透濾池而進入配水管網(wǎng)。有時也可投加粉末活性炭去除過剩的高錳酸鉀，其投加點應(yīng)在高錳酸鉀氧化反應(yīng)完成以后，以免相互作用而降低除藻效果，但是粉末活性炭也可能穿透濾池而進入配水管網(wǎng)，宜在濾速上加以控制。
臭氧是唯一不增加處理水中總固體的有效氧化劑，投加量為0.5～5 mg/L。由于該法所需資和運行費用較高，在國內(nèi)還很少應(yīng)用。
臭氧和活性炭聯(lián)合除藻已受到人們的重視。日本福間町水廠原水取自某水庫，該水庫庫容較小、深度較淺，因此藻類容易繁殖(有時有異味)。該水廠僅在水庫水位低、藻類多、氣味大時增用臭氧—活性炭處理設(shè)備，使藻類得到控制。
北京田村山水廠水源取自懷柔、密云和官廳水庫，藻類繁殖高峰期經(jīng)常規(guī)處理后的出水達不到飲用水標準，當增加了臭氧—活性炭深度處理后，取得了滿意的效果。
美國許多水廠附近設(shè)有調(diào)節(jié)水庫，庫中藻類數(shù)量較多，常采用三種方法除藻：①當藻類數(shù)量較多時，每天由專門人員向水庫中投加硫酸銅溶液，投加量一般為0.5～0.7 mg/L；②當藻類數(shù)量居中等時，在原水中投加高錳酸鉀；③當藻類數(shù)量較少時，采用預(yù)氯化去除。近年來，人們認為二氧化氯可以作為一種有效的除藻劑。其除藻機理是藻類葉綠素中的吡咯環(huán)與苯環(huán)非常類似，二氧化氯對苯環(huán)具有一定的親和性，能使苯環(huán)發(fā)生變化而無臭無味。二氧化氯也同樣能作用于吡咯環(huán)，氧化葉綠素，致使藻類因新陳代謝終止且合成蛋白質(zhì)中斷而死亡。二氧化氯與藻類的反應(yīng)速度極快，能夠有效地控制霉味和魚腥味等。二氧化氯目前在國內(nèi)并沒有得到廣泛應(yīng)用，它和臭氧一樣需就地生產(chǎn)。國外有穩(wěn)定的液態(tài)二氧化氯供應(yīng)站，但是價格昂貴。

6　氣浮除藻

近年來溶氣氣浮法除藻得到了廣泛應(yīng)用，此法在固液分離速度(5～8 m/h)、污泥濃度及節(jié)約藥耗等方面都有比較滿意的效果。氣浮法除藻優(yōu)于澄清法之處主要是：①當原水中藻類的數(shù)量為(3～5)×10⁴個/mL時，氣浮池和澄清池出水中藻類數(shù)量均為1000 ～1200個/mL，但氣浮法可節(jié)約混凝劑20%～40%；②氣浮池污泥干固體濃度為25～30g/L，澄清池的干固體濃度僅為氣浮池的1/10，因此在污泥處理時氣浮法可省去污泥濃縮階段，減少了處理設(shè)備的投資；③氣浮工藝比較節(jié)約運行費用，但要求原水的懸浮固體含量不高，并且設(shè)備發(fā)生故障時能及時檢修。我國昆明、武漢和無錫等地的水廠采用了氣浮池，可同時達到澄清和除藻的目的。

7　微濾機法

采用網(wǎng)眼孔徑為10～45μm(多數(shù)為35 μm)的微濾機，除藻率約為50%～70%，但濁度只能減少5%～20%。采用孔徑為25～35μm的布篩處理開羅的尼羅河水時，藻類平均去除率為40%；處理巴黎塞納河水時為55%，處理湖泊和蓄水庫水時為50%～65%。德國的Slipplingen水廠在向原水中投藥之前用微濾機去除原水中大部分藻類等顆粒物。
微濾機對藻類的去除率隨藻的種類不同而有很大區(qū)別，越細小的藻類越難去除，有時僅去除10%，可是這種藻類所消耗的混凝劑量最大。又因微濾機所能去除的濁度不多，所以應(yīng)用微濾機幾乎不可能降低混凝劑投量。
在某些特殊情況下，例如需要去除浮游動物(蠕蟲、甲殼動物等)時，可選用微濾機除藻。

參考文獻：

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目前，日趨嚴重的水源水富營養(yǎng)化及藻類的大量增殖是影響我國供水水質(zhì)的兩個重要因素。近幾年來，重慶主城區(qū)水源水藻類含量不斷增高，給自來水的工藝處理帶來困難。特別是未來三峽大壩蓄水后，重慶段處于回水區(qū)，富營養(yǎng)化及藻類成為水司保證水質(zhì)考慮的主要問題?；诖?，需探討藻類對供水處理的影響及采取的對策。

１．藻類滋生條件

藻類是水環(huán)境中的自養(yǎng)微生物。即吸收水體中的無機元素轉(zhuǎn)化為自身有機體，能生活在各種環(huán)境之中，適應(yīng)性強，因而它們的分布非常廣泛，各種水體均可成藻類的主要生活區(qū)域。

藻類是一種低等植物，種類很多。有單細胞，也有多細胞。主要有：藍藻、綠藻、硅藻、褐藻和金藻等。一個水體中可以有上百種藻類生存，只是由于環(huán)境條件不同出現(xiàn)的優(yōu)勢種屬不同。如在水體受污染富營養(yǎng)化時，水體中出現(xiàn)的藻類就以藍藻和綠藻為主。

