邱麗霞 俞志明① 曹西華 宋秀賢 劉 揚(yáng) 鐘 怡

(1.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青島 266071;2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室 青島 266071;3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049;4.青海大學(xué)生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院 西寧 810016;5.中國(guó)海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院 青島 266003)

改性粘土對(duì)球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)和東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的去除作用*

邱麗霞1,2,3俞志明1,2,3①曹西華1,2宋秀賢1,2,3劉 揚(yáng)4鐘 怡5

(1.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青島 266071;2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室 青島 266071;3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049;4.青海大學(xué)生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院 西寧 810016;5.中國(guó)海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院 青島 266003)

利用改性粘土去除藻華生物是目前有害藻華應(yīng)急處置最常用的方法。本文研究了六種鋁鹽改性粘土(PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC、AC-MC、AS-MC、PAS-MC)對(duì)藻華生物球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的去除效率,考察了懸浮液pH、改性粘土顆粒表面電位及粒徑分布等因子對(duì)去除效率的影響。結(jié)果顯示:不同赤潮生物由于生物特征不同,其去除效率存在較大差異,PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC對(duì)東海原甲藻有較高的去除效率,但對(duì)于球形棕囊藻去除能力較差;AC-MC、AS-MC、PAS-MC對(duì)兩種藻華生物均有較好的去除效果,但對(duì)水體酸堿擾動(dòng)較大,在pH敏感水域應(yīng)注意用量;對(duì)于同一種改性粘土,提高鋁離子含量、增加改性粘土濃度有利于除藻效率的提升;自絮凝程度越低、表面正電性越強(qiáng)(或負(fù)電性越弱)、懸浮液 pH值越低的改性粘土,除藻能力越強(qiáng)。本研究進(jìn)一步為改性粘土應(yīng)急處置有害藻華提供了參考。

改性粘土;球形棕囊藻;東海原甲藻;去除效率;表面電性

近年來(lái),有害藻華頻繁發(fā)生,影響范圍和持續(xù)時(shí)間不斷增加,海洋環(huán)境受到嚴(yán)重破壞,對(duì)海洋漁業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)和人類(lèi)健康等造成了嚴(yán)重威脅(Andersonet al,2012),成為世界性海洋災(zāi)害之一(Mcgillicuddyet al,2011)。球形棕囊藻是一類(lèi)有毒有害的赤潮藻,自 1997年在我國(guó)首次引發(fā)赤潮后,球形棕囊藻赤潮頻繁發(fā)生,多次形成大面積赤潮(黃海燕等,2016)。球形棕囊藻能產(chǎn)生溶血毒素,暴發(fā)時(shí)給漁業(yè)資源帶來(lái)巨大損失,同時(shí)也是二甲丙磺酸(DMSP)和二甲基硫醚(DMS)的高產(chǎn)種,能夠影響海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能(齊雨藻等,2002)。東海原甲藻是高頻赤潮引發(fā)種,自 2001年至今,東海原甲藻在我國(guó)幾乎每年都形成赤潮(黃海燕等,2016),對(duì)海洋環(huán)境和海洋漁業(yè)造成嚴(yán)重影響。

