遮光處理對微藻繁殖及其水質(zhì)指標(biāo)的影響

湯坤賢，宋 暉，姜德剛，孫元敏，蔡鷺春，陳 珊，涂武林

（1.自然資源部第三海洋研究所，福建 廈門 361005； 2.福建省海洋生態(tài)保護(hù)與修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門361005； 3.自然資源部海洋生態(tài)保護(hù)與修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361005； 4.自然資源部海峽西岸海島海岸帶生態(tài)系統(tǒng)野外科學(xué)觀測與研究站，福建 漳州 363216； 5.山東大學(xué)，山東 濟(jì)南 250100； 6.自然資源部海島研究中心，福建 平潭 350400）

0 引言

近年來，大量富含氮（N）、磷（P）的廢水排放使得水體中N，P 含量超標(biāo)，導(dǎo)致了水體的富營養(yǎng)化頻繁發(fā)生[1]。水體富營養(yǎng)化常導(dǎo)致微藻爆發(fā)性繁殖或聚集，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)水華、赤潮等災(zāi)害[2-3]。 微藻不僅具有生長速率快、 光合作用效率高、 生物質(zhì)產(chǎn)量高等特點(diǎn)，還具有高效凈化廢水中富含N，P 等污染物的功能[4-5]，可起到凈化水質(zhì)的作用。

光照和營養(yǎng)是影響微藻生長繁殖的2 個(gè)重要生態(tài)因子[6-7]。光照直接影響藻細(xì)胞內(nèi)的光合電子傳遞、代謝途徑調(diào)控、 特異性酶的酶促反應(yīng)和細(xì)胞的通透性等[8]。 有研究表明，較小的光照強(qiáng)度就可滿足微藻的快速生長[2,9-10]，但研究大多是在實(shí)驗(yàn)室較為理想的條件下開展，鮮見野外現(xiàn)場原位實(shí)驗(yàn)的報(bào)道。同時(shí)水中營養(yǎng)鹽濃度過高也可造成微藻大量繁殖。對此，常在生態(tài)塘水面設(shè)置一定水面面積的生物浮床，用來凈化水質(zhì)及通過遮光影響浮游植物的繁殖。

為研究光照對微藻生長的影響，了解微藻生長過程中對水質(zhì)的凈化效果，同時(shí)為控制水體富營養(yǎng)化，在福建省南部一個(gè)海島污水處理示范現(xiàn)場開展了現(xiàn)場遮光實(shí)驗(yàn)。 該生態(tài)塘中處理設(shè)施采用“厭氧—人工濕地—生態(tài)塘”的處理工藝，處理污水量為34 t/d，在調(diào)試運(yùn)行過程中出現(xiàn)過微藻大量繁殖的情況。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與處理

取11 L 生態(tài)塘出口的水，經(jīng)10 μm 的絲絹過濾后加50 L 人工濕地出水和50 L 井水混合均勻，再均分至48 個(gè)塑料桶 （用內(nèi)徑為16 cm 的排水管制作，高為12 cm）中，每桶水樣體積約2.3 L。將直徑為16 cm 的不透光圓形泡沫片切割成不同大小的面積（覆蓋面積分別為0，20%，40%，60%，80%，100%）覆蓋在塑料桶水面，共6 個(gè)實(shí)驗(yàn)組，每組有8 個(gè)同樣面積的塑料桶，泡沫片的敞口向東，將桶置于生態(tài)塘邊緣水中，桶的上緣高度略高于生態(tài)塘水面，保持桶中的水溫與生態(tài)塘表面水溫基本一致。

