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紫外光UVC灭活输水系统沼蛤幼虫的机理研究

批准号:
51608140
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
张锐坚
学科分类:
饮用水工程
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙志民、崔彬、陈朋飞、杜至力、唐曾晖、周午阳、刘颖诗、林芊宏

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
天然水环境中的沼蛤随水流入侵到输水系统,输水系统的构筑物和设备出现严重的沼蛤生物污损,导致阀门难以启闭并堵塞管道。沼蛤生物污损影响输水系统供水安全,迫切需要解决。申请人的研究基础证明,紫外光(UVC)灭活沼蛤幼虫是有效并可行的减少水中沼蛤生物总量的方法,该方法能显著地降低沼蛤生物污损的附着密度。为了阐明UVC灭活沼蛤幼虫的机理并提高效能,本课题采用荧光实时定量PCR、代谢组学以及DNA损伤拉曼光谱分析等技术,研究沼蛤幼虫在不同UVC辐射强度下的响应机制和沼蛤幼虫生理生化指标的变化规律,通过结合沼蛤幼虫遗传物质损伤的修复时间及其体内的紫外光敏感基因表达水平的变化,从分子生物学的角度揭示UVC灭活沼蛤幼虫的机制,并探究UVC辐射灭活沼蛤幼虫有效灭活时长与效能。通过系列研究,为UVC灭活沼蛤幼虫从而防止沼蛤生物污损奠定理论研究基础和相关科学方法。
英文摘要
Since the imigration of Limnoperna fortunei into long distance water system (LDWS), the biofouling, which formed by L.fortunei, amassed a huge amount on the structure and machinery in LDWS. L.fortunei’s biofouling make valve ineffective, clog pipelines, and hinder the operation of LDWS.Our research show that ultraviolet C is one of the most effective and feasible method to kill the veliger of L.fortunei. Due to the reduction of L.fortunei’ biomass, the density of L.fortunei’s biofouling was appeared to be decrease significantly. To upgrade the inactivation effect on L.fortunei’s veliger, this study is set up to illustrate the response of L.fortunei’s veliger on different radiation of ultraviolet c, consolidating with the change rule of physiological feature and biochemical parameter via metabolic fingerprinting analytical technique. According to genetic material damage repairing time and the level of ultraviolet light sensitive genes expression, the radiate time and intermittent time of ultraviolet light on the lethal of L.fortunei’s veliger is explored. Thus, this study can reveal the response mechanism of L.fortunei’ veliger to ultraviolet c from molecular biology, provide an effective method and lay theoretical foundation on the control of L.fortunei’s biofouling via ultraviolet c.
1、背景. 沼蛤是东南亚地区的淡水河流和湖泊的土著贻贝。基于其较强的繁殖能力和生理特质,作为入侵生物的沼蛤已成为长距离输水系统的生物污损,堵塞管道并影响输水系统及其构筑物的正常运行。为保障城市供水安全,需要迫切寻找有效的措施防治输水系统沼蛤生物污损。.2、研究内容. 2.1 沼蛤幼虫对紫外光 UVC 照射的响应. 2.2 紫外光 UVC 照射对沼蛤幼虫生理生化指标的影响. 2.3 紫外光 UVC 辐射对沼蛤幼虫遗传物质代谢的影响.3、重要成果与关键数据. · 基于2.1研究内容,开展紫外线灭活沼蛤试验,利用FLUENT结合DO(discrete ordinates)辐射模型计算并确定灭活沼蛤幼虫所需的紫外线剂量阈值,确定灭活沼蛤幼虫所需的紫外剂量LD50和LD100分别为112.4 mJ/cm2和270.8 mJ/cm2;. · 基于2.2研究内容,调研沼蛤的生长特征,分析沼蛤及其主要食物源的同位素脂肪酸标志物,确定Chlorophyceae、Cryptophyceae、Dinophycea、细菌和陆源有机物是沼蛤的主要摄食营养源;. · 基于2.2和2.3研究内容,结合荧光染料PMAxxTM,基于RT-qPCR建立一种可定量分析沼蛤及其幼虫受损组织的方法;结合病理组织切片数据从微观上分析沼蛤不同器官对紫外线的响应;. · 在开展2.1研究内容过程中,发现超声波较紫外光更能有效灭活沼蛤及其幼虫;不同体长的沼蛤其壳体的化学组成和晶体结构差异是影响超声波灭活效果的主要因素。.4、研究意义. · 开发一种可从环境样本中定量检测沼蛤及其幼虫的方法;. · 通过系列试验,证实紫外光和超声波灭活沼蛤及其幼虫的可行性,对减少长距离输水系统的沼蛤生物污损具有现实意义。
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
Feeding ecology of Limnoperna fortunei in southern China: insights from stable isotopes and fatty-acid biomarkers
中国南方的Limnoperna Fortunei的摄食生态学:来自稳定同位素和脂肪酸生物标志物的见解
DOI: 10.1080/02705060.2017.1399930
发表时间: 2017-01
期刊: Journal of Freshwater Ecology
影响因子: 1.3
作者: [Ruijian Zhang, Bin Cui, Zhimin Sun, Wuyang Zhou, Pengfei Ren, Zhili Du, Nanhao He, Jing Lu]
通讯作者: Jing Lu
DOI: 10.13789/j.cnki.wwe1964.2019.s1.12
发表时间: 2019
期刊: 给水排水
影响因子: --
作者: [赵铭珊, 张锐坚, 杜至力, 周午阳, 刘颖诗]
通讯作者: 刘颖诗
DOI: 10.16647/j.cnki.cn15-1369/x.2019.05.064
发表时间: 2019
期刊: 环境与发展
影响因子: --
作者: [董浩韬, 杜至力, 张锐坚, 刘颖诗]
通讯作者: 刘颖诗
Improvement on algae and turbidity removal in an integrated otation and sedimentation unit using side flow-inclined plate settlers: evidence from a full-scale eld experiment
使用侧流倾斜板沉降器改进集成旋转和沉淀装置中的藻类和浊度去除:来自全尺寸现场实验的证据
DOI: --
发表时间: 2018
期刊: Journal of Water Supply: Research and Technology—AQUA
影响因子: --
作者: [Ruijian Zhang, Zhimin Sun, Bin Cui]
通讯作者: Bin Cui
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    超声波防治输水系统入侵生物沼蛤的应用基础研究
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