為了減少或防止其危害,一些有害藻華多發(fā)國(guó)家和地區(qū)對(duì)有害藻華的防治進(jìn)行了廣泛的研究,探索出了一些治理技術(shù)和措施(Yuet al,1994;Kim,2006;Anderson,2009)。其中,改性粘土法因成本低、快速有效、無(wú)不良生態(tài)效應(yīng),被認(rèn)為是有害藻華應(yīng)急防治最有發(fā)展前景的方法之一(Anderson,1997,2009),在我國(guó)已經(jīng)被成功應(yīng)用于 2005年十運(yùn)會(huì)(梅卓華等,2010)、2008年奧帆賽、2010年廣州亞運(yùn)會(huì)、2011年深圳亞運(yùn)會(huì)等重大賽事,以及 2012年秦皇島近岸海域抑食金球藻藻華治理、2015年廣西防城港球形棕囊藻藻華治理(曹西華等,2017)等。改性粘土治理有害藻華主要基于:改性粘土顆粒與藻華生物發(fā)生絮凝,使藻華生物沉降到底層死亡;同時(shí)該方法還可以降低水體富營(yíng)養(yǎng)化程度(Luet al,2015)、并對(duì)未絮凝的藻華生物細(xì)胞產(chǎn)生影響(劉淑雅等,2016),從而抑制藻華再次暴發(fā)。關(guān)于球形棕囊藻去除的研究相對(duì)較少,而東海原甲藻的去除多集中在有機(jī)改性粘土法的研究(曹西華,2004)。不同改性粘土在除藻效率上有很大差異(Sengcoet al,2004),所以,改性粘土材料是該方法的核心,也是改性粘土法治理有害藻華的重要研究?jī)?nèi)容。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步系統(tǒng)研究了不同鋁化合物改性粘土(PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC、AC-MC、AS-MC、PAS-MC)對(duì)藻華生物球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的去除效率,考察了不同藻華生物特征、環(huán)境條件等對(duì)去除效率的影響,為改性粘土應(yīng)急處置有害藻華提供了參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)采用的藻種球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)來(lái)自中科院海洋所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。在(20±1)°C,65μmol photon/(m2·s),光暗比 L︰D=12h︰12h,L1培養(yǎng)基(Guillardet al,1993)中對(duì)其進(jìn)行培養(yǎng)。定時(shí)搖勻后用活體熒光計(jì)(TD-700,Turner Designs,Sunnyvale,CA,USA)測(cè)定其熒光值,并通過(guò)血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)校正。取指數(shù)生長(zhǎng)中后期的藻液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),藻液中球形棕囊藻和東海原甲藻的藻細(xì)胞密度分別為1.9×109—2.0×109和2.3×108—2.6×108cell/L。實(shí)驗(yàn)用球形棕囊藻細(xì)胞呈球形或近球形,直徑 3—6μm,為游動(dòng)單細(xì)胞,具鞭毛,運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)(沈萍萍等,2000);東海原甲藻呈不對(duì)稱(chēng)梨形(陸斗定等,2003),長(zhǎng) 15—20μm,寬 8—10μm。

實(shí)驗(yàn)用的高嶺土取自江蘇省吳縣,其理化特征見(jiàn)張雅琪(2013)和王洪亮(2009)。鋁(Ⅲ)鹽是水處理中最常用的絮凝劑(常青,2011),本文以常用鋁鹽為實(shí)驗(yàn)改性化合物。本文采用的六種鋁鹽改性化合物為PAC、PAFC、PAFCs、AC、AS、PAS,改性粘土縮寫(xiě)為MC。采用氯化鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法(GB15892-2009)分別測(cè)定了改性化合物PAC、PAFC、PAFCs、AC、AS、PAS中的三氧化二鋁含量,分別為31.773%、20.800%、26.728%、20.423%、15.215%、16.997%。粘土使用前經(jīng)表面改性處理,改性方法參照俞志明等(Yuet al,1994),以海水為分散介質(zhì),分別制備不同鋁離子含量、濃度為25g/L的改性粘土懸浮液,懸浮液鋁離子濃度[AlT]分別為0.396×10–2、0.792×10–2、1.584×10–2、3.167×10–2、3.959×10–2mol/L。配制改性粘土懸浮液所用海水取自青島匯泉灣近海,經(jīng)沉淀、過(guò)濾處理后,用 0.45μm 混合纖維膜(上海新亞)過(guò)濾,其鹽度為31±1,pH為8.1±0.2。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定

改性粘土對(duì)藻華生物的去除過(guò)程在50mL比色管中進(jìn)行,設(shè)置三個(gè)平行。選取50mL處于指數(shù)生長(zhǎng)期中后期的藻液置于比色管中,加入一定量的改性粘土懸浮液,上下顛倒混勻后,于培養(yǎng)條件下靜置 3h,取上部(距離液面5cm處)藻液5mL測(cè)定熒光值,同時(shí)測(cè)定剩余藻液 pH 值(PHS-3C,雷磁集團(tuán),上海,中國(guó))。去除效率的計(jì)算公式為:

