水华鱼腥藻过度繁殖机制及几种化学物质对其毒性效应研究

水华是我国目前以及今后相当长一段时期内的重大水环境问题。鱼腥藻是淡水蓝藻水华中除微囊藻之外的常见优势种群,迄今国内针对蓝藻水华的研究重点主要集中在微囊藻水华及其产生的肝毒素上,对于鱼腥藻等其他水华种类的研究较少,为了探究水华鱼腥藻过度繁殖的原因和形成水华后如何治理,本文研究了以下几个方面。1.研究氮源、磷源、铁盐浓度、光强、温度和pH值对水花鱼腥藻生长和生理的影响。结果表明,氮浓度为247mg/L,磷浓度为21.6mg/L时水华鱼腥藻的生物量及比生长速率都达到最大,水华鱼腥藻受到氮限制的影响比磷限制的影响小。低光照（1000lx）和较高的温度（30℃）有利于水华鱼腥藻的生长。不同的铁盐浓度和初始pH值对水华鱼腥藻的生长无明显影响。当水华鱼腥藻处于低磷水平（0.054mg/L）时,单细胞叶绿素含量上升,碱性磷酸酶活性最高,随着光照强度的增加,类胡萝卜素含量明显上升,受低温影响,细胞降低光合色素含量以保持低水平的光合作用过程。这些都是水华鱼腥藻对不良环境的适应。2.为了研究水华鱼腥藻的竞争优势,比较了水华鱼腥藻、栅藻和衣藻的氮磷吸收动力学,结果表明,三种微藻对氮磷的吸收过程符合米氏方程。水华鱼腥藻对氮的最大吸收速率比衣藻和栅藻高,对磷吸收的半饱和常数比衣藻和栅藻高,磷可能是水华鱼腥藻生长的主要限制因子。3.比较了钾和硫酸铜、酚酸及磺酰脲类除草剂这三种常用的化学物质对水华鱼腥藻生长的抑制效果,结果表明,当抑制水华鱼腥藻叶绿素a50%时,求得KCl的EC50为402mmol/L,CuSO4的EC50为9.52mg/L,对苯二酚的EC50)为262mg/L,单嘧磺隆的EC50为193mg/L,钾的半致死浓度最高。4.将钾对水华鱼腥藻的毒性效应和单嘧磺隆进行比较,结果表明,K+对水华鱼腥藻异形胞的分化有抑制作用。荧光光谱分析表明钾可降低水华鱼腥藻细胞光系统Ⅱ的生理活性,使藻胆体处于解离状态,进而阻碍了光合作用的顺利进行。高剂量（100mg/L）的单嘧磺隆也能够导致藻胆体的破坏和光系统Ⅱ活性的降低。K+诱导的钠离子缺乏会导致胞内pH值的升高,从而导致ATP含量的下降。K+和单嘧磺隆都能够抑制水华鱼腥藻叶绿素a的合成,抑制了其碱性磷酸酶的活性,K+抑制了水华鱼腥藻对氮磷的吸收,可能使得水华鱼腥藻生长所需的磷严重不足,从而抑制了水华鱼腥藻的生长。较高的KCl浓度下,水华鱼腥藻的SOD活性受到抑制,MDA的含量的大量升高,表明了在钾离子的胁迫下,水华鱼腥藻受到自由基伤害的程度很高。单嘧磺隆对水华鱼腥藻超氧化物歧化酶活性和MDA含量均无明显影响。虽然钾在对水华鱼腥藻的毒性效应钾的半致死浓度最高,但是仍有可能作为一种优良的化学方法来治理水华鱼腥藻。