豆瓣菜对铜绿微囊藻生长及生理特性的抑制影响

探讨了豆瓣菜(Nasturtium officinale)干粉对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长及生理特性的影响,由可溶性蛋白质量浓度、多糖质量浓度、叶绿素a质量浓度、电导率、核酸相对含量、抗氧化系酶(SOD、CAT和POD)活性和丙二醛(MDA)含量的变化研究了其抑藻的生理生化机制。结果表明,当豆瓣菜干粉质量浓度小于0.5 g/L时,对铜绿微囊藻无显著影响(p0.05);当豆瓣菜干粉质量浓度大于1 g/L时,具有较强的抑制效应,其10 d的半效应质量浓度EC50为1.802 g/L。化感作用可引起藻体内可溶性蛋白、多糖和叶绿素a质量浓度下降,藻液中电导率和核酸相对含量上升,藻体中SOD、CAT和POD活性上升和MDA含量增加。这表明化感作用导致膜脂过氧化,引起藻细胞膜系统受损,代谢发生紊乱。为了清除活性氧(ROS),细胞通过提高抗氧化系酶的活性来保护其免受氧化损伤。因此,推测豆瓣菜干粉的抑藻机理可能是通过化感物质引起细胞质膜的膜质过氧化,造成细胞膜通透性改变,并导致DNA等生物大分子的损伤,从而抑制了叶绿素a和相关蛋白质的合成,最终使藻细胞死亡与溶解。     

温度与氮浓度对两种微囊藻生长和产毒的影响

采用半连续培养的方法,研究了磷限制条件下温度与氮质量浓度的交互作用对铜绿微囊藻和水华微囊藻的生长及产毒的影响.结果表明,不同温度下,氮质量浓度对两种微囊藻比生长速率的影响不同.随氮质量浓度的增加,15℃和20℃时比生长速率增加较快,25℃时增加缓慢;温度的降低对水华微囊藻的生长抑制作用较铜绿微囊藻小.两种微囊藻的单个细胞叶绿素a含量受温度及氯质量浓度的影响极显著,而交互作用的影响较主效应小.单个细胞藻毒素含量受温度影响最大,显著负相关;氮质量浓度的影响次之,显著正相关.但两种微囊藻的生长状况越好时相应的总毒素质量浓度也越高.因此,磷限制条件下,温度和氮质量浓度对两种微囊藻的生长及产毒有明显的交互作用,氮质量浓度的降低会进一步抑制微囊藻的生长并降低总藻毒素质量浓度.     

官厅水库水体中微囊藻毒素及其与微囊藻细胞密度相关性研究

2004-2005年对连年发生比较严重水华的官厅水库进行了2 a的浮游植物动态监测,并在2005年6-8月应用酶联免疫吸附法检测了主要水华藻类--铜绿微囊藻藻毒素质量浓度及其季节变化,初步探讨了微囊藻毒素质量浓度与铜绿微囊藻细胞密度之间的关系.实验结果表明,水库中的浮游植物细胞密度高,2004年平均值为1 308.35×104 cells/L,2005年达1 599.49×104 cells/L,同时呈现出明显的季节变化,在夏末秋初形成高峰.产毒的铜绿微囊藻为夏季最主要的优势水华种类,其细胞密度在7月达到最高,为4 748.58×104 cells/L;微囊藻毒素的质量浓度在7月亦达到最高值,为20 μg/L,都显著高于6月和8月(p＜0.05).水体中微囊藻毒素质量浓度与微囊藻细胞密度呈正相关关系(R=0.926).其结果为全面了解官厅水库水质状况以及对水污染进行治理,恢复其饮用水源的功能提供了科学依据.     