藻類的生長受環(huán)境的影響和制約。

１．１光

光是藻類進行光合作用的能源，而光的主要來源是太陽，太陽光有著明顯的時空變化，因而夏季水體中藻類含量較多。重慶使用的水源水為長江和嘉陵江水系的水，因水體在一年內(nèi)呈不同變化，在夏季為洪水高濁期，水體流速較快，通過檢測，水源藻類含量反而偏低，但在平流沉淀池中可能藻類在某一短時間內(nèi)增殖含量較高。因此如能遮住陽光，可以抑制藻類的繁殖。在城市給水處理的實踐中，可在調(diào)節(jié)池表面撒炭末，形成遮光的漂浮層以抑制藻類生長；另外在南方一些水處理構(gòu)筑物中，如斜管沉淀池、室外濾池上采取遮光措施控制藻類繁殖。

１．２溫度

水溫既影響藻類的生長和呼吸頻率，又會影響氧的溶解度。不同藻類對溫度的反應(yīng)是不同的。在每一個溫度范圍內(nèi)，都能找到優(yōu)勢種屬。根據(jù)檢測的結(jié)果，重慶水源水藻類在每年的１２月至第二年的４月上旬主要以硅藻為主，夏秋季節(jié)以藍藻和綠藻為主。

１．３ ＰＨ值

藻類適宜生長的ＰＨ值是中性區(qū)域，即ＰＨ＝６—８。藻類高發(fā)將改變水中的ＰＨ值，使其增高，可達９以上。目前，長江和嘉陵江水源水ＰＨ值一般在８．５以下。

１．４ 營養(yǎng)物質(zhì)

藻類生長需無機營養(yǎng)元素。限制其生長的主要因素是氮元素和磷元素，它決定藻類及其生存量，其中受磷影響更突出。

當水體中富含磷酸鹽和某種形式的氮素營養(yǎng)時，就足以促使水中的藻類過量生長，即形成富營養(yǎng)化。判斷一個水體是否富營養(yǎng)化是以水中氨氮含量和磷酸鹽含量來作為標準，有的也以藻類種屬和數(shù)量作為衡量水體是否富營養(yǎng)化標準。根據(jù)近幾年對水體中的藻類數(shù)量、種屬、氨氮、磷酸鹽含量等的檢測，水源水未達富營養(yǎng)化標準。只是在枯水季節(jié)這些指標含量稍偏高。

２．藻類對原水水質(zhì)的影響

２．１對渾濁度的影響

藻類對原水渾濁度的影響主要在湖泊水、水庫水等水域。高藻期的渾濁度主要由藻類引起，含藻量愈大渾濁度隨之愈大。

２．２對原水耗氧量的影響

由于水體受到污染，藻類高發(fā)，水中有機物增大，則耗氧量必定增大。

２．３色度和異味

水中大量藻類與其它微生物的殘體形成腐殖質(zhì)，使水的色度增加，并產(chǎn)生令人厭惡的臭味。公司一部分水廠沉淀池或濾池上偶爾有此現(xiàn)象。

２．４對原水ＰＨ值和堿度的影響

由于藻類進行光合作用消耗大量的二氧化碳，導致水中的碳酸鹽平衡被破壞，堿度下降，ＰＨ值升高，反應(yīng)式如下：

６ＣＯ２＋２Ｈ２ＯＣ６Ｈ１２Ｏ６＋６Ｏ２

碳酸根和重碳酸根平衡破壞，造成如下反應(yīng)：

ＨＣＯ ＣＱ＋ＨＯ＋ＣＯ↑

ＣＯ＋２ＨＯ ＨＣＯ＋ＯＨ

藻類光合作用強弱取決于光照條件、光照時間以及藻類分布密度，因而在光照長的夏季和秋季藻類最盛，水中ＰＨ值變化尤為突出，所以有的水司將ＰＨ值變化作為藻類高發(fā)的一個指標。

３．含藻原水對水質(zhì)凈化的影響

３．１引起混凝劑投量的增加

ａ．藻類濁質(zhì)與電位高于泥沙、粘土型濁質(zhì)，要有較多的正電荷才能使之脫穩(wěn)、聚沉。需要增加藥劑量才能滿足膠體脫穩(wěn)要求。

ｂ．由于高含藻ＰＨ值高，影響混凝劑水解成高電荷的單羥基單核絡(luò)合物。

３．２引起投氯量增加

ａ． 由于原水藻類高發(fā)，藻類滅活必然要多消耗氯量。

ｂ．水體污染，氨量較高時，中和氨必然又進一步增高氯量，一般折點加氯，氯量應(yīng)是氨量的８－１０倍投量。中和０．２ｍｇ／Ｌ的氨氮，至少要消耗１．６ｍｇ／Ｌ氯量。

ｃ．水體中還原物質(zhì)較多，也增加耗氯量。

藻類高發(fā)時，當滅活藻類的殘體進入濾池后，縮短了濾池的運行周期，少產(chǎn)水。由于濾池被過早堵塞，必然要洗池，使功能恢復(fù)，又增加了自來水量，從而使整個水廠生產(chǎn)能力下降。

４．采取的對策

供水部門對面臨水源水質(zhì)變壞和處理后的水質(zhì)要求提高的問題，所采取的對策是：（１）加強環(huán)境污染的治理。因為目前水處理工藝在技術(shù)上尚不能做到什么水都能處理，另外成本也不經(jīng)濟，所以要治本；（２）積極探索處理措施，使處理后的水能夠滿足安全和衛(wèi)生的要求。

結(jié)合目前水源水水質(zhì)普遍存在的問題是受到有機物污染以及由此帶來的水體富營養(yǎng)化的含藻水源，影響水處理的效果和因水中有機物在利用氯消毒處理后會產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物等情況。在水處理上所采取的措施主要包括：

４．１在水廠常規(guī)處理工藝之前增加預(yù)處理

ａ．對微污染的原水采取生物接觸氧化法進行預(yù)處理，即通過生物處理使有機污染物和氨氮因氧化而得到降解。水經(jīng)過預(yù)處理后進入生物處理池，原水微生物跟生物池內(nèi)的填料進行接觸，經(jīng)培養(yǎng)生成硝化細菌生物膜后，原水再通過填料時，原水中氨氮可經(jīng)生物硝化作用而轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，達到除氨氮的目的。