試驗(yàn)從9月22日下午17:00 開始至9月26日下午17:00 結(jié)束，共進(jìn)行5 d。 試驗(yàn)期間白天每隔1 h監(jiān)測1 次光強(qiáng)。 每天下午17:00 左右，對每個(gè)處理水樣的溫度、pH 值、DO、DO 飽和度、 鹽度等指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場速測。 并從每個(gè)實(shí)驗(yàn)組分別取2 桶水樣回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行氨氮（NH3-N）、亞硝酸鹽氮（NO2--N）、硝酸鹽氮（NO3--N）、無機(jī)磷（DIP）和葉綠素a（Chl-a）、細(xì)菌、病毒、糞大腸菌群等指標(biāo)的室內(nèi)分析測定。

對混合后的初始水樣同樣開展現(xiàn)場速測，并取2 份初始水樣置于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)常溫避光培養(yǎng)，至第5天試驗(yàn)結(jié)束時(shí)進(jìn)行室內(nèi)分析測定。

1.2 測定方法

（1）采用德國WTW 公司生產(chǎn)的速測儀對溫度、pH 值、DO、DO 飽和度和鹽度指標(biāo)進(jìn)行測定。

（2）從每桶水中分別取200 mL 水樣置于500 mL玻璃瓶中，每個(gè)處理各取2 份。水樣經(jīng)0.45 μm 濾膜過濾后，采用分光光度計(jì)對水中NH3-N，NO2－－N，NO3－－N，DIP 進(jìn)行室內(nèi)分析測定；采用熒光光度計(jì)對Chl-a 進(jìn)行測定。

（3）采用無菌采樣袋現(xiàn)場采集水樣后置于冰盒中，用濾膜法培養(yǎng)糞大腸菌群后對其測定。

（4）水樣經(jīng)10 μm 的絲絹過濾后，各取濾液2 mL 于2 支凍存管中，每支管中加20 μL 戊二醛，并用記號筆標(biāo)明編號與日期，存于冰盒冷凍保存，采用流式細(xì)胞儀分析測定水樣中的細(xì)菌和病毒。

2 結(jié)果分析

2.1 水體顏色

實(shí)驗(yàn)過程中水溫為26 ～29 ℃，鹽度為0.5 ～0.6。 不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組水體顏色呈顯著變化，試驗(yàn)第2 天各實(shí)驗(yàn)組的水體顏色開始變綠，水體顏色隨遮光率增加逐漸變淡，而相同遮光率實(shí)驗(yàn)組的水色隨時(shí)間變化逐漸加深，至第5 天實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)顏色最深，各實(shí)驗(yàn)組的水色也隨遮光率增加逐漸變淡。

2.2 主要水質(zhì)指標(biāo)

（1）DO 濃度

試驗(yàn)開始后，DO 濃度隨著水中微藻的繁殖迅速上升，第2 天不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組水中DO 濃度變化見圖1。

圖1 第2 天不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組水中DO 濃度變化

由圖1 可知，試驗(yàn)第2 天DO 質(zhì)量濃度最大值（14.30 mg/L）為遮光率為0 的實(shí)驗(yàn)組，DO 飽和度為186.0%；隨遮光率的增大DO 濃度下降，透光的實(shí)驗(yàn)組水中DO 質(zhì)量濃度均大于10.5 mg/L，DO 飽和度均大于135.0%； 遮光率為100%實(shí)驗(yàn)組水中DO 平均質(zhì)量濃度為2.39 mg/L，DO 飽和度為31.0%，說明完全遮光的實(shí)驗(yàn)組水中DO 濃度明顯低于其它透光實(shí)驗(yàn)組。 第3 天遮光率為0 ～60%的實(shí)驗(yàn)組水中DO質(zhì)量濃度均大于15 mg/L，超過儀器的測量范圍；遮光率為80%的實(shí)驗(yàn)組水中DO 質(zhì)量濃度為12.35 mg/L，DO 飽和度為155.6%。試驗(yàn)第4 天和第5 天遮光率為0 ～80%的實(shí)驗(yàn)組水中DO 質(zhì)量濃度均大于15 mg/L，遮光率為100%的實(shí)驗(yàn)組第4 天水中DO質(zhì)量濃度為4.48 mg/L，DO 飽和度為57.3%；試驗(yàn)第5 天其水中DO 質(zhì)量濃度為8.08 mg/L，DO 飽和度為104.5%。結(jié)果顯示，在儀器測量范圍內(nèi)，不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組水中DO 濃度隨遮光率的增加而減?。幌嗤诠饴实膶?shí)驗(yàn)組水中DO 濃度隨時(shí)間推移逐漸增大。

