荇菜(Nymphoides peltatum)对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的抑制效应及其机制

构建了荇菜(Nymphoides peltatum)与以铜绿微囊藻为优势种的自然藻体共培养系统,分析系统中各藻种藻细胞密度、藻体叶绿素a含量、荇菜生长指标及水下[光]照度的变化;同时以荇菜种植水配置培养基,在适宜光照条件下培养铜绿微囊藻,分析藻类生长生理指标随时间的变化.结果表明:共培养系统中藻类总藻细胞密度显著下降(P<0.05),其中铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)藻细胞密度下降最为明显,40 d时比初始藻细胞密度减少了94.68%,而三角四角藻(Tetraedron minimum)数量逐渐增多,成为优势藻种,表明荇菜对铜绿微囊藻生长具有明显抑制作用.共培养系统中荇菜鲜重、水下20 cm深处光衰减率均与藻类叶绿素a含量呈显著负相关(P<0.05),表明藻细胞光合能力的大小与荇菜植株的生长及其产生的遮光作用密切相关.随培养时间延长,添加荇菜种植水的培养基中铜绿微囊藻藻细胞光密度值(D650)下降明显;叶绿素a、藻胆蛋白(包括藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、藻红蛋白)相对含量均有不同程度的下降,培养9 d后4者相对含量分别降至5.27%、15.53%、21.11%和48.48%;藻细胞Ca2+Mg2+-ATP酶活性下降明显,表明荇菜种植水中存在着某种对铜绿微囊藻产生抑制作用的活性物质,通过对铜绿微囊藻光反应系统(PS Ⅰ和PS Ⅱ)的作用来阻碍藻细胞光合作用进程,抑制藻类生长,说明除了遮光效应外,分泌抑藻活性物质也是荇菜抑制铜绿微囊藻生长的重要机制.     

纳米TiO2与重金属Cd对铜绿微囊藻生物效应的影响

为了更全面地评价纳米TiO2的生物效应,尤其是纳米TiO2与其他环境污染物的联合作用,以铜绿微囊藻为受试生物,探讨了不同浓度的纳米TiO2,以及纳米TiO2与Cd联合作用对藻生长的影响。根据叶绿素a及藻胆蛋白的含量变化,低浓度的纳米TiO2溶液(0～50mg.L-1)可以促进藻的生长,当纳米TiO2的浓度大于50mg·L-1时,藻细胞的生长有所抑制,生长减慢,并呈剂量-效应关系;当纳米TiO2与Cd离子同时存在时,由于纳米TiO2对Cd离子的吸附作用,水中游离态Cd离子浓度降低,Cd离子对藻的毒性明显降低。因此,纳米TiO2的生态毒性和环境效应不容忽视,同时,应重视纳米材料及与其他环境污染物质共同作用后的生物效应。     

Ni2+胁迫对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和集胞藻（Synechocystis sp.）的生长和光合色素的影响(Effects of Nickel on Growth and Photosynthetic Pigments of Microcystis aeruginosa and Synechocystis sp.)

光合作用是蓝藻生长繁殖的生理基础,研究重金属胁迫下蓝藻光合色素的变化和响应,有助于揭示其受害机理.在实验室无菌纯培养条件下,研究了不同浓度Ni2+处理下铜绿微囊藻和集胞藻的生物量和光合色素随时间的变化趋势.结果表明:浓度为5mg·L-1～25mg·L-1的Ni2+对M.aerugonisa的生长有抑制作用,随着处理剂量的增加和处理时间的延长,抑制作用愈加显著;在短时间(24h)内,Ni2+对Synechocystissp.的生长没有显著影响,随胁迫时间延长呈现出抑制作用;Ni2+处理M.aerugonisa至24h及Synechocystis sp.至48h时,藻细胞光吸收能力整体上受到明显抑制;5mg·L-1～25mg·L-1的Ni2+胁迫下,M.aerugonisa和Synechocystis sp.的叶绿素a含量随胁迫时间延长而降低;在叶绿素a(Chla)、藻蓝蛋白(PC)和别藻蓝蛋白(APC)三种光合色素中,藻蓝蛋白(PC)对Ni2+胁迫最为敏感,是Ni2+伤害蓝藻的重要作用位点.Ni2+对M.aerugonisa的抑制作用比Synechocystis sp.更明显.     