ｂ．生物接觸濾池方法去除氨氮。濾料一般表面多孔，易于形成微生物。

ｃ．采用氧化劑氧化使水中的有機物降解。過去常用氯作為氧化劑，由于能產(chǎn)生可致癌的消毒副產(chǎn)物，所以現(xiàn)多用臭氧和高錳酸鉀及其他代替。但在國內(nèi)，因為臭氧設(shè)備投資大、運行耗電高，所以應(yīng)用不普及。

４．２加強常規(guī)水處理工藝措施

ａ．結(jié)合水源的特征，選用適合的混凝和助凝劑改進混凝工藝，提高沉淀、過濾的效果。

ｂ．應(yīng)用高分子助凝劑改進絮凝效果。

ｃ．改進工藝構(gòu)筑物的形式。

４．３增加深度處理措施改善水質(zhì)

目前采用比較多的是：

ａ．增加活性炭過濾。吸附水中溶解的有機物，改善色、嗅、味，提高出水水質(zhì)。

ｂ．增設(shè)慢濾池。

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部“關(guān)于印發(fā)《2008年工程建設(shè)標準規(guī)范制訂、修訂計劃(第一批)的通知”(建標[2008]102號)的要求，規(guī)范編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究、?認真總結(jié)實踐經(jīng)驗，參考有關(guān)國際標準和國外先進標準，并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，修訂了本規(guī)范。
本規(guī)范主要技術(shù)內(nèi)容包括：1總則、2?術(shù)語、3?取水口位置選擇、4?含藻水給水處理、5?應(yīng)急處理。
本規(guī)范修訂的主要技術(shù)內(nèi)容有：增加了術(shù)語、預(yù)處理、混凝、活性炭吸附、膜處理、含藻水水源水質(zhì)突發(fā)污染時的應(yīng)急處理以及藻毒素等有關(guān)規(guī)定。
本規(guī)范中以黑體字標志的條文為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。
本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部負責管理和對強制性條文的解釋，由中國市政工程中南設(shè)計研究總院負責具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見和建議，請將相關(guān)資料寄送中國市政工程中南設(shè)計研究總院?(地址：湖北省武漢市解放公園路41號，郵編430010)?。
本規(guī)范主編單位?：中國市政工程中南設(shè)計研究總院
本規(guī)范參編單位?：廣州市市政工程設(shè)計研究院
清華大學
本規(guī)范主要起草人員?：李樹苑??陳才高??隨??軍??劉文君??劉海燕??楊文進
孫志民??吳瑜紅??付??樂??雷培樹??王占生??汪傳新張懷宇??周建華??王廣華??劉國祥??王早文
本規(guī)范主要審查人員?：吳濟華?郄艷秋?楊??開?馬??軍?熊水英?張??竑
姜應(yīng)和?陶??濤?于水利?徐山源?呂躍進

目次
1????總則????1
2????術(shù)語????2
3????取水口位置選擇????3
4????含藻水給水處理????4
4.1?一般規(guī)定????4
4.2?預(yù)處理????4
4.3?混凝、沉淀（澄清）????5
4.4?氣浮????5
4.5?過濾????6
4.6?活性炭吸附????7
4.7?膜處理????7
4.8?消毒????8
5????應(yīng)急處理????9

附錄A??藻數(shù)量的測定方法????10
本規(guī)范用詞說明????12
引用標準名錄????13
附：條文說明????14

總則
1.0.1?為提高含藻水給水處理設(shè)計水平，達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、供水水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749的目標，特制定本規(guī)范。
1.0.2?本規(guī)范適用于以含藻的湖泊、水庫或河流為水源的給水處理設(shè)計。
1.0.3?水源水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》GB3838和現(xiàn)行行業(yè)標準《生活飲用水水源水質(zhì)標準》CJ3020的有關(guān)規(guī)定，且應(yīng)在設(shè)計枯水位時能夠取到符合水源水質(zhì)標準的設(shè)計水量。選擇水源時，應(yīng)調(diào)查水源水的含藻量、富營養(yǎng)化程度和有關(guān)水質(zhì)的變化情況。
1.0.4?含藻水給水處理應(yīng)避免破壞藻類細胞壁，控制藻毒素的升高，保障飲用水的安全。
1.0.5?含藻水給水處理設(shè)計除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。

術(shù)語
2.0.1?含藻水??algae?water
藻類及其它浮游生物過量繁殖、藻數(shù)量大于100萬個/L或足以妨礙混凝、沉淀和過濾正常運行的水源水。
2.0.2??藻渣?algae?scum
氣浮池分離室水面上藻的浮渣。
2.0.3?水華?water?blooms
藻類過度繁殖導致水質(zhì)惡化的一種生態(tài)現(xiàn)象。
2.0.4?高效沉淀池?high?efficiency?settler
由機械混凝和斜管（板）沉淀構(gòu)成、采用污泥外回流并具有較高液面負荷的沉淀池。
2.0.5翻板濾池??shutter?filter
以反沖洗排水舌閥（板）代替反沖洗排水閥的過濾形式。反沖洗排水舌閥（板）在工作過程中可0°~90°范圍內(nèi)來回翻轉(zhuǎn)。沖洗采用氣水沖洗、具有反沖洗時不排水特點的快濾型濾池。