去除率(%)=(1-實(shí)驗(yàn)組熒光值÷對(duì)照組熒光值)×100%。

將改性粘土懸浮液靜置熟化,充分作用后調(diào)節(jié)懸浮液pH,用Zeta電位儀(Zetasizer nano ZS,Malvern,UK)測(cè)定其Zeta電位。為避免pH對(duì)Zeta電位測(cè)定的影響,將各改性粘土懸浮液 pH調(diào)節(jié)至25g/L未改性粘土懸浮液的 pH (5.4±0.03),再進(jìn)行Zeta電位的測(cè)定。

使用粒度儀(Mastersizer A3000,Malvern,UK)測(cè)定未改性粘土及改性粘土的粒徑分布,以D10、D50、D90表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同改性粘土與濃度對(duì)除藻效率的影響

2.1.1 不同改性粘土對(duì)球形棕囊藻的去除效果在本實(shí)驗(yàn)中,為更接近現(xiàn)場(chǎng)赤潮治理時(shí)的實(shí)際情況,以海水為分散介質(zhì),分別制備不同改性條件下的各改性粘土預(yù)分散懸浮液,PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC、AC-MC、AS-MC、PAS-MC對(duì)指數(shù)期中后期球形棕囊藻的去除效果分別如圖1所示。

改性粘土濃度及改性劑濃度對(duì)其除藻效率有較大影響,隨著改性粘土中鋁離子濃度增加,六種改性粘土對(duì)球形棕囊藻的去除率大致呈現(xiàn)上升趨勢(shì);而在相同鋁離子含量的條件下,隨著改性粘土濃度的增加,去除效率亦呈現(xiàn)上升趨勢(shì)(圖1)。

不同改性粘土對(duì)球形棕囊藻的去除效果存在較大的差異,PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC對(duì)球形棕囊藻的去除效果普遍較差,AC-MC、AS-MC、PAC-MC的去除效果相對(duì)較好。所用懸浮液鋁離子濃度為3.959×10–2mol/L、藻液改性粘土濃度為1.0g/L時(shí),PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC對(duì)球形棕囊藻的3h去除效率分別是58.33%、38.46%、40.87%。在較高鋁離子含量、較高改性粘土使用濃度條件下,效果仍然不夠理想,難以達(dá)到低使用量、快速高效除藻的要求。AC-MC、AS-MC、PAC-MC隨鋁離子含量增加或改性粘土濃度增加,去除效率升高較明顯,使用鋁離子濃度為0.396×10–2和0.792×10–2mol/L 懸浮液時(shí),去除效果均低于50%;而在使用鋁離子濃度為3.167×10–2和3.959×10–2mol/L 懸浮液、藻液改性粘土濃度為1.0g/L時(shí),可達(dá)到80%以上的去除率?？傮w而言,六種改性粘土對(duì)球形棕囊藻去除能力為:PAS-MC ＞AC-MC ＞AS-MC ＞PAC-MC≈PAFCs-MC＞PAFC-MC。

圖1 不同改性粘土及濃度對(duì)其去除球形棕囊藻效率的影響Fig.1 The removal efficiencies of modified clays for Phaeocystis globosa under different aluminum dosage

2.1.2 不同改性粘土對(duì)東海原甲藻的去除效果結(jié)果顯示,AC-MC、AS-MC、PAS-MC對(duì)東海原甲藻的去除效率接近,PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC對(duì)東海原甲藻的去除能力接近,前者的除藻能力要略高于后者(圖2)。使用鋁離子濃度為3.167×10–2mol/L 懸浮液時(shí),0.5g/L 的 AC-MC、AS-MC、PAS-MC對(duì)東海原甲藻的去除率均高于 90%,PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC的去除效率均高于80%,大致可達(dá)到低劑量高效去除東海原甲藻的要求。不同赤潮生物由于生物特征不同,使用改性粘土法進(jìn)行去除時(shí)存在較大差異,在現(xiàn)場(chǎng)治理時(shí)應(yīng)根據(jù)赤潮生物的生理生化特點(diǎn)選擇合適的改性粘土。改性粘土對(duì)不同赤潮生物去除效率的差異及機(jī)制是下一步的研究重點(diǎn)。