因DO 是由微藻光合作用產(chǎn)生，故DO 濃度與微藻密度呈良好的正相關(guān)關(guān)系，通過DO 濃度可反映微藻的繁殖狀況，但由于DO 濃度過高超過儀器的測量范圍，故無法全面反映試驗(yàn)過程的變化情況。

（2）pH 值

試驗(yàn)表明，pH 值與DO 濃度呈良好的正相關(guān)關(guān)系，pH 值的變化情況同樣可以反映實(shí)驗(yàn)過程中不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中微藻的繁殖狀況。 試驗(yàn)期間不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中pH 值變化見圖2。

圖2 試驗(yàn)期間不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中pH 值變化

由圖2 可知，試驗(yàn)中各實(shí)驗(yàn)組中pH 值均呈逐日增大趨勢； 遮光率為100%的實(shí)驗(yàn)組中pH 值最小，且與其它實(shí)驗(yàn)組中pH 值相差較大，其它實(shí)驗(yàn)組每天的pH 值隨遮光率的增大而減小。 可見，試驗(yàn)時(shí)間越長，pH 值越大；遮光率越大，pH 值越小。

（3）NH3-N，NO3--N，NO2--N，DIN 濃度

試驗(yàn)期間不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組水中NH3-N 濃度變化見圖3。

圖3 試驗(yàn)期間不同遮光率實(shí)驗(yàn)組中NH3-N 濃度變化

由圖2 和圖3 可知，NH3-N 濃度變化趨勢與pH值相反，各實(shí)驗(yàn)組水中NH3-N 濃度隨時(shí)間推移逐漸下降，同時(shí)，遮光率越大的實(shí)驗(yàn)組水中NH3-N 濃度也越大。 試驗(yàn)第5 天，未遮光和遮光率為20%的實(shí)驗(yàn)組水中NH3-N 質(zhì)量濃度均低于0.4 mg/L；遮光率為100%的實(shí)驗(yàn)組水中NH3-N 質(zhì)量濃度略有下降，由試驗(yàn)開始時(shí)的39.80 mg/L 降至結(jié)束時(shí)的37.30 mg/L，但高于其它實(shí)驗(yàn)組。由于采用的遮光泡沫板仍有一定的透光效果，現(xiàn)場遮光率為100%的實(shí)驗(yàn)組水中有一定的光強(qiáng)，故其水中NH3-N 質(zhì)量濃度有所下降，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)為30.62 mg/L。

試驗(yàn)中各實(shí)驗(yàn)組水中DIN 濃度變化趨勢與NH3-N 濃度變化一致，具體見圖4。

圖4 試驗(yàn)期間不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組DIN 濃度變化

由圖4 可知，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組水中DIN 濃度仍然較高，遮光率分別為0 和20%的實(shí)驗(yàn)組中DIN 質(zhì)量濃度均大于3 mg/L。

污水中DIN 絕大部分由NH3-N 組成，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，人工濕地出水中的NH3-N 濃度占DIN 濃度的99%以上，試驗(yàn)第2 天和第5 天遮光率分別為0 和100%的實(shí)驗(yàn)組中DIN 組成見圖5。