HgCl2对铜绿微囊藻的急性毒性效应研究

研究了铜绿微囊藻在HgCl2胁迫下的生理指标变化.试验以藻OD680值的变化及光合色素质量浓度为指标检测藻种生长状况,研究了不同质量浓度HgCl2对微囊藻的毒性效应.结果表明,0.05-1.00 mg/L的HgCl2各处理组对藻种的生长均有抑制作用,且胁迫质量浓度与生长抑制间呈现正相关.随着HgCl2质量浓度的升高,藻光合色素质量浓度降低.l mg/L组抑制程度最显著,藻液由黄绿色变为白色,颜色变化明显,72h生长抑制率为50.76％,96h叶绿素a合成抑制率为90.09％.胁迫96h后,各处理组叶绿素和类胡萝卜素的比值均比对照组低,Hg对叶绿素的影响比类胡萝卜素更为显著.     

三聚氰胺对藻类的毒性效应及其机理研究

以不同质量浓度的三聚氰胺处理斜生栅藻、近头状伪蹄形藻和铜绿微囊藻,根据其叶绿素a质量浓度、丙二醛浓度和蛋白质质量浓度以及超氧化物歧化酶和过氧化氧酶活性的变化.探讨三聚氰胺对藻类的毒性效及其致毒机理.结果显示.三聚氰胺对3种藻叶绿素a质量浓度的增长均具有明显的抑制作用,抑制效应随处理质量浓度的增加而增强.当处理质量浓度大于1 500mg/L时,叶绿索a质量浓度随处理时间的延长而降低;小于750 mg/L时,其叶绿素a质量浓度缓慢增加,但增加幅度低于对照组.3种藻的丙二醛浓度均随二聚氰胺处理质量浓度的增大而升高,超氧化物歧化酶和过氧化氧酶活性随处理质量浓度的增大而降低,蛋白质的质量浓度没有明显变化.这些生理指标的变化表明,三聚氰胺可能会引起藻细胞中保护性酶活性降低,导致细胞生物膜的脂质过氧化作用增强,藻类载色体活色素体的结构和功能受到损伤,进而影响光合作用.     

改性黏土去除水华束丝藻的研究

以采集自云南滇池的水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)为研究对象,分别用壳聚糖和聚合氯化铝对云南省常见的硅藻土进行改性,在实验室条件下研究两种改性黏土对水华束丝藻的去除效果。通过去除率的比较,得出两种改性黏土去除水华束丝藻的线性拟合方程。每毫升藻液壳聚糖改性硅藻土投加量(m L)与藻细胞光密度OD_(680)、叶绿素a质量浓度(mg/L)的关系分别为y=0.0377x-0.0014和y=0.009x+0.0002;每毫升藻液聚合氯化铝改性硅藻土投加量(m L)与藻细胞光密度OD_(680)、叶绿素a质量浓度(mg/L)的关系分别为y=0.0135x+0.002和y=0.0039x+0.002。壳聚糖改性硅藻土和聚合氯化铝改性硅藻土去除水华束丝藻的最适pH值范围分别为5~8、5~9,总氮(TN)去除率分别为39.77%、45.44%,总磷(TP)去除率分别为64.92%、78.01%。聚合氯化铝改性硅藻土去除水华束丝藻的最适pH值范围较宽,且其除藻过程中对TN、TP的去除率均较高。用透明溞(Daphnia magna)对其进行生态安全性试验,得出壳聚糖改性硅藻土和聚合氯化铝改性硅藻土除藻至48 h死亡率分别为30.77%、0。     

桉树与几种滨海植物水浸提液对纤细角毛藻生长的影响

为了研究桉树人工林是否会对海洋初级生产者产生影响,实验选取了桉树及4种滨海植物(木麻黄、台湾相思、秋茄和白骨壤),对比5种植物叶片水浸提液对纤细角毛藻生长的影响。结果显示,桉树对纤细角毛藻生长的影响最大,低浓度的叶片水浸提液(5 m L/L)表现出很强的抑藻作用;木麻黄、台湾相思和秋茄对纤细角毛藻生长的影响次之,低浓度的叶片水浸提液(5 m L/L)表现出较弱的抑藻作用,15 m L/L时,对藻的抑制作用较强;白骨壤对纤细角毛藻生长的影响最弱,25 m L/L时,表现出对藻有较弱的抑制作用。实验结果表明,桉树比其他常见的滨海植物对海洋微藻具有更强的化感作用,在沿海地区大面积种植桉树人工林会对海洋初级生产者产生潜在的影响。     