圖2 不同改性粘土及濃度對(duì)其去除東海原甲藻效率的影響Fig.2 The removal efficiencies of modified clays for Prorocentrum donghaiense under different aluminum dosage

2.2 改性粘土除藻機(jī)制分析

為進(jìn)一步探討改性粘土去除赤潮生物的機(jī)制,本文對(duì)改性粘土懸浮液的pH、Zeta電位及改性粘土顆粒粒徑進(jìn)行了測(cè)定。

粘土經(jīng)表面改性后,懸浮液pH及Zeta電位有較大變化(圖3,4)。未改性粘土懸浮液pH值為5.37±0.07,經(jīng)改性后,各鋁離子含量條件下的六種改性粘土懸浮液pH值均有不同程度的降低。隨著鋁離子含量增加,pH值降低幅度增加,對(duì)球形棕囊藻和東海原甲藻的去除能力亦增強(qiáng)。懸浮液pH值的降低是酸性鋁鹽改性劑在堿性海水中水解造成的,因此改性劑含量越高,pH值降低程度越大。PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC懸浮液 pH值的降低程度較小,而AC-MC、AS-MC、PAS-MC懸浮液pH值降低程度較大,前者對(duì)球形棕囊藻和東海原甲藻的去除效果低于后者。Liu等(2016a)發(fā)現(xiàn),懸浮液 pH值顯著影響鋁鹽水解產(chǎn)物的形態(tài),從而影響改性粘土顆粒與藻華生物的電中和、卷掃和架橋等絮凝過(guò)程。本文也得出了相似結(jié)論,懸浮液 pH值是影響改性粘土去除能力的因素之一,酸脅迫會(huì)對(duì)藻細(xì)胞造成損傷(陳自強(qiáng)等,2013),并影響鋁鹽的水解過(guò)程。

圖3 不同鋁離子含量改性粘土懸浮液的pH值Fig.3 pH of modified clay suspension under different aluminum dosage

圖4 不同鋁離子含量改性粘土懸浮液的Zeta電位Fig.4 Zeta potential of modified clay suspension under different aluminum dosage

不同改性粘土懸浮液體系中,粘土顆粒經(jīng)表面改性后,其懸浮液 Zeta電位均有不同程度的升高(圖4)。本研究中六種改性劑均為陽(yáng)離子型絮凝劑,而未改性粘土顆粒表面帶有負(fù)電荷,隨改性粘土中改性劑含量增多,鋁離子濃度增加,改性粘土懸浮液Zeta電位升高,當(dāng)鋁離子濃度較高時(shí),懸浮液由負(fù)電性變?yōu)檎娦浴Ｖ苽滗X鹽改性粘土懸浮液時(shí),鋁鹽改性劑發(fā)生水解,產(chǎn)生正電性水解產(chǎn)物吸附在高嶺土顆粒表面(Lettermanet al,1983),造成懸浮液中顆粒表面電位改變,當(dāng)吸附較多正電性鋁化合物時(shí),粘土顆粒表面電荷由負(fù)值轉(zhuǎn)為正值(Yuet al,1994,1995)。細(xì)菌類(lèi)和藻類(lèi)微生物在水中帶有表面電荷,呈現(xiàn)出膠體特征(湯鴻霄,2006)。實(shí)驗(yàn)藻細(xì)胞在海水中帶有表面負(fù)電荷,當(dāng)粘土顆粒由負(fù)電性變?yōu)檎娦詴r(shí),藻細(xì)胞與改性粘土顆粒間由相互排斥變?yōu)橄嗷ノ?絮凝作用增強(qiáng)。Yu等(1994,1995)發(fā)現(xiàn),改性粘土顆粒表面正電性與其對(duì)藻華生物細(xì)胞去除效率之間存在較好的相關(guān)性(R2＞0.81),改變其表面電性是提高其治理效率的重要途徑。本文的結(jié)果也驗(yàn)證了這一觀點(diǎn),對(duì)于同一種改性粘土,隨鋁離子濃度升高,改性粘土正電性增強(qiáng)(或負(fù)電性減弱),可以有效提高與藻細(xì)胞的絮凝作用,表明電中和作用在改性粘土法治理藻華過(guò)程中起著重要作用。