圖5 不同實(shí)驗(yàn)組中DIN 組成

由圖5 可知，試驗(yàn)第2 天遮光率分別為0 和100%的NH3-N 濃度均占DIN 濃度的90%以上，說明遮光100%處理對水體中NO2--N 濃度影響不顯著； 但在遮光率為0 時(shí)，NO2--N 濃度隨著處理時(shí)間的延長而升高。2 組實(shí)驗(yàn)組水體中NO2--N 在DIN 中的占比均比NH3-N 和NO3--N 低。 隨著微藻的迅速繁殖，NH3-N 被大量消耗濃度迅速下降，但NO3--N濃度變化較小，在試驗(yàn)第5 天時(shí)，遮光率為0 的實(shí)驗(yàn)組水中NO3--N 在DIN 中占比較大，而遮光率為100%的實(shí)驗(yàn)組水中NH3-N 在DIN 中仍占90%。

試驗(yàn)第2 天（9月23日）和第5 天（9月26日）不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中NO3--N 濃度變化見圖6。

圖6 不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中NO3--N 濃度變化

由圖6 可知，試驗(yàn)第2 天和第5 天除遮光率為0 外的實(shí)驗(yàn)組水中NO3--N 濃度均略有升高。推斷原因是由于水中DO 濃度升高，部分NH3-N 發(fā)生硝化反應(yīng)向NO3--N 轉(zhuǎn)化； 試驗(yàn)第5 天遮光率為0 的實(shí)驗(yàn)組水中NO3--N 濃度略低于第2 天，推斷原因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)組水中NH3-N 被消耗殆盡后，微藻轉(zhuǎn)而吸收NO3--N，才導(dǎo)致第5 天該實(shí)驗(yàn)組水中NO3--N 濃度比第2 天略低。

（4）DIP 濃度

試驗(yàn)期間不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中DIP 濃度變化見圖7。

圖7 不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中DIP 濃度變化

由圖7 可知，試驗(yàn)期間不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中DIP 濃度與DIN 的變化趨勢基本一致； 各實(shí)驗(yàn)組中DIP 濃度隨時(shí)間推移呈逐漸下降趨勢，且遮光率越大的實(shí)驗(yàn)組中DIP 濃度越高。

2.3 微生物指標(biāo)

（1）Chl-a 濃度

試驗(yàn)期間不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中Chl-a 濃度變化見圖8。

圖8 不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中Chl-a 濃度變化

由圖8 可知，各實(shí)驗(yàn)組中Chl-a 濃度隨時(shí)間推移均呈上升趨勢； 遮光率越大的實(shí)驗(yàn)組中Chl-a 濃度越小，遮光率為0 的實(shí)驗(yàn)組中Chl-a 濃度上升最快，說明光照對微藻繁殖起關(guān)鍵作用；遮光率越大Chl-a濃度越小說明遮光對微藻繁殖有一定的抑制作用；但各實(shí)驗(yàn)組在4 d 實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)微藻迅速大量繁殖并在1 d 內(nèi)就達(dá)到水華指標(biāo)，即使完全遮光僅有微弱光線透過泡沫遮光板的實(shí)驗(yàn)組水中第5 天的Chl-a質(zhì)量濃度仍達(dá)到200 μg/L 以上，說明遮光處理對抑制微藻繁殖的作用有限，少量光照即可滿足微藻的大量繁殖需求并形成水華。

（2）細(xì)菌豐度

試驗(yàn)前（9月22日）和第5 天實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)（9月26日）細(xì)菌豐度的對比見圖9。