过氧化氢除藻及相关环境条件优化

采用室内培养的方式,通过正交试验研究了H_2O_2质量浓度、光照、pH值和温度4个因素复合作用对铜绿微囊藻去除的影响。结果表明,在所设置的各因素梯度范围内,对去除铜绿微囊藻影响最大的因素是H_2O_2质量浓度;光照和pH值对藻细胞数和叶绿素a的去除,以及H_2O_2残留量的影响各不相同;温度对藻细胞数的影响最小,对H_2O_2残留量的影响较小,对叶绿素a质量浓度的影响较大。除藻的最佳组合为A_1B_2C_3D_2,即光照为1 500 lx,H_2O_2质量浓度为50mg/L,pH值为8.5,温度为25℃。     

东方香蒲对铜绿微囊藻多糖及亚显微结构的影响

采用东方香蒲(Typha orientalis Presl)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)共培养的试验方法研究了东方香蒲对铜绿微囊藻多糖及亚显微结构的影响。结果表明:在质量浓度为20 g/L和40 g/L的东方香蒲化感胁迫下,铜绿微囊藻总糖(TSP)、胞内多糖(IPS)及固着性胞外多糖(bEPS)含量呈现先增加后逐渐降低的趋势,溶解性胞外多糖(sEPS)含量在培养过程中呈现逐渐增加的趋势,表明东方香蒲化感胁迫在前期促进了铜绿微囊藻的多糖合成和分泌,但在培养后期抑制多糖合成,并进一步促进多糖分泌和溶解;在培养后期,藻细胞叶绿素荧光参数包括YⅡ(光系统Ⅱ有效量子产量)、ETR_(max)(线性最大电子传递速率)显著降低,表明东方香蒲对铜绿微囊藻的光合系统产生了明显的化感抑制,光合活性及光合效率明显下降;藻细胞亚显微结构显示,在培养后期,藻细胞类囊体片层分解断裂,表明经过持续地化感胁迫,东方香蒲诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫,藻的光合系统受到严重破坏。东方香蒲使用量越高,藻细胞结构损伤越严重。     

铁对铜绿微囊藻生长活性及产毒的影响

以MA培养基为基础,向无铁培养基中添加不同质量浓度的FeCl3,对对数生长期的铜绿微囊藻进行接种培养,比较不同Fe3+浓度下,铜绿微囊藻的生长、活性及产毒状况.结果表明,无Fe3+时,藻的生长、细胞活性和产毒受到抑制;Fe3+浓度增大时,有利于藻的生长,且当Fe3+质量浓度为0.42 mg/L时,培养42 d后细胞密度达到最大(4.5×1010个/L).过高或过低浓度的Fe3+均会抑制藻细胞活性和毒素的产生.Fe3+质量浓度为0.04 mg/L时,脱氢酶活性较好;质量浓度为0.10 mg/L时,适宜藻毒素MCLR的生成,且单位生物量藻细胞的MCLR产量可达0.32 mg.研究表明,Fe3+浓度对藻细胞完整性的影响不大,而且藻细胞的最佳生长条件并不是其最佳产毒条件.     