铬离子对藻类生长的影响

利用自然光照条件,在不同铬离子质量浓度下,对5种藻类的生长进行了实验研究.研究结果表明:5种藻类在不同的光波长下,其吸收光谱存在两个最强的吸收区: 420～440 nm的蓝紫光部分和660 nm 的红光部分;在不同铬离子质量浓度0～20.63 mg·L-1范围内,5种藻类生长受到不同程度的抑制,其耐受性也尽不相同,经过分析和比较后得出5种藻类对铬的耐受性大小顺序为:微囊藻(Microcystis)＞水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)＞细长聚球藻(Synechococcus elongatus)＞斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)＞蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidose).     

雪松聚球藻对重金属镉的抗性和解毒作用

培养液中不同浓度（c）的重金属镉（Cd）对雪松聚藻（Synechococcuscedrorum）有相当的致毒作用,当c（Cd）＞2μmol／L时,藻体的生长和光合作用均明显受到抑制,c＞10μmol／L时,藻细胞出现解体,光合放氧量几近0,然而,当按梯度逐级提高培养基中c（Cd）时,雪松聚球藻则相应产生对有毒金属Cd的抗性,在即使c（Cd）达20μmol／L的培养基中亦生长良好．为探讨该藻对重金属致毒的抗性产生机理及其解毒作用,对藻体蛋白和胞内Cd进行了分离检测,结果表明：Cd在进入藻细胞后,与胞内多肽结合形成一种大分子量的色素蛋白复合体,和一种低分子量的金属结合蛋白,特别是后一种蛋白在藻细胞中的含量明显受外界Cd的诱导,并起解毒作用．     

纳米氧化锌对羊角月牙藻毒性效应及其在藻细胞内外的分布

为研究纳米氧化锌(ZnO NP)的毒性效应及其在细胞内外分布,以羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)为模型藻类,研究了不同浓度ZnO NP对羊角月牙藻生长、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物岐化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量及细胞内外ZnO NP含量变化。结果表明,ZnO NP对羊角月牙藻的生长抑制与处理浓度呈现正相关。在45 mg·L~(-1)ZnO NP暴露24 h后,其生长抑制率已达到95%。当ZnO NP处理藻细胞72 h后,羊角月牙藻细胞的叶绿素含量与处理浓度之间存在剂量-效应关系。低浓度(0.5 mg·L~(-1))ZnO NP处理后藻细胞可溶性蛋白质含量、SOD和POD活性明显下降,MDA含量升高,其产生的毒性效应高于高浓度组(5 mg·L~(-1)、45 mg·L~(-1))。细胞培养液溶出Zn2+量及藻细胞外吸附的ZnO NP量与ZnO NP处理浓度成正比,但是藻细胞内ZnO NP量与ZnO NP浓度没有相关性,胞内积累量基本维持不变。研究表明,各浓度组对藻细胞毒性的差异,不仅与细胞内Zn2+量有关,还与细胞外粘附的ZnO NP有关。     