圖9 試驗(yàn)前、后不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中細(xì)菌豐度對比

由圖9 可知，試驗(yàn)前各實(shí)驗(yàn)組中細(xì)菌豐度均較大，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)透光的實(shí)驗(yàn)組中細(xì)菌豐度較大，遮光率為0 ～40%的實(shí)驗(yàn)組中細(xì)菌豐度大于遮光率為60%～80%的實(shí)驗(yàn)組，遮光率為100%的實(shí)驗(yàn)組中細(xì)菌豐度顯著低于其它實(shí)驗(yàn)組。 推斷原因?yàn)樵囼?yàn)前的細(xì)菌主要來源為試驗(yàn)用水的人工濕地出水中，由于人工濕地出水中DO 濃度極低，其中的細(xì)菌主要為厭氧菌或兼性細(xì)菌。試驗(yàn)開始后，隨著水中DO 濃度的升高，厭氧菌不適應(yīng)生長的環(huán)境而大量死亡，所以導(dǎo)致遮光率為100%的實(shí)驗(yàn)組中細(xì)菌豐度顯著下降； 其它實(shí)驗(yàn)組中細(xì)菌豐度升高與微藻的大量繁殖有關(guān)，微藻吸收了水中的NH3-N，DIP 等無機(jī)營養(yǎng)鹽，在生長過程中釋放出有機(jī)物也促進(jìn)了好氧細(xì)菌大量繁殖。 同時(shí)微藻死亡后也成為細(xì)菌繁殖的載體和營養(yǎng)來源。因遮光率為100%的實(shí)驗(yàn)組中Chl-a 濃度一直明顯低于其它實(shí)驗(yàn)組，故其細(xì)菌豐度也明顯低于其它實(shí)驗(yàn)組。

（3）病毒豐度

試驗(yàn)前（9月22日）和第5 天試驗(yàn)結(jié)束時(shí)（9月26日）病毒豐度對比見圖10。 由圖10 可知，試驗(yàn)前各實(shí)驗(yàn)組中病毒豐度較大，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)遮光率較小的實(shí)驗(yàn)組中病毒豐度總體大于遮光率較大的實(shí)驗(yàn)組。 推斷原因?yàn)樵囼?yàn)前實(shí)驗(yàn)組中病毒豐度大的水樣可能來自試驗(yàn)用水中的人工濕地出水； 遮光率較小的實(shí)驗(yàn)組中病毒豐度大可能與其實(shí)驗(yàn)組中微藻密度和細(xì)菌豐度較大有關(guān)； 遮光率較小的實(shí)驗(yàn)組中微藻密度和細(xì)菌豐度也較小。

圖10 試驗(yàn)前、后不同遮光率實(shí)驗(yàn)組中病毒豐度對比

（4）糞大腸菌群豐度

試驗(yàn)前、 后各實(shí)驗(yàn)組中糞大腸菌群豐度的對比見圖11。

圖11 試驗(yàn)前、后不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中糞大腸菌群豐度對比

由圖11 可知，試驗(yàn)前各實(shí)驗(yàn)組中糞大腸菌群豐度遠(yuǎn)大于試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的豐度。 不同遮光率的實(shí)驗(yàn)組中完全遮光的實(shí)驗(yàn)組中糞大腸菌群豐度顯著高于其它實(shí)驗(yàn)組，其它組中糞大腸菌群豐度與遮光率的關(guān)系并不顯著，與圖10 的病毒豐度相關(guān)性一般，相關(guān)系數(shù)r 為-0.517，推斷原因?yàn)椴《局邪渌?xì)菌病毒和藻病毒，而糞大腸菌群中病毒僅占少量無法充分得到體現(xiàn)。 但糞大腸菌群豐度與圖9 中的細(xì)菌豐度呈較好的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r 為-0.723，推斷原因?yàn)榘l(fā)生水華后其它細(xì)菌的大量繁殖對糞大腸菌群的存活起了抑制作用。

3 討論

3.1 遮光對微藻繁殖的影響

光是藻類進(jìn)行光合作用的必要條件，缺乏光照藻類的光合作用將無法進(jìn)行。 光照度可影響藻類Chl-a 的合成以及藻類酶的活性，從而影響微藻的光合作用[11]。 當(dāng)光照度高于藻類光合作用的光飽和點(diǎn)，其變化對藻類光合作用強(qiáng)度影響不大，光照度過高反而使微藻細(xì)胞的光系統(tǒng)I (PSI) 和光系統(tǒng)II(PSII)受到破壞，引起光抑制現(xiàn)象，導(dǎo)致藻類的光合速率不再增加，甚至減弱、停止[12]，水體中DO 濃度值降低。當(dāng)光照度小于藻類的光飽和點(diǎn)時(shí)，隨著光照度的減小藻類的光合作用強(qiáng)度減弱[11]，水體中DO濃度值也逐漸降低。