取水口位置選擇
3.0.1??取水口應(yīng)位于含藻量較低、水深較大或水域開闊的位置；不應(yīng)設(shè)在水華頻發(fā)區(qū)域、高藻期間主導下風向的凹岸區(qū)。
取水口應(yīng)遠離天然湖岸、泥沙淤積區(qū)。?取水口的位置應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》HJ/T338的規(guī)定，一級保護區(qū)域范圍內(nèi)不應(yīng)有排水口和入湖河口。
3.0.2??湖泊、水庫的水深大于10m時，應(yīng)根據(jù)季節(jié)性水質(zhì)沿水深的垂直分布規(guī)律，在表層水以下分層取水。
3.0.3??設(shè)計最低水位時取水口上緣的淹沒深度，應(yīng)根據(jù)表層水的含藻量、漂浮物和冰層厚度確定，不宜小于1m。
3.0.4??取水口下緣距湖泊、水庫底的高度，應(yīng)根據(jù)底部淤泥成分、泥沙沉積和變遷情況以及底層水質(zhì)等因素確定，不宜小于1m。

含藻水給水處理
4.1?一般規(guī)定
4.1.1?含藻水給水處理工藝流程的選擇及構(gòu)筑物的選型，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)或相似水廠的經(jīng)驗，通過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定，必要時可通過試驗確定。
4.1.2?含藻水給水處理工藝流程一般有以下幾種。
1?原水—預(yù)處理—混凝—沉淀（澄清）—氣浮—過濾—消毒
2?原水—預(yù)處理—混凝—氣浮或沉淀（澄清）—過濾—消毒
3?原水—預(yù)處理—常規(guī)處理（混凝、氣浮或沉淀（澄清）、過濾）—深度處理（活性炭吸附、臭氧-生物活性炭、超（微）濾）—消毒
4?原水—預(yù)處理—混凝—氣浮或沉淀（澄清）—超（微）濾—消毒
4.1.3?含藻水水源的水廠不宜采用微絮凝直接過濾工藝。
4.4.4?以含藻水為水源的水廠不宜采用微絮凝直接過濾工藝。
4.4.5?藻數(shù)量的測定應(yīng)符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定。藻毒素的測定應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《水中微囊藻毒素的測定》GB/T20466的規(guī)定。

4.2?預(yù)處理

4.2.1?以含藻水為原水的水廠應(yīng)設(shè)置預(yù)處理。結(jié)合水源水質(zhì)特點，預(yù)處理可采用化學預(yù)氧化、粉末活性炭吸附或生物氧化等工藝。
4.2.2?預(yù)氧化的氧化劑應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)、規(guī)模、凈水工藝等條件選擇氯、臭氧、高錳酸鹽、二氧化氯等。投加的預(yù)氧化藥劑不得影響水廠出廠水水質(zhì)，并符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設(shè)計規(guī)范》GB50013的規(guī)定。
4.2.3?預(yù)氧化藥劑投加點可選擇在水源廠（站）、凈水廠。宜優(yōu)先選擇在水源廠（站）投加預(yù)氧化藥劑，充分利用原水輸送的接觸時間。在水廠內(nèi)投加預(yù)氧化藥劑時，應(yīng)避免各種藥劑之間的相互影響。
4.2.4預(yù)氧化藥劑投加量應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)、凈水工藝、預(yù)氧化目標以及水質(zhì)安全等條件確定。
4.2.5?預(yù)氧化劑與待處理水應(yīng)保證有足夠的接觸時間。
4.2.6?含藻水水源在短時間內(nèi)有異嗅或藻毒素較高時，可采用粉末活性炭吸附。粉末活性炭投加點和用量，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)及試驗確定。粉末炭一般投加到原水中，并充分混合；投加量可為(10～30)mg/L。
4.2.7?人工填料生物預(yù)處理的進水應(yīng)有較好的生物可降解性，BOD5/COD的比值宜大于0.2。原水的藻數(shù)量、耗氧量、氨氮濃度較高，且水溫不低于5℃的含藻水，可根據(jù)試驗結(jié)果，采用生物預(yù)處理。
4.2.8?人工填料生物接觸氧化的水力停留時間宜為(1.5～2.5)h，曝氣的氣水比宜為1:1～2:1。
4.2.9?下向流顆粒濾料生物濾池的主要參數(shù)宜滿足下列要求：
1?濾料粒徑(2～5)mm、濾料厚度2m、濾速(4～6)m/h；
2?氣水比宜為0.8:1～1.5:1，可采用穿孔管曝氣、氣水沖洗；
3?氣水反沖洗強度宜為：水(10～15)L/(m2·s)，氣(10～20)L/(m2·s)。

4.3?混凝、沉淀（澄清）
4.3.1?混合及絮凝池設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設(shè)計規(guī)范》GB50013的有關(guān)規(guī)定。對氣浮池前的混凝時間可少于沉淀工藝，一般為(5～15)min。
4.3.2?平流沉淀池的表面負荷宜為(1.0～2.0)m3/(m2．h)，水平流速宜采用(6.0～10.0)mm/s，沉淀時間宜為(4.0～2.0)h。當原水渾濁度較低時，沉淀時間宜采用較高值。
4.3.3?上向流斜管沉淀池的液面負荷宜采用(5.0～6.5)m3/(m2.h)。
4.3.4?澄清池清水區(qū)的液面負荷宜采用(2.0～3.0)m3/(m2.h)。
4.3.5?高效沉淀池清水區(qū)的液面負荷可選擇(10～25)m3/(m2.h)。

4.4?氣浮
4.4.1?氣浮池接觸室的上升流速宜為(10～20)mm/s?，分離室的向下流速可采用(1.5～2.0)mm/s，即分離室液面負荷可為(5.4～7.2)m3/(m2.h)。
4.4.2氣浮池的單格寬度不宜超過?10m；池長不宜超過15m?；有效水深可采用?(2.0～3.0)m。
4.4.3?氣浮池應(yīng)設(shè)置排泥、排渣設(shè)施。
4.4.4?溶氣罐位置宜靠近氣浮池。溶氣壓力可采用(0.2～0.4)MPa。溶氣水回流比一般宜為(6～10)%，含藻量高時，可采用（11～15）%。
4.4.5?氣浮池的藻渣必須全部收集，嚴禁直接排入水體，并應(yīng)按照無害化的要求進行處理與處置。

