Crude oil spills imperil aquatic ecosystems globally, prompting innovative solutions such as microalgae-based bioremediation. This study explores the potential of Chlorella vulgaris and Scenedesmus quadricauda, for crude oil spill phycoremediation under mixotrophic conditions and varying crude oil concentrations (0.5–2%). C. vulgaris demonstrated notable resilience, thriving up to 1% crude oil exposure, while S. quadricauda adapted to lower concentrations. Optimal growth for both was observed at 0.5% exposure. Chlorophyll a content in C. vulgaris increases at 0.5% exposure but declines above 1%, while a decline was noticeable in chlorophyll b in treatment groups above 1%. Carotenoid levels varied, displaying the highest levels at higher concentrations above 1.5%. Similarly, S. quadricauda showed increased chlorophyll a content at 0.5% exposure, with stable carotenoid levels and a decline in chlorophyll b content at higher concentrations. GC/MS analyses indicated C. vulgaris efficiently degraded aliphatic compounds like decane and tridecane, surpassing S. quadricauda in degrading both aliphatic and aromatic hydrocarbons. Growth kinetics was best represented by the modified Gompertz and logistic models. These findings highlight the species-specific adaptability and optimal concentration for microalgae to degrade crude oil effectively, advancing phycoremediation processes and strategies critical for environmental restoration.

Algal blooms can produce substantial amounts of algal organic matter (AOM). Microplastics (MPs) in aquatic environments inevitably interact with AOM. Meanwhile, the aging and type of MPs may increase the uncertainty surrounding interaction. This study focused on polyethylene (PE) and polylactic acid (PLA) to investigate their interaction with AOM before and after aging. The results shw that PLA has a stronger adsorption capacity for AOM than PE. Meanwhile, aging enhanced and weakened the adsorption of PE and PLA for AOM. Compared to unaged PE (UPE) and aged PLA (APLA), aged PE (APE) and unaged PLA (UPLA) more significantly promote the humification of AOM and alter its functional groups. 2D-IR-COS analysis reveals that the sequence of functional group changes in AOM interacting with MPs is influenced by the type and aging of MPs. After interacting with AOM, surface roughness increased for all MPs. FTIR and XPS analyses show that the addition of AOM accelerated the oxidation of MPs surfaces, especially for UPE and APLA, with oxygen content increasing by 9.32 % and 1 %. Aging enhances the interaction between PE and AOM, while weakening the interaction between PLA and AOM. These findings provide new insights into understanding the interplay between AOM and MPs.

Surfactant pollution is escalatitheng in eutrophic waters, but the effect of surfactant charge properties on the physiological and biochemical properties of toxin-producing microalgae remains inadequately explored. To address this gap, this study explores the effects and mechanisms of three common surfactants-cetyltrimethylammonium bromide (CTAB, cationic), sodium dodecyl sulfate (SDS, anionic), and Triton X-100 (nonionic)-found in surface waters, on the agglomeration behavior, physiological indicators, and Microcystin-LR (MC-LR) release of Microcystis aeruginosa (M. aeruginosa) by using UV-visible spectroscope, Malvern Zetasizer, fluorescence spectrometer, etc. Results suggest that charge properties significantly affect cyanobacterial aggregation and cellular metabolism. The CTAB-treated group demonstrates a ∼5.74 and ∼9.74 times higher aggregation effect compared to Triton X-100 and SDS (300 mg/L for 180 min) due to strong electrostatic attraction. Triton X-100 outperforms CTAB and SDS in polysaccharide extraction, attributed to its higher water solubility and lower critical micelle concentration. CTAB stimulates cyanobacteria to secrete proteins, xanthohumic acid, and humic acids to maintain normal physiological cells. Additionally, the results of SEM and ion content showed that CTAB damages the cell membrane, resulting in a ∼90% increase in the release of intracellular MC-LR without cell disintegration. Ionic analyses confirm that all three surfactants alter cell membrane permeability and disrupt ionic metabolic pathways in microalgae. This study highlights the relationship between the surface charge properties of typical surfactants and the dispersion/agglomeration behavior of cyanobacteria. It provides insights into the impact mechanism of exogenous surfactants on toxic algae production in eutrophic water bodies, offering theoretical references for managing surfactant pollution and treating algae blooms.