研究發(fā)現(xiàn)，水中微藻主要由綠藻組成，其次為硅藻。綠藻的光飽和點(diǎn)較高可適應(yīng)高的光照度，一般微藻最大繁殖速率的光照度小于光飽和點(diǎn)，在較低的光照度下仍可保持較快的繁殖速率。 如銅綠微囊藻的光飽和點(diǎn)對應(yīng)的光照度約為25 000 lx，光照度為45 000 lx 時(shí)仍無明顯的光抑制現(xiàn)象[12]，適宜生長的光照度為6 000 lx，光照度小于1 000 lx 時(shí)對銅綠微囊藻生長才有明顯抑制[8]。在自然條件下上午和下午的光照度較低，遮光對抑制微藻繁殖有一定效果。但藻類光合作用的光補(bǔ)償點(diǎn)對應(yīng)的光照度很低，一般低于2 000 lx，白天無論是晴天還是雨天，藻類均可進(jìn)行有效的光合作用，在光照度較低情況下，遮光率為80%的實(shí)驗(yàn)組中Chl-a 濃度依然很高，因此，單純依靠遮光抑制微藻繁殖較難。 在工程應(yīng)用中還可采用改善水體流動性等措施抑制微藻生長[13]。

3.2 微藻對富含N,P 污染物去除的影響

藻類的吸收、 硝化作用等因素影響著水中不同價(jià)態(tài)的無機(jī)氮濃度[13]。 微藻吸收利用氮的能力由高到低依次為NH3-N ＞（NH2）2CO-N ＞NO3--N ＞NO2--N，微藻在優(yōu)先吸收完銨鹽的情況下才可吸收別的含氮物質(zhì)[14]。 污水中主要污染物是NH3-N，在試驗(yàn)開始時(shí)，通過微藻的快速吸收，遮光率為0 的實(shí)驗(yàn)組中NH3-N 質(zhì)量濃度為40 mg/L ，僅僅4 d 后NH3-N 質(zhì)量濃度就降至0.3 mg/L 以下。試驗(yàn)結(jié)果表明，微藻吸收可有效降低污水中NH3-N 濃度。藻類直接吸收是生態(tài)塘中去除NH3-N 的一種主要途徑[1]。

遮光對藻類繁殖和對NH3-N 的吸收與轉(zhuǎn)化影響很大。遮光率為0 的實(shí)驗(yàn)組光照充足，微藻大量繁殖并吸收NH3-N，在吸收利用完水體中剩余銨鹽后則開始吸收NO3--N 等其它含氮物質(zhì)[15]，試驗(yàn)第5 天遮光率為0 的實(shí)驗(yàn)組中NH3-N 濃度急劇下降，NO3--N在DIN 中占比最大，NO3--N 濃度也較其它實(shí)驗(yàn)組低。 而遮光率為100%的實(shí)驗(yàn)組中微藻密度較低，NH3-N 濃度仍然較高，在DIN 中占比達(dá)90%，推斷原因是由于硝化作用的影響，各實(shí)驗(yàn)組中NO3--N，NO3--N 濃度總體呈增加趨勢，由圖6 可知，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的NO3--N 濃度略比第2 天的濃度高，說明有部分NH3-N 通過硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3--N。 而試驗(yàn)結(jié)束時(shí)遮光率為0 的實(shí)驗(yàn)組中NO3--N 濃度最低，推斷原因是由于微藻在NH3-N 缺乏的情況下轉(zhuǎn)而吸收NO3--N。