滏阳河河流水体中重金属污染特征及其对青海弧菌和斜生栅藻的毒性效应

为调查滏阳河水系的重金属污染状况,研究河流重金属污染对水生生物的毒性,根据河流结构、水文条件、排污口分布并考虑空间分布的均匀性,选取66个采样位点,采集河水及对应的表层沉积物样品,分析了样品中的重金属含量。用斜生栅藻和青海弧菌Q67作为模式生物,根据滏阳河水重金属污染较严重的邯郸近郊2号采样点采集水样的重金属含量配制系列重金属浓度的模拟河水进行重金属污染河水的生态毒性测试。结果表明,在全部66个采样点中,29个采样点河水重金属含量超过国家地表水III类水体重金属含量标准,主要污染元素是Hg、Pb、Cr、Zn。几乎所有采样点河水Mn和Fe含量都大大高于国家集中式生活饮用水地表水源地补充项目规定的标准限值。根据2号采样点河水样品中的重金属含量配成的模拟河水对青海弧菌Q67的EC_(50)值为6.65%,为毒性极强的污染物。模拟河水样品对斜生栅藻的抑制作用较小,在实验的最高浓度下(1 000倍河水重金属含量)暴露4 d尚未引起半数藻细胞死亡。随河水重金属浓度上升,斜生栅藻超氧化物歧化酶(SOD)活性总体上呈现先升高后降低的趋势,丙二醛(MDA)含量变化则与此相反,反映河水重金属污染可引起藻细胞的氧化损伤。叶绿素a和b含量则随暴露浓度的提高逐渐降低。在重金属浓度达到2号采样点河水的10%时,斜生栅藻叶绿素a含量已有显著降低,MDA含量显著升高,海河流域重金属污染对生态系统的影响应予以重视。河水发光菌Q67的生长抑制率、斜生栅藻的叶绿素a和MDA含量可以作为评估河流重金属污染生态危害的指标。     

纳米MgO对斜生栅藻的毒性效应及致毒机理

为探究纳米氧化镁(MgO)对微藻的毒性效应及致毒机制,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为实验材料,测定了纳米MgO对斜生栅藻细胞形态、生长、叶绿素含量及SOD和POD酶活性的影响.结果表明,低浓度的纳米MgO(0.8 mg·L-1)即可对斜生栅藻的生长及叶绿素的合成有抑制作用,说明纳米MgO对斜生栅藻具有明显的毒性.100 mg·L-1纳米MgO处理时,完全抑制了栅藻的生长和叶绿素的合成,藻细胞在4 d内死亡.通过亚甲基蓝还原法测定培养体系中活性氧(ROS)含量发现,随着纳米MgO浓度的升高,ROS大量增加;且纳米MgO暴露条件下,POD酶活性相比于对照组显著增强,但不同浓度纳米MgO处理组之间POD酶活性无明显差异.纳米MgO处理96 h后,当其浓度高于0.8 mg·L-1时,SOD酶活性随浓度升高而降低,表明长时间暴露于纳米MgO后,SOD酶活性受高浓度纳米MgO抑制,而POD酶则作为主要的抗氧化酶清除产生的各种自由基.扫描电镜观察发现,纳米MgO(20 mg·L-1)处理时,斜生栅藻细胞变形,甚至裂解.纳米MgO发生团聚,附着在栅藻细胞表面;团聚的纳米MgO对藻细胞鞭毛有缠绕作用,使细胞聚集成团,限制了藻细胞的游动,并导致细胞间相互遮弊,不利于藻细胞吸收光能.透射电镜观察发现,纳米MgO没有进入藻细胞内部.通过测定纳米MgO解离出的Mg2+的含量和对藻细胞部分生理生化指标的影响发现,其对藻细胞没有毒性效应.因此,纳米MgO对斜生栅藻的致毒机理可归纳为:通过释放大量ROS对藻细胞产生氧化胁迫抑制其生长;高浓度的纳米MgO引起藻细胞的接触性物理损伤,导致藻细胞质壁分离,裂解;同时纳米MgO团聚并覆盖在藻细胞表面,通过与藻细胞鞭毛的相互作用使细胞聚集成团,影响细胞的正常游动及其对光能、营养物质的吸收利用和气体的交换.     