表1 未改性粘土及各改性粘土粒度Tab.1 The particle size distributions of unmodified clay and modified clay

粘土顆粒經(jīng)不同改性劑改性后,D10、D50、D90均有不同程度升高(表1)。六種改性粘土粒徑分布不同,粒徑差異是造成其除藻能力不同的原因之一。PAC-MC、AC-MC、AS-MC、PAS-MC相比于未改性粘土,粒徑分布無(wú)明顯差異,而 PAFC-MC、PAFCs-MC粒徑明顯增大。PAFC-MC、PAFCs-MC難以克服海水的高離子強(qiáng)度,顆粒穩(wěn)定性差,在制備懸浮液時(shí)即存在較為嚴(yán)重的自絮凝現(xiàn)象,形成較大的顆?；蛐鯃F(tuán),與藻細(xì)胞絮凝能力較弱,且沉降速度快,卷掃作用時(shí)間短,因此除藻能力相對(duì)較差。重力作用使顆粒產(chǎn)生垂向遷移,顆粒群在沉降過(guò)程中,大小和重量不同的顆粒有不同的沉降速度,粗大密實(shí)的懸浮顆粒能夠與細(xì)小或密度小的顆粒接觸(湯鴻霄,2006)。粘土顆粒在沉降過(guò)程中與藻細(xì)胞碰撞絮凝,形成藻細(xì)胞-改性粘土絮團(tuán)。若粘土粒徑較大,則沉降速度快,在水中停留時(shí)間較短,難以與藻細(xì)胞充分絮凝;但粘土粒徑過(guò)小,則會(huì)沉降速度慢,在水體中穩(wěn)定分散,難以達(dá)到快速絮凝沉降除藻的目的,且存在水體透明度低的問(wèn)題。在赤潮治理時(shí)應(yīng)選擇與藻細(xì)胞大小接近、自絮凝程度低的改性粘土。

Han等(2001)研究表明,粘土顆粒的粒徑是影響去除率決定性因素之一,當(dāng)粘土顆粒與藻細(xì)胞大小接近時(shí)碰撞效率高,而粘土顆粒比藻細(xì)胞大很多時(shí),碰撞效率接近于零。不同赤潮生物,由于其生物特征的不同,在進(jìn)行去除時(shí)存在較大差異。本研究中,球形棕囊藻個(gè)體較小,直徑 3—6μm,多數(shù)改性粘土顆粒粒徑與球形棕囊藻藻細(xì)胞相差很大,碰撞效率低;東海原甲藻寬 8—10μm,長(zhǎng) 15—20μm,改性粘土顆粒大小與東海原甲藻較為接近,因此相對(duì)容易去除。另外,球形棕囊藻藻細(xì)胞密度為1.9×109—2.0×109cell/L,東海原甲藻藻細(xì)胞密度為2.3×108—2.6×108cell/L,在相同改性粘土顆粒數(shù)量情況下,未被絮凝的球形棕囊藻個(gè)體更多。因此相同用量情況下,同一改性粘土對(duì)球形棕囊藻去除效率更低。

2.3 改性粘土對(duì)水體pH影響的研究

去除實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行藻液pH值的測(cè)定,為評(píng)估改性粘土對(duì)水體酸堿擾動(dòng)的程度提供依據(jù)。實(shí)驗(yàn)用球形棕囊藻藻液的pH值為9.12±0.02,東海原甲藻藻液的pH值為8.90±0.06,加入不同改性粘土后,藻液pH值有不同程度的降低,原因是酸性的改性粘土懸浮液添加到堿性的藻液中后,鋁鹽改性劑發(fā)生水解,導(dǎo)致藻液pH值降低(Liuet al,2016b)。同一改性粘土添加到球形棕囊藻藻液和東海原甲藻藻液之后pH值變化情況接近。