DIP 濃度的變化趨勢與DIN 基本一致，各實(shí)驗(yàn)組中DIP 濃度隨試驗(yàn)時(shí)間推移呈逐日下降趨勢，遮光率越大的實(shí)驗(yàn)組中DIP 濃度越高。 這是因?yàn)槲⒃宓纳L需要大量養(yǎng)分，微藻吸收廢水中多余P 的能力很強(qiáng)[16-17]。 微藻對廢水中P 的吸收和回收取決于多種因素，包括磷酸鹽濃度、光照和溫度[18]。 當(dāng)外部磷酸鹽濃度較高時(shí)，微藻細(xì)胞中P 的比例也較高。光照對細(xì)胞中P 吸收和生物P 濃度也有顯著影響，微藻吸收P 主要通過光合作用獲得需要的能量。此外，光照強(qiáng)度也影響聚磷酸鹽的積累，光照強(qiáng)度越大，微藻在初始階段積累的酸溶性聚磷酸鹽也就越多[16]。故各實(shí)驗(yàn)組中DIP 濃度隨時(shí)間呈逐日下降趨勢，遮光率越大的實(shí)驗(yàn)組中DIP 濃度越高。

3.3 微藻對去除糞大腸菌群的影響

研究發(fā)現(xiàn)，利用微藻的光合作用在去除污水中N，P，重金屬和營養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)，也將對水體中的病原體、細(xì)菌等有害生物造成影響使其死亡[4,11,19]。糞大腸菌群屬于兼性厭氧細(xì)菌，主要生活在厭氧或低氧環(huán)境中。 由于完全遮光情況下微藻通過光合作用產(chǎn)生的氧氣有限，有利于糞大腸菌群的生存，所以完全遮光的實(shí)驗(yàn)組中糞大腸菌群豐度顯著高于其它實(shí)驗(yàn)組。 但隨著遮光率的下降，微藻光合作用效率提高，使得水中DO 含量升高，導(dǎo)致糞大腸菌群的活性下降，部分因無法適宜環(huán)境而逐漸死亡。 由圖9 與圖11 可知，在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)細(xì)菌豐度和糞大腸菌群豐度呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，推測其它細(xì)菌的大量繁殖，特別是大量好氧細(xì)菌的繁殖對糞大腸菌群的存活造成抑制作用，加快糞大腸菌群的死亡。 此外，孔凡蛟等[11]提出微藻在進(jìn)行光合作用時(shí)可使pH 值升高，從而對細(xì)菌產(chǎn)生危害導(dǎo)致糞大腸菌群的死亡。由圖10 可知，其它病毒如噬菌體的入侵也可導(dǎo)致糞大腸菌群等其它細(xì)菌的裂解死亡，推斷原因是因?yàn)槭删w利用細(xì)菌體內(nèi)的核酸和蛋白質(zhì)合成自身的核酸和蛋白質(zhì)外膜，從而導(dǎo)致細(xì)菌裂解死亡[11]。

4 結(jié)論

（1）在光照、營養(yǎng)鹽和水體穩(wěn)定性等適宜條件下，微藻可迅速大量繁殖形成水華。由于水中營養(yǎng)鹽濃度越大，形成水華后的Chl-a 濃度也越大，故污水生態(tài)化處理應(yīng)控制排入生態(tài)塘的污水中營養(yǎng)鹽濃度，以避免發(fā)生嚴(yán)重的水華現(xiàn)象。

（2）遮光對微藻繁殖有一定抑制效果，但較少的光照也可滿足微藻快速繁殖并形成水華，工程上單獨(dú)依靠遮光控制微藻大量繁殖難度很大，需和其它措施組合應(yīng)用共同抑制水華的暴發(fā)。

（3）雖然微藻快速生長對水中的NH3-N,DIP 和糞大腸菌群等有良好的去除效果，但控制生態(tài)塘中微藻適宜的含量對凈化水質(zhì)有良好的輔助作用。