Zn2+对藻类生物膜生长生理特性影响研究

利用自制的简易生物膜反应器,在3500 lx的光照和14∶10的光暗比下,以Zn2+为模式重金属,利用模拟氮磷废水驯化培养鞘藻（Oedogonium sp.）使其形成藻类生物膜,研究不同Zn2+浓度对鞘藻形成的藻类生物膜生长及生理特性的影响。综合考虑藻类对Zn2+的耐受范围,选定模拟氮磷废水中Zn2+5个质量浓度水平：1.0、3.0、5.0、10.0、20.0 mg·L-1,定时从反应器中取一定量的藻类生物膜,测定以下生理生化指标：叶绿素、超氧化物歧化酶（SOD）、硝酸盐还原酶（NR）、蛋白质及胞外多聚糖,并以藻细胞干质量为基准。研究结果表明：藻类生物膜对Zn2+有一定的耐受性,且质量浓度为5 mg·L-1的Zn2+对藻类生物膜的生长有明显的促进作用,但当质量浓度增大至20 mg·L-1时,藻体大量死亡,藻类生物膜生长明显受到抑制。Zn2+质量浓度为3 mg·L-1的实验组对鞘藻的叶绿素含量有明显的促进作用,而当Zn2+质量浓度为20 mg·L-1时,鞘藻内的叶绿素含量明显减少。不同Zn2+质量浓度对鞘藻的生理生化指标也表现出不同的作用,其中SOD含量随着Zn2+质量浓度的升高明显受到抑制;10 mg·L-1的Zn2+对NR有明显的促进作用;各实验组蛋白质含量在实验初期均有增加,但随之又均有降低;在实验前2 d,20 mg·L-1的Zn2+对胞外多聚糖有明显的促进作用,其含量为对照的1.4倍。以上现象均表明藻类生物膜在重金属的作用下其生长代谢会发生一定的变化,使藻类生物膜能够在一定重金属浓度范围内较好地生长,为藻类生物膜的进一步利用奠定理论基础。     

不同谷氨酸浓度下钝顶螺旋藻的生长反应

通过在Zarrouk培养基中添加不同浓度的谷氨酸（Glu）对螺旋藻进行混合营养培养，研究了不同浓度的Glu对螺旋藻的生长、叶绿素、蛋白质含量以及光合作用的影响，结果表明，Glu浓度小于1．0gL^-1时，藻生长状态、生理活性都明显优于Z氏培养基，其中以在0．8gL^-1浓度时生长最好；当Glu浓度为1．0gL^-1时，藻的生长状态与Z氏培养基中极为相似；Glu浓度大于1．0gL^-1时，对藻的生长产生一定抑制作用，Glu的添加对藻液体系的pH值有一定的缓冲作用，图4表2参7     

珠江三角洲地区典型菜地土壤与蔬菜重金属分布特征研究

通过对珠江三角洲地区的广州市、佛山市、江门市和惠州市典型菜地土壤和蔬菜中重金属（Pb、Cr、Cd、As和Hg）含量及其土壤中有效态（Pb、Cr、Cd）含量的调查,分析蔬菜重金属污染状况与土壤重金属含量的相关性,探讨了土壤重金属含量、有效态含量与土壤理化性质的相关性。结果表明,菜地土壤主要受Pb、Cd、Hg污染。Pb、Cd主要以轻度污染为主;而Hg污染在广州市菜地土壤以轻度污染和重度污染为主,佛山市菜地土壤以中度污染和重度污染为主,江门市和惠州市菜地土壤以轻度污染为主。蔬菜主要受Pb、Cd、Hg污染,少数蔬菜受到Cr污染,但并未检测出蔬菜受As污染。蔬菜中重金属含量与土壤中Pb、Cr、Cd的总量、有效态含量之间呈显著正相关关系,与土壤中As、Hg的总量无显著相关性。土壤中Pb、Cr含量与土壤有机质含量、黏粒含量、粉粒含量均达到显著相关。土壤中有效Pb与有效锰含量呈显著负相关关系,土壤中有效Cr含量与土壤粘粒含量、有效铁含量呈极显著正相关关系。     

土地利用/覆被变化（LUCC）与土壤重金属积累的关系研究进展（Research Review of the Relationship between Land Use/Cover Change and Heavy Metal Accumulation in Soil）

土壤重金属污染是世界性环境问题之一.土地利用/覆被变化(LUCC)是最主要的环境演变驱动因子之一.为明晰LUCC对土壤重金属积累和污染的影响,根据前人研究,从场地、县域和流域/区域尺度总结了LUCC和土壤重金属污染的关系.研究发现,三个尺度上土地利用方式和覆被类型/格局是控制土壤重金属空间积累和分布的重要因子,土地利用/覆被可以直接吸纳或吸附重金属,亦能通过改变土壤物理、化学和生物性质从而控制重金属在土壤中的移动性和活性,造成土壤中重金属的积累直至污染.此外,论文阐明了LUCC在土壤重金属污染风险预测、规避和污染土壤修复中的重要作用,最后提出了在实践中通过调整土地利用/覆被类型进行污染土壤修复的建议.寓景观生态学思想于土壤重金属污染防治过程是一种新的有效途径.     