离子液体对微藻的急性毒性效应

采用流式细胞术研究离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([C4mim][Cl])和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C4mim][BF4])对四尾栅藻的毒性影响,测定了细胞增殖、叶绿素荧光、细胞膜完整性和酯酶活性的变化。结果表明,2种离子液体均可抑制细胞增殖,且抑制作用随离子液体质量浓度和暴露时间增加而增强。计算得到96 h[C4mim][Cl]和[C4mim][BF4]的半数效应质量浓度EC50分别为49.61 mg/L和42.22 mg/L。测试期间发现,[C4mim][Cl](质量浓度20~200 mg/L)和[C4mim][BF4](质量浓度20~150 mg/L)对叶绿素荧光强度有一定的抑制作用,对细胞膜完整性无明显影响,随离子液体处理时间延长,对酯酶活性表现为先刺激后抑制作用;经200 mg/L[C4mim][BF4]处理藻细胞96 h后,藻细胞叶绿素的平均荧光强度仅为对照组的20%,酯酶活性为对照组的5%,且95%细胞膜发生破裂。2种离子液体对四尾栅藻均有毒性作用,这表明离子液体一旦进入水环境,将会对水生环境带来一定风险。     

重稀土元素对小球藻生长状态的影响

通过模拟培养蛋白核小球藻,并在藻液中添加稀土元素,研究了钬(Ho)、镥(Lu)、铥(Tm)、钇(Y)4种重稀土元素在10~5 000μg/L范围内对小球藻生物量、叶绿素a含量、光合作用效率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、细胞膜完整性及蛋白质含量的影响,探讨了重稀土元素影响小球藻生长状态的作用机制。结果表明,在试验条件下,相对于BG-11培养基(重稀土质量浓度为0),低质量浓度(10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L)重稀土元素能使小球藻叶绿素a含量、Fv/Fm、SOD和CAT活性及蛋白质含量增加,小球藻细胞膜保持完整,促进小球藻的生长;在重稀土质量浓度为1 000μg/L时,小球藻的生长受到严重抑制,各项指标显著降低,PI(碘化丙啶C_(27)H_(34)I_2N_4)荧光强度显著增大(p0.05),小球藻的细胞膜完整性受到破坏;当重稀土质量浓度达到5 000μg/L时,小球藻受到胁迫后已无法生长。重稀土元素对小球藻生长的影响完全符合"低促高抑"的Hormesis效应。     

复合改性蒙脱土去除水体中颤藻的研究

为筛选用于景观水体水华应急治理的高效除藻材料,研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚合氯化铝(PAC)复合改性蒙脱土去除颤藻的效果.以藻液浊度去除率和叶绿素a去除率表征除藻效果,通过单因素试验和正交试验确定复合改性蒙脱土去除颤藻的最佳配比、用量和操作条件.通过Zeta电位、生物显微镜和SEM形态表征分析了复合改性蒙脱土去除颤藻的机理.通过λ=420 nm处的透光率随时间的变化来反映其絮凝沉降速率的变化.结果表明,蒙脱土投加量为70 mg/L、PAC投加量为9 mg/L、CTAB投加量为0.875 mg/L、蒙脱土粒径为90 μm、pH值为8时,颤藻叶绿素a和浊度去除率分别可达到96.02％和93.9％.蒙脱土经复合改性后电荷翻转,沉降絮凝藻细胞的速率和效果增加.复合改性蒙脱土通过电荷吸附和网捕包裹作用吸附沉降藻细胞,改性剂CTAB使藻细胞失活,抑制藻絮体重新上浮.     

亚硝态氮对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响

采用室内培养法.将铜绿微囊藻和四尾栅藻分别置于5种含不同质量浓度亚硝态氮(NO2--N)(0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0mg/L和8.0mg/L)的培养液中,培养10 d,测定不同质量浓度NO2--N对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响.结果表明,0.5～8.0 mg/L的NO2--N可激活铜绿微囊藻的亚硝酸氧化酶和亚硝酸还原酶,进而促进铜绿微囊藻的生长.四尾栅藻因仅具有亚硝酸还原酶,因此只能利用0.5～2.0 mg/L的NO2--N,其利用能力远没有铜绿微囊藻强.培养8 d后,铜绿微囊藻培养液中NH4 -N和NO2 -N的质量浓度明显升高.而NO3--N质量浓度的变化不大;四尾栅藻培养液中NH4 -N,NO3--N和NO3--N质量浓度的变化不大.研究表明,低于8.0 mg/L的NO2--N可促进铜绿微囊藻的生长,高于2.0 mg/L的NO2--N抑制四尾栅藻的生长.     