圖5 不同改性粘土對(duì)藻液pH值的影響Fig.5 pH of algae culture after addition of modified clay

添加 PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC后藻液pH值降低程度小,在實(shí)驗(yàn)條件下,藻液均保持pH＞7,對(duì)水體酸堿環(huán)境擾動(dòng)較小。添加AC-MC、AS-MC、PAS-MC后藻液 pH值降低程度相對(duì)較大,尤其是在鋁離子含量、改性粘土使用濃度較高時(shí),甚至?xí)霈F(xiàn)pH值低于 7的情況。但在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí),使用濃度一般為4t/km2,不會(huì)造成水體過(guò)酸的問(wèn)題。AC-MC、AS-MC、PAS-MC對(duì)水體酸堿環(huán)境的擾動(dòng)問(wèn)題在后續(xù)研究及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)仍應(yīng)引起注意,關(guān)注添加后對(duì)水體環(huán)境和其他生物的影響,綜合考慮改性粘土的去除效果及對(duì)水體pH的擾動(dòng)程度確定使用濃度。

3 結(jié)論

(1)對(duì)于各改性粘土,除藻能力與鋁離子含量、改性粘土濃度呈正相關(guān)關(guān)系,而藻液pH值與鋁離子含量、改性粘土濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;

(2)PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC在除藻效率、對(duì)藻液 pH影響等方面表現(xiàn)一致,對(duì)球形棕囊藻去除能力較差,但對(duì)東海原甲藻有較高的去除效率,且對(duì)藻液pH擾動(dòng)小;AC-MC、AS-MC、PAS-MC表現(xiàn)一致,對(duì)兩種藻華生物均有較好的去除效果,但用量較高時(shí)藻液pH值降低程度較大;

(3)改性粘土懸浮液 pH、Zeta電位和粒徑分布共同影響其除藻能力,改性粘土顆粒在懸浮液中自絮凝程度越低、表面正電性越強(qiáng)(或負(fù)電性越弱)、懸浮液pH值越低,對(duì)藻華生物的去除能力越強(qiáng)。

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REMOVAL EFFICIENCIES FORPHAEOCYSTIS GLOBOSAANDPROROCENTRUM DONGHAIENSEWITH MODIFIED CLAY

QIU Li-Xia1,2,3, YU Zhi-Ming1,2,3, CAO Xi-Hua1,2, SONG Xiu-Xian1,2,3, LIU Yang4, ZHONG Yi5
(1.CAS Key Laboratory of Marine Ecology and Environmental Sciences,Institute of Oceanology,Chinese Academy of Sciences,Qingdao266071,China;2.Laboratory of Marine Ecology and Environmental Science,Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology,Qingdao266071,China;3.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China;4.College of Ecological and Environment Engineering,University of Qinghai,Xining810016,China;5.College of Marine Life Sciences,Ocean University of China,Qingdao266003,China)

Removing harmful algae blooms (HABs)with modified clay is an effective and widely applied method.In present study,we determined removal efficiencies forPhaeocystis globosaandProrocentrum donghaiensewith six different aluminum-modified clays,and analyzed the effects of zeta potential,pH of modified clay suspension,and the size of clay particles on the removal efficiencies.The results show that the removal efficiencies of the six modified clays for different HABs species are very different.Among the six experimental aluminum dosages,some are effective toProrocentrum donghaiense,and some other toPhaeocystis globosa.In addition,to apply different dosage that specific and selective to an alga,pH should be considered and controlled in a sensitive water area.The removal efficiencies of six aluminum-modified clays improved gradually with the increasing concentration of modified clay and aluminum ion.To achieve a high removal efficiency,decreasing the pH of modified clay suspension,enhancing the surface positive charge,and selecting an appropriate clay particle size are recommended.This study provides a reference for the control and mitigation of HABs in emergency.

aluminum-modified clay;Phaeocystis globosa;Prorocentrum donghaiense;removal efficiency;surface electricity

X55

10.11693/hyhz20170300050

*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目,41576119號(hào);國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,2017YFC1404306號(hào);“鰲山人才”培養(yǎng)計(jì)劃(青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室鰲山人才計(jì)劃)。邱麗霞,碩士研究生,E-mail:lxqiulxqiu@126.com

① 通訊作者:俞志明,研究員,博士生導(dǎo)師,E-mail:zyu@qdio.ac.cn

2017-03-08,收修改稿日期:2017-04-01