Evaluation and sensitivity of cyanobacteria,Nostoc muscorum and Synechococcus PCC 7942 for heavy metals stress – a step toward biosensor

This study attempted to determine the effects of heavy metals on the photosynthetic blue-green algae for their potential to use as a biosensor. The bioaccumulation of metals and its effects on pigments of Nostoc muscorum and Synechococcus PCC 7942 were assessed. The culture was grown in BG 11 liquid medium supplied with different metals like mercury (Hg), lead (Pb), and cadmium (Cd) and incubated (µM 20 concentrations) for 10 days under optimal conditions. The accumulated amounts of metals were determined by atomic absorption spectroscopy (AAS). The stress effects on photosynthetic pigment chlorophyll a (Chl a) were monitored by laser-induced fluorescence (LIF). Bio-concentration factor (BCF) reached a peak in cells on the 2nd day of incubation followed by a gradual reduction. The highest reduction in the pigment concentrations (Chl a and β carotene) was observed at 20?µM?L^?1 Hg treatment. The results indicate that, cyanobacteria may serve as both potential species to be used as a biosensor and used to clean up heavy metals from contaminated water. These changes were analyzed with the long-term goal of exploiting cyanobacterial cells as biosensors.     

重金属胁迫下外生菌根真菌Boletus edulis重金属积累分配与生长微环境变化

在离体培养条件下，对外生菌根真菌Boletus edulis菌丝铜镉积累分配与生长微环境变化进行研究。结果表明，铜镉胁迫下菌落直径具有相似的增长模式。与对照相比，低浓度的铜镉处理均促进了菌丝的生长，而高浓度则产生抑制作用。Boletus edulis具有很强的铜镉吸收积累能力，显示出较好的重金属耐受性。菌丝体是重金属在离体培养体系中积累的主要场所，最高处理浓度时，菌丝体内的铜镉浓度分别达到对照的26．6和28倍，而菌丝分泌物的作用相对较小。菌丝体对生物体必需元素铜和非必需元素镉具有不同的积累模式，并可根揩重金属的种类，有效地调节生长微环境，以降低重金属对菌丝体的生物有效性。这可能是外生菌根真菌的一种重金属抗性机理。     

矿区周围土壤中重金属危害性评估研究

分别用总量法和连续萃取法对广东大宝山矿周围土壤、植物和沉积物中重金属的总量和化学形态进行了详细分析。结果发现，矿山废水流入的横石河沉积物中Pb、Zn、Cu和Cd的质量分数分别为1841．02、2326．28、1522．61和10.33mg／kg；经此河水灌溉的稻田中重金属(Cu、Cd、Pb和Zn)的质量分数也远远超出了土壤环境二级标准值，其中Cu、Cd超标倍数分别为14．01和4．17倍。结果还表明，生长在矿区周围的植物也受到不同程度重金属的污染且不同植物吸收和积累重金属的能力相差很大。用Tessier连续法对土壤中重金属进行萃取发现，虽然重金属主要存在于残余态中，但在Fe-Mn氧化态、有机结合态中的质量分数也很高．说明这些土壤确实受到了有毒有害重金属元素的严重污染。     

Cd、Pb污染对几种叶类蔬菜生长的影响及其毒害症状

通过生物盆栽试验,研究了重金属Cd、Pb污染对3种叶类蔬菜(青菜、白菜、菠菜)生长的影响.结果表明,1)重金属污染对叶类蔬菜生长的影响及毒害症状因重金属种类和蔬菜品种而异.其中青菜对Pb污染敏感性最低,仅在高浓度污染时才表现出生长抑制作用.较低浓度Cd、Pb对蔬菜生长还具有一定促进作用.青菜、白菜和菠菜体内Cd累积量与土壤中Cd投加量呈显著线性关系(r2分别为0.995、0.992、0.958);2)蔬菜在不同重金属污染浓度下的吸收和富集能力存在差异.青菜和白菜在300mg·kg-1Cd投加量时表现出最大的富集能力(p<0.05).Pb处理下,白菜Pb富集系数始终低于青菜和菠菜,青菜的最大Pb富集系数出现在Pb投加量为2900mg·kg-1时;而菠菜则在Pb投加量1500mg·kg-1时表现出最强的Pb富集能力.     