4.5?過濾
4.5.1?濾池的濾料組成及濾速，可按照表4.5.1選用。濾池的承托層應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設(shè)計規(guī)范》GB50013的有關(guān)規(guī)定，其中單層石英砂濾料、雙層濾料的承托層之上應(yīng)鋪設(shè)粒徑(1～2)mm、厚度50mm的石英砂。
表4.5.1??濾池濾料的組成及濾速
濾料種類????濾料參數(shù)及組成????正常濾速(m/h)????強制濾速(m/h)
粒徑（mm）????不均勻系數(shù)(K80)????厚度(mm)
單層石英砂濾料????0.7～1.0????＜1.4????900????5～7????7～10
均勻級配單層石英砂粗砂濾料????0.9～1.25????<1.3????1200～
1500????6～8????8～11
雙層濾料????無煙煤????0.8～1.8????＜1.8????450????6～8????8～12
石英砂????0.5～1.0????＜1.7????400
三層濾料????無煙煤????0.8～1.8????＜1.8????500????8～12????12～14
石英砂????0.5～0.8????＜1.5????270
高密度礦石????0.25～0.5????＜1.7????80
注：濾料的密度（g/cm3）：無煙煤1.4～1.6；石英砂2.6～2.65；高密度礦石4.4～5.2。
4.5.2?采用單獨水沖洗的濾池，水沖洗的強度及時間宜符合表4.5.2-1的規(guī)定。采用氣水沖洗的濾池，沖洗強度及時間宜符合表4.5.2-2的規(guī)定。
表4.5.2-1??水沖洗的強度及時間
濾料種類????沖洗強度[L/(m2.s)]????膨脹率(%)????沖洗時間(min)
單層石英砂濾料????13～15????45????8～6
雙層濾料????14～16????50????8～6
三層濾料????16～17????50????8～6

表4.5.2-2??氣水沖洗的強度及時間
濾料種類????先氣沖洗????氣水同時沖洗????后水沖洗????表面掃洗
強度[L/(m2·s)]????時間
(min)????氣強度
[L/(m2·s)]????水強度
[L/(m2·s)]????時間
(min)????強度
[L/(m2·s)]????時間
(min)????強度
[L/(m2·s)]????時間
(min)
單層石英砂濾料????15～20????4～2????—????—????—????8～10????8～6????—????—
均勻級配單層石英砂粗砂濾料????13～17????3～2????13～17????3～4????4～3????4～8????9～6????1.4～2.3????全程
雙層濾料????15～20????4～2????—????—????—????6.5～10????7～6????—????—

4.6?活性炭吸附
4.6.1?活性炭應(yīng)根據(jù)水質(zhì)與被吸附污染物特點，選擇具有較強的吸附性能、機械強度高、化學性質(zhì)穩(wěn)定以及再生后性能恢復(fù)好等特性的顆?；钚蕴?。采用煤質(zhì)顆粒活性炭時，顆?；钚蕴苛健⑻匦詤?shù)以及質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。
4.6.2?顆?；钚蕴繛V池的炭層厚度宜為(1.5～2.5)m，空床濾速宜為(7.5～15)m/h，接觸時間不宜小于10min。
4.6.3?顆粒活性炭濾池的反沖洗應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設(shè)計規(guī)范》GB50013的有關(guān)規(guī)定。除翻板濾池可采用氣水同時反沖洗外，其他池型不宜采用氣水同時反沖洗。

4.7?膜處理
4.7.1?含藻水給水處理的膜處理單元可采用微濾或超濾。
4.7.2?膜處理單元的形式及膜孔徑的大小宜根據(jù)水質(zhì)、處理目標及經(jīng)濟條件等因素確定。
4.7.3?膜通量選擇應(yīng)考慮工藝流程、設(shè)計水溫、水質(zhì)、運行時間、運行穩(wěn)定性及經(jīng)濟等因素合理確定。設(shè)計膜通量壓力式宜小于65L/(m2?h)，浸沒式宜小于40?L/(m2?h)。膜處理系統(tǒng)的水回收率宜大于95%。
4.7.4?膜單元應(yīng)進行沖洗及定期化學清洗。
4.7.5膜單元化學清洗的廢液嚴禁直接排入水體，必須按照無害化的要求進行處理與處置。

4.8?消毒
4.8.1?出廠水消毒應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設(shè)計規(guī)范》GB50013的有關(guān)規(guī)定。
4.8.2?出廠水及管網(wǎng)水的消毒副產(chǎn)物濃度必須符合現(xiàn)行國家標準《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749的有關(guān)規(guī)定。

應(yīng)急處理
5.0.1?以含藻的湖泊、水庫或河流為水源的水廠，宜在現(xiàn)行行業(yè)標準《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)程》HJ/T338規(guī)定的一級保護區(qū)邊界選擇水質(zhì)敏感點，設(shè)置水質(zhì)突發(fā)性污染的預(yù)警設(shè)施。預(yù)警可采用水質(zhì)模型或生物預(yù)警等形式。
5.0.2?湖泊、水庫水源取水口半徑100m范圍內(nèi)，可設(shè)置攔截設(shè)施（濾布）或其他形式的水華物理隔離區(qū)，并應(yīng)采取機械撈藻等措施。
5.0.3以湖泊、水庫或含藻的河流為水源的水廠，宜在水源廠（站）或水廠設(shè)置投加預(yù)氧化劑及粉末活性炭的設(shè)施。預(yù)氧化劑和粉末活性炭投加量可根據(jù)水質(zhì)和試驗確定。
5.0.4?取水口所在水域發(fā)生水華，致使出廠水含藻量大幅升高、異嗅異味嚴重時，除采取緊急措施加強水廠運行管理外，還應(yīng)同時加大水處理中的預(yù)氧化劑、混凝劑、助凝劑（聚丙烯酰胺等）、粉末活性炭的投加量，并調(diào)節(jié)混凝時水的pH值至6.5～7.0。

