《Marine Pollution Bulletin》文章：影响改性粘土治理有害藻华效率的溶解性藻源有机质特征分析

改性粘土（Modified clay, MC）通过絮凝沉降藻华生物治理危害近海生态环境安全的有害藻华，是当前唯一在现场有效实用的方法。查明影响MC絮凝除藻过程的关键因子是进一步提高该方法治理有害藻华效率的基础。有害藻华暴发时微藻产排的大量溶解性藻源有机物（Dissolved Algal Organic Matter, dAOM）不仅是其污染环境、恶化水质的重要方式，也是其干扰MC治理有害藻华效率的重要环境因素。但受限于海水中固有大量盐离子的掩蔽效应以及dAOM浓度低、组分复杂等特征，迄今对海水中dAOM对MC絮凝除藻过程影响的研究进展缓慢。
中国科学院海洋研究所俞志明研究员课题组从一种典型有害藻华生物——东海原甲（Prorocentrum donghaiense）的dAOM组成及其影响MC絮凝除藻的规律入手，以代表性模式化合物为实验材料，系统分析了不同分子量、化学组成和电性的有机化合物对MC絮凝除藻效率的影响。结果发现，在东海原甲藻生物密度达到有害藻华暴发水平时，水体中积聚了大量dAOM，其组分复杂，具有广泛的分子量分布，会显著影响MC的絮凝除藻过程、降低其除藻效率。基于模式化合物的针对性模拟分析表明，dAOM对MC治理有害藻华效率的影响取决于其组分的电性和分子量特征，而非组分的化学类别，其影响效果表现为多因素叠加特性：①分子量以50kDa为界，大于此分子量的dAOM在一定浓度下可对MC的絮凝除藻过程产生显著抑制作用（P＜0.05），而小于此分子量的dAOM在实验浓度内未产生明显抑制影响。②分子量、电性特征相近，化学组成不同的蛋白质和多糖大分子dAOM对MC絮凝除藻的影响趋势相似，表现为低浓度促进、高浓度抑制。③电荷性质不同的大分子dAOM组分中，只有负电性dAOM能够对MC絮凝除藻产生明显影响，表现为低浓度促进、高浓度抑制，而电中性大分子组分几乎不影响MC絮凝除藻。综上，dAOM中的负电性大分子（＞50kDa）组分是对MC絮凝除藻产生不利影响的关键组分，影响效果取决于其浓度水平。其主要通过吸附于MC颗粒表面，显著增加MC颗粒表面负电性（P＜0.01），产生强静电排斥，阻碍颗粒间有效碰撞抑制絮凝过程，进而导致除藻率显著降低（P＜0.01）。
基于模式化合物对dAOM影响MC絮凝的考察，本研究发现了dAOM影响MC絮凝除藻过程的关键组分，总结了其影响规律和作用机制。研究结果将为MC法克服dAOM影响、研发新MC配方以及优化现场应用方法提供理论指导。
来源：Marine Pollution Bulletin