壬基酚对小球藻生理及光合特性的影响

为了评价壬基酚(NP)的水环境生态风险,研究了不同浓度壬基酚对小球藻(Chlorella vulgaris)生理及光合特性的影响。设置了0. 635 mmol/L、1. 905 mmol/L、3. 175 mmol/L和4. 445 mmol/L 4个NP浓度梯度和1个对照组,测定了藻液细胞密度、叶绿素a含量、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、φPSⅡ、I_(k)、α和ETR_(max))、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量,探讨了NP影响小球藻生长的机制。结果表明:低浓度NP(0～1. 905 mmol/L)对小球藻的生长及光系统Ⅱ具有促进作用; NP浓度超过1. 905 mmol/L时,随NP浓度升高,小球藻生长和光合活性受到明显的抑制,藻细胞叶绿素a、可溶性蛋白质含量逐渐下降,而丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性持续增高。研究表明,不同浓度的NP对小球藻的生理和光合活性产生了一定程度的毒性效应,进一步证实了NP对小球藻生长的影响呈现"Hormesis效应"。     

全氟辛酸对人肺A549细胞的毒性

采用体外细胞毒性试验的方法研究了全氟辛酸(PFOA)对人肺A549细胞的毒性作用。结果表明:当PFOA质量浓度≥50μg/mL时,细胞皱缩变圆,并随PFOA质量浓度增加,细胞间隙变大,细胞变圆的数量增多;PFOA对A549细胞的增殖存在抑制作用,抑制作用与PFOA质量浓度呈正相关;PFOA会导致细胞内活性氧(ROS)含量升高,PFOA染毒质量浓度与细胞内ROS含量呈正相关;PFOA可诱导细胞凋亡,细胞凋亡率随PFOA质量浓度升高呈缓慢上升趋势。PFOA对人肺癌细胞具有毒性作用,可诱导细胞凋亡,且PFOA可随大气颗粒物进行长距离迁移,其对人体呼吸系统的影响或发生致毒效应的风险应当引起重视。     

伊乐藻对硝氮、磷胁迫的急性响应

研究了不同质量浓度硝氮和磷的单一胁迫对伊乐藻叶绿素、可溶性蛋白质量比及抗氧化酶SOD、POD和CAT活性的影响。结果表明,在短时间和低质量浓度的硝氮或磷胁迫下,叶绿素和可溶性蛋白质量比的变化不大,SOD、POD和CAT活性则持续增大。在递增硝氮质量浓度胁迫下,叶绿素和可溶性蛋白质量比、CAT活性呈现明显的"低促高抑"现象,SOD和POD活性持续上升;磷胁迫时,叶绿素质量比持续下降,而可溶性蛋白质量比和SOD、POD、CAT活性呈现明显的"低促高抑"现象。在低质量浓度硝氮或磷胁迫时,抗氧化酶随时间延长活性增加,直至危害消除;在高质量浓度硝氮或磷胁迫时,伊乐藻内抗氧化酶活性先升高后降低,最终抗氧化酶系统崩溃。72 h内伊乐藻能耐受26.12 mg/L的硝氮或3.37 mg/L的磷的胁迫,硝氮和磷质量浓度高于此时,伊乐藻作为修复植物是不适用的。     