附錄A??藻數(shù)量的測定方法
A.0.1?樣品制備應(yīng)符合下列規(guī)定：
1?將含藻水水樣搖勻后倒入1000mL筒形分液漏斗中至1000mL刻度處；
2?加入30mL魯哥氏液（Lugols?solution）搖勻固定，靜沉24h后，用虹吸管吸出上清液，直至筒形分液漏斗中剩下(20~25)mL的濃縮液；
3將濃縮液搖勻后移入到50mL帶刻度的定量瓶中，然后用吸出的上清液少許沖洗筒形分液漏斗三次，每次的沖洗液一并移入上述定量瓶中；
4讀取濃縮液體積V。
A.0.2?樣品提取應(yīng)符合下列規(guī)定：
1以左右平移的方式搖動定量瓶200次后立即用0.1mL的移液管從中兩次各吸出0.1mL的樣品，分別注入兩片容積均為0.1mL的計數(shù)框中，蓋上蓋玻片；
2?計數(shù)框內(nèi)不得有氣泡，樣品不得溢出計數(shù)框。
A.0.3?樣品計數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：
1在10×40或8×40倍顯微鏡下進行計數(shù)。
2?計算應(yīng)采用下列公式：
1）?目鏡視野法計數(shù)公式

(A.0.3-1)
式中：
N—1升水中的藻數(shù)量（個/L）；
C—計數(shù)框面積（mm2）；
V—1升水樣沉淀濃縮后移入50mL定量瓶中溶液的體積（mL）；
Fs—每個視野的面積（mm2）；
Fn—每片計數(shù)過的視野數(shù)；
Pn—每片通過計數(shù)實際數(shù)出的藻數(shù)量。
.2）?行格法計數(shù)公式
行格計數(shù)法可對計數(shù)框中的2、5、8行或2、5、8列進行計數(shù)?。
(A.0.3-2)
式中：
N—1升水中的藻數(shù)量（個/L）；
V—1升水樣沉淀濃縮后移入50mL定量瓶中溶液的體積（mL）；
R—實際計數(shù)的行數(shù)或列數(shù)；
Pn—每片通過計數(shù)實際數(shù)出的藻數(shù)量。
3??同一標本的兩次計數(shù)值如在其算術(shù)平均值±10%范圍內(nèi)，則該算術(shù)平均值視為計數(shù)結(jié)果，否則，重新提取樣品計數(shù)。
A.0.4?藻數(shù)量的快速測定應(yīng)符合下列規(guī)定：
1當藻類爆發(fā)或其他緊急情況需快速測定藻數(shù)量時，可采用本方法；
2?取1000mL水樣通過孔徑為(0.020～0.035)mm的浮游生物網(wǎng)，用少量蒸餾水沖洗篩網(wǎng)，沖洗液收集于50mL帶刻度的定量瓶中，然后加入0.5mL魯哥試劑，讀取濃縮液體積V；
3采用本規(guī)范附錄A?第A.0.2條?、第A.0.3條?的規(guī)定進行樣品提取和計數(shù)。

文獻原文：http://wenku.baidu.com/view/ed1a7848be1e650e52ea9924.html

在海洋和淡水水體中，由于富營養(yǎng)化程度的加劇，藻類過量繁殖形成水華和赤潮，從而影響和改變水體的理化性質(zhì)，并且能直接或間接引起食藻動物的大量死亡。傳統(tǒng)的治理方法如機械除藻，高頻電磁脈沖以及利用除草劑等方法，常受到成本和環(huán)境安全性問題等諸多因素的限制。相比之下，生物控藻技術(shù)成本低、安全性好，其中溶藻細菌因其較高的除藻效力，成為防治水華和赤潮的一個新方向。溶藻細菌(algae-lysing bacteria)，作為水生生態(tài)系統(tǒng)中生物種群結(jié)構(gòu)和功能的一個重要組成部分，對水華和赤潮的控制、維持藻類生物量的平衡有非常重要的作用，它們對浮游植物的溶解作用也可能是調(diào)節(jié)水生生態(tài)系統(tǒng)中初級生產(chǎn)力的一個重要因素。水華和赤潮的突然消亡可能與溶藻細菌的感染有關(guān)。溶藻細菌作為水華和赤潮防治的生物，引起了國內(nèi)外不少學者的關(guān)注，近年來國外不斷分離出新的溶藻細菌。相對而言，國內(nèi)報道較少。近十多年來幾乎處于停滯狀態(tài)。鑒于此，作者根據(jù)國內(nèi)外的最新研究成果，從溶藻細菌的種類、作用方式及機理、篩選與分離、溶藻菌的測定、溶藻效果的評價等方面作一綜合概述。

1 溶藻細菌研究概況

所謂溶藻細菌是一類以直接或間接方式抑制藻類生長，或殺死藻類、溶解藻細胞的細菌的統(tǒng)稱。溶藻細菌的研究在國外已有數(shù)十年歷史。早在1924年，Ceitler報道一種粘細菌Polyangium parasitium寄生在剛毛藻Cladophora上，使藻死亡。國內(nèi)外文獻中曾報道過的溶藻細菌種類不一，主要有：粘細菌、噬胞菌屬、纖維弧菌屬、節(jié)桿菌、屈撓細菌屬、蛭弧菌、黃桿菌屬、弧菌、腐生螺旋體屬、假單胞菌、鞘氨醇單胞菌屬、交替單胞菌、交替假單胞菌等。這些細菌多為革蘭氏陰性菌，它們的作用對象比較廣泛，既有藍藻，也有硅藻和甲藻。