福建省菜园土壤重金属的含量及其污染评价

采集了福建省26个县市158份菜园表层土壤样品,测定了土壤样品中重金属含量,采用单项及综合污染指数法对土壤重金属污染进行评价分析,并通过元素相关性分析和聚类分析,研究了菜园土壤重金属元素的赋存特征与区域分布.结果表明,福建省菜园土壤存在着不同程度的重金属污染,主要污染元素为Pb,Hg和Cd;元素相关性分析与聚类分析的结果表明:Cu,Zn,Ni和As具有伴随污染的特点,其污染源主要来自土壤母质和大量施用的农药和化肥;Cd,Pb和Hg在土壤中各聚成一类,说明它们在菜园土壤具有较独特的污染源,特别是Cd和Hg,其污染特征明显.而Pb和Cd虽有各自的污染源,但其污染具有一定的相关性.     

甘肃某冶炼厂区土壤重金属铅、镉污染特征及其对微生物群落结构的影响

长期受到重金属铅(Pb)和镉(Cd)污染的土壤生态危害指数较高,土壤微生物群落结构容易受到重金属的影响,重金属对土壤微生物的毒性与重金属的生物利用度直接相关。以白银市重金属污染土壤为样本,分析了土壤的理化性质、重金属Pb和Cd的污染状况及土壤微生物群落结构,探究它们之间的关联性。样本采自距离污染中心由近及远的4个位置(分别命名为S1、S2、S3和S4)。采用Hakanson指数法来评估该地重金属生态风险;选用改进的BCR顺序提取法分析Pb与Cd的组分分布情况;利用SPSS和Canoco 4.5对土壤性质、重金属和细菌群落进行相关性分析和冗余分析,探究微生物群落结构与土壤性质和重金属污染之间的相关性。结果表明:白银市该处重金属污染场地3 km以内的土壤均受到严重的Pb、Cd污染。Pb主要以弱酸可提取态和可还原态的形式存在于土壤中,Cd则以弱酸可提取态为主;土壤重金属的危害生态指数均已经达到极高污染风险程度,且危害程度S1>S3>S2>S4;微生物丰度和多样性可能受到土壤性质及重金属的共同影响,与Pb、Cd的污染程度大致呈负相关(S2相似文献   

天津市路面雨水径流重金属污染特征

对天津市3条典型主要交通干线雨水径流中的Cr、Cd、Fe、Cu、Hg 5种重金属进行了取样监测,重点探讨了路面径流重金属的平均质量浓度、冲洗特征、重金属之间以及重金属与悬浮物之间的相关关系,并用聚类分析方法对降雨特征对重金属污染的影响进行了研究。结果表明,天津市路面雨水径流重金属污染严重,Fe、Cr和Cd质量浓度较高,污染贡献率大,为径流主要重金属污染物;重金属污染水平高于国内外城市研究结果,反映出天津市在道路路面环境维护和管理上与其他城市的差距。路面径流的重金属具有明显的径流初期冲洗效应,在径流的初始阶段,重金属质量浓度达到最大值,随着降雨和径流的延续,污染物质量浓度呈波浪性锯齿状下降,至降雨结束,重金属质量浓度最终趋于稳定。径流中不同种类重金属具有同源性,且与径流中的悬浮固体具有明显的相互依存关系,重金属主要以悬浮固体吸附的形式或重金属颗粒形式存在。通过聚类分析可知,重金属污染受降雨强度和前期晴天积累影响显著,其次是降雨量和降雨历时。     

盐泽螺旋藻对染料的吸附性能研究

本文研究了经过一定处理后失活的盐泽螺旋藻对七种染料的吸附行为;同时探讨了不同重金属对失活的盐泽螺旋藻吸附染料的影响。