斑节对虾滩涂养殖池塘浮游微藻群落演变特征

研究斑节对虾滩涂养殖池塘水体中浮游微藻的群落演替规律及与水质因子的相关性.从位于茂名市鸡打港滩涂地带的4口斑节对虾池塘于1个养殖周期内定期采集水样,通过显微镜对浮游微藻进行鉴定、计数,依据水质检测国标要求检测各水质因子指标.通过SPSS软件分析微藻数量、生物量与水质因子指标的相关性.共检出浮游微藻5门93种,其中蓝藻26种,绿藻33种,硅藻32种,甲藻1种,隐藻1种.优势种有简单舟形藻(Navicula simples)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、绿色颤藻(Oscillatoria chlorina)、栖藓柱胞藻(Cylindrospermum musiccola)、显微蹄形藻(K.microscopica nygaard)、水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)、坚实微囊藻(Microcystis firma)、易略颤藻(Oscillatoria neglecta)、威利颤藻(Oscillatoria willei)等.养殖早期阶段,浮游微藻的个体数量介于3.5×104～35.7×105 ind/L,生物量为0.02×102～1.83×102μg/L,多样性指数平均为1.57～2.12;养殖中后期阶段,浮游微藻的个体数量介于1.73×108～2.34 x 109 ind/L,生物量为5.23×103～57.01×103μg/L,多样性指数平均为1.64～2.26.养殖过程池塘水温、TN、TP水平逐渐升高,透明度、DO逐渐下降.微藻数量、生物量多与透明度呈极显著负相关关系,与TN、TP、水温呈显著正相关关系.其中l、2号池微藻与TN、TP均呈极显著正相关关系,养殖中后期两池微藻密度都大于109 ind/L,均爆发微囊藻水华;3、4号池微藻多样性水平较高,对维护养殖水环境稳定有积极作用.     

二氧化氯杀藻无机副产物亚氯酸盐生成规律研究

研究了不同二氧化氯投加量、接触时间、pH值下二氧化氯杀藻中亚氯酸盐的生成规律及其他水质条件(藻初始质量浓度、有机物和氨氮)对亚氯酸盐生成的影响。结果表明,亚氯酸盐生成量随着二氧化氯投加量的增大和时间的延长而增大。放置2 h,生成的亚氯酸盐占二氧化氯初始投加量的10%~30%。二氧化氯杀藻的水样放置时间越长,开始生成亚氯酸盐的pH值就越低。放置30 min时生成亚氯酸盐的起始pH值为6,放置70 min时起始pH值为3.9。在酸性条件下,亚氯酸盐的生成量随pH值增大而增大;而从中性到碱性,亚氯酸盐增加缓慢。藻初始叶绿素a的质量浓度超过14.93μg/L时,亚氯酸盐的生成量随藻初始质量浓度的增大而增大。有机物促进了亚氯酸盐的生成,但亚氯酸盐的生成量并没有随有机物质量浓度的增加而增加。增大氨氮质量浓度,亚氯酸盐的生成量有降低的趋势。     

小球藻磷吸收的初步研究

将经过磷饥饿的小球藻(Chlorella vulgaris)接入不同初始磷质量浓度的培养基中进行一次性培养,研究磷对小球藻生长的影响,以及小球藻吸收磷的动力学特征和藻体总磷、水中可溶性磷的变化规律。结果表明,小球藻密度随初始磷质量浓度增加而增加。5个磷酸盐质量浓度组中,磷质量浓度为0.047 mg/L和0.155 mg/L组的小球藻延滞期长,对数期和稳定期均明显短于0.47 mg/L、0.775 mg/L和2.48 mg/L组。中高磷质量浓度组小球藻平均比生长率μa和最大比生长率μm明显高于低磷组。根据拟合的Monod方程和Droop方程,磷酸盐影响下小球藻最大比增长率μm为0.377/d,半饱和常数Ks为0.311 mg/L,最小细胞内磷份额Q0为73μg/mg(干重)。小球藻细胞的生长主要取决于细胞内磷含量,藻细胞利用外源性磷有快速吸收和缓慢吸收两个过程。