2 溶藻細菌的作用方式及機理

研究溶藻細菌的作用方式不僅可以了解溶藻細菌的作用機制，而且可以為分離和研制高效的殺藻劑提供理論指導。溶藻細菌的作用方式一般分為兩種：一是直接溶藻，即直接進攻宿主，它需要細菌與溶藻細胞直接接觸，甚至侵入藻細胞內(nèi)。Shilo M最早報道了粘細菌對藍藻的直接溶解作用，史順玉等發(fā)現(xiàn)的菌株也是直接溶藻。二是間接溶藻，即間接進攻宿主，主要包括細菌同藻競爭有限營養(yǎng)或細菌分泌胞外物質(zhì)溶藻。其中分泌胞外物質(zhì)溶藻文獻報道較多，是溶藻細菌的主要作用方式。溶藻細菌可以通過釋放特異性或非特異性的胞外物質(zhì)，如蛋白質(zhì)，羥胺，抗生素，多肽，氨基酸等殺死藻細胞。報道間接溶藻作用的主要有彭超、Lee Sun-og和 Imamura等。

溶藻細菌對藻細胞作用的可能機理主要有以下5種：直接接觸溶藻、釋放殺藻物質(zhì)、細菌與藻競爭營養(yǎng)物、形成菌膠膜及進入藻細胞內(nèi)殺滅藻細胞。

2.1直接接觸溶藻

一些溶藻菌直接與藻細胞接觸，通過釋放可溶解纖維素的酶而消化藻細胞的細胞壁，進而逐漸溶解整個藻細胞。如前所述的黏細菌對藍藻、魚腥藻、束絲藻、微囊藻以及多種顫藻的溶解作用;噬胞菌屬和腐生螺旋體屬能夠特異性地與橫裂甲藻和硅藻接觸，溶解藻細胞等均屬直接接觸溶藻。

2.2釋放殺藻物質(zhì)

細菌可以通過釋放特異性或非特異性的胞外物質(zhì)殺死藻細胞，目前報道的細菌殺藻物質(zhì)主要有蛋白質(zhì)、多肽類物質(zhì)以及抗生素。這類細菌常見的有弧菌、假單胞菌、黃桿菌、交替單胞菌、假交替單胞菌等。

2.3細菌與藻競爭營養(yǎng)物

有些細菌可通過C、N、P、K等物質(zhì)與藻類產(chǎn)生直接或間接的聯(lián)系。如芽孢桿菌的生長需要氮磷等物質(zhì)的營養(yǎng)支持，從而會使水體中的氮磷含量下降，進而使水體無法滿足微囊藻的生長需要。同時芽孢桿菌還可以微囊藻藻體作為源加以利用;另外部分真菌和放線菌也會同藻類搶奪有限的營養(yǎng)物質(zhì)，抑制藻類的生長。

2.4形成菌膠膜

如腐敗菌、亞硝酸菌、大腸桿菌、枯草桿菌等大量出現(xiàn)時，單細胞藻類培養(yǎng)物會產(chǎn)生沉淀而顏色變黃，同時發(fā)生化學變化而發(fā)出氨臭味;另一方面，可在靜止的水面集結(jié)形成菌膠膜，有礙氣體交換和光線的透射，導致水環(huán)境惡化，致使藻類死亡。

2.5進入藻細胞內(nèi)殺死藻細胞

這種溶藻方式極其少見，有人從水華銅綠微囊藻中分離出一種類似蛭弧菌的細菌，這種細菌能夠進入銅綠微囊藻的細胞并使藻細胞溶解。

3 溶藻細菌篩選與分離鑒定

目前，溶藻細菌篩選主要有兩種方法：一是利用液體感染的方法進行分離;另一種是利用固體感染的方法進行分離。國內(nèi)外溶藻細菌一般分離自因富營養(yǎng)化而發(fā)生水華或赤潮的湖泊及海洋，大多為革蘭氏陰性菌。由于溶藻細菌在自然水體中存在的比率比較低，故采用傳統(tǒng)的方法需要濃縮大量水樣，耗時長且很難獲得理想溶藻細菌，與將來工程實際應(yīng)用相距甚遠。PCR技術(shù)可以快速、靈敏、選擇性地擴增微量的DNA片段，16S rRNA序列分析可以揭示微生物種群間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，利用PCR技術(shù)、細菌的16S rRNA序列分析技術(shù)，直接分析具有溶藻效果的樣品中細菌類屬和親緣關(guān)系，根據(jù)分析結(jié)果選擇合適的培養(yǎng)基和方法進行分離培養(yǎng)，能夠克服部分溶藻細菌不易培養(yǎng)的弊端，有利于分離更多的溶藻細菌和更全面地了解水環(huán)境中的藻菌關(guān)系。實際上，國內(nèi)對溶藻細菌的研究僅處于起步階段，在分子生物學水平上對溶藻細菌的研究尚未涉及。因此，尋找溶藻細菌分離源，實現(xiàn)短時間內(nèi)分離篩選獲得所需菌株，對溶藻細菌的深人研究及應(yīng)用具有重要意義。

4 溶藻菌的測定及溶藻效果評價

4.1 溶藻菌的測定

常規(guī)用于微生物檢驗的生理生化方法由于較難檢測與判斷細菌在空間與時間上的分布，又由于溶藻細菌在自然水體中含量較低，故該類方法不適宜對環(huán)境中溶藻菌進行測定。目前發(fā)展的溶藻菌在天然水環(huán)境中時間與空間分布的檢驗方法主要集中在分子生物學技術(shù)方面。

4.1.1實時定量PCR法

采用實時定量PCR技術(shù)可定量檢測目標溶藻菌如銅綠假單胞菌、芽孢桿菌、交替假單胞菌等的含量與分布。其原理為運用該細菌屬的特異性引物，快速檢測出目標細菌DNA模板在總DNA模板中的比例，進而推算出目標細菌在樣本中的豐度。

4.1.2 PCR-變性梯度凝膠電泳法

采用PCR-變性梯度凝膠電泳技術(shù)(PCR-DGGE)測定時，不用對細菌進行富集培養(yǎng)，可根據(jù)條帶的多少以及明亮程度來判斷細菌的多樣性以及優(yōu)勢菌群，能夠較為準確客觀地反映實際環(huán)境樣本中的細菌時空分布情況。

4.1.3熒光原位雜交法

熒光原位雜交法(FISH)快速便捷，不僅可以定性，而且可以對環(huán)境中的細菌進行直接計數(shù)，為研究細菌類群的空間分布和數(shù)量分布提供了有效的檢測工具。但該法要求環(huán)境樣品中的待測細菌有較高的濃度，并且對于罕見的核酸序列，熒光探針造價較高。

4.2溶藻效果評價

目前篩選溶藻細菌，對溶藻細菌溶藻效果的評價主要從以下幾個方面進行：藻液顏色變化;顯微鏡觀察藻細胞的形態(tài)特征變化;藻細胞生物量測定;還有通過測定光合效能、丙二醛含量等方法判定細菌溶藻效果。若藻液黃化、藻細胞發(fā)生破碎、葉綠素含量下降、光合效能降低以及丙二醛含量增高等，均說明供試細菌具有溶藻能力。

5 以菌治藻需考慮的問題

利用溶藻細菌治理水華，可使水環(huán)境保持生態(tài)平衡，從而達到防止赤潮的目的。但在以菌治藻的工程實施之前還有大量的工作要開展：

5.1 殺藻作用與細菌的種屬特異性的關(guān)系。雖然細菌殺藻的現(xiàn)象普遍存在于淡水與海水中，但有時又具有明顯的種屬特異性。深見公雄等研究細菌的抑藻作用時發(fā)現(xiàn)，黃桿菌Flavobactereum sp.對裸甲藻Gymnodinium nagasakiense具有強烈的抑制和殺滅作用，而對Chattonella;Heterosigina akashiwa和骨條藻Skeletonima costatum均無效。這表明該細菌對G.nagasakiense的殺滅作用是專一的。這種情況雖然沒有更多的報道，但無疑菌種選擇對防治效果而言是關(guān)鍵所在。對不同藻類引起的赤潮要采用不同的細菌，最合適的菌株應(yīng)該是抑藻強烈而選擇性高的種類，并且對魚類和其他動物無害。

5.2 關(guān)于投放細菌的量即細菌密度。細菌抑藻有一定的閾值密度，低于這個密度抑藻作用就不會發(fā)生。如Flavobactereum sp.抑制Gymnodinium nagasakiense，當細菌密度大于100 000時才會有明顯殺藻作用。即時同樣的細菌，對不同藻類也有不同的閾值密度。如Shigeki Sawyama等研究細菌殺藻作用，發(fā)現(xiàn)一種革蘭氏陰性菌NT4可抑制萊茵衣藻Chlamydomonas reinhardtii的接合反應(yīng)。這種細菌也可抑制有毒甲藻Alexandrium catenella的休眠接合子結(jié)構(gòu)，但需要的濃度是抑制萊茵衣藻的128倍。所以細菌的量要足夠大才可產(chǎn)生預(yù)期的殺藻效果。

5.3 細菌投放的時間。在赤潮發(fā)生和演替的過程中，自然菌群的組成也發(fā)生著巨大變化，對赤潮藻也有著不同的作用。如長崎裸甲藻Gymnodinium nagasakiense赤潮的開始階段，菌群對其生長有促進作用，而赤潮消亡時期，則表現(xiàn)為抑制作用。若在赤潮已形成后的早期投放細菌，勢必投入大量抑藻細菌才可改變菌群組成以達到抑藻目的;若在赤潮后期投放細菌，則不需太多的量，也可比較有效地促進赤潮的消亡。最恰當?shù)姆椒ㄊ嵌ㄆ跈z測海洋菌群的組成，如果發(fā)現(xiàn)其多樣性下降(這往往是赤潮的先兆)，立即投放多種抑藻細菌，以維持海洋生態(tài)環(huán)境的生態(tài)平衡，防患于未然。

5.4 海水影響程度。諸多研究表明，細菌的殺藻作用與水環(huán)境營養(yǎng)濃度有密切關(guān)系。有些細菌的殺藻作用是通過與藻類競爭有限的營養(yǎng)物而使藻細胞餓死。這樣的水體中，營養(yǎng)物濃度不會過高。而有些細菌的殺藻作用只有在營養(yǎng)豐富的基質(zhì)中才會發(fā)生，如粘細菌的赤潮(這是較為常見的)，就不能不考慮那里的營養(yǎng)程度是否足以為粘細菌殺藻提供可能，如果營養(yǎng)很貧乏，就不能采用粘細菌來防治這樣的赤潮。

6 細菌防治的可能途徑

6.1 必須分離出對水華及赤潮藻類有特殊抑制效果的菌株。在實驗室檢測其抑藻效果，測量其最低抑藻濃度等有關(guān)指標，對每種細菌建立一個檔案，保存起來以備使用。

6.2 細菌或細菌抑藻因子的大量生產(chǎn)。可采用發(fā)酵罐大量繁殖抑藻細菌;也可采用基因工程手段，將細菌中產(chǎn)生抑藻因子的基因引入工程菌如大腸桿菌進行大規(guī)模生產(chǎn)。

6.3 細菌的投放。大量生產(chǎn)的抑藻菌或抑藻物質(zhì)制成水劑或片劑，隨時可根據(jù)需要投放于水體中。若赤潮已發(fā)生，則投入抑藻物質(zhì);若赤潮尚未發(fā)生，則投入抑藻菌以維持海洋菌群的平衡。

水華和赤潮的爆發(fā)是多種因素綜合作用的結(jié)果，經(jīng)驗表明，僅靠一種治理方案往往難以取得理想效果。以菌治藻作為水華和赤潮生物防治的一個新對策，尚需其他治理方案的配合，而且還有許多方面值得考慮和進一步探索。只有在生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的基礎(chǔ)上以菌治藻，才是溶藻細菌防治水華和赤潮的最佳選擇。