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不同营养条件下萘和菲对小球藻的毒性效应及机制研究

孔庆霞  
【摘要】: 水体富营养化加剧不仅会造成水华和赤潮,影响水体的生态系统和使用功能,也会影响污染物对水生生物的毒性。多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)是一类在环境中普遍存在的具有三致效应的持久性有机污染物,研究水体富营养状态对PAHs的毒性效应,可为制定科学合理的水质标准提供理论依据。本文选择淡水和海水中分布都非常广泛的小球藻(Chlorella sp.)作为目标生物,研究了不同氮磷浓度水平及不同碳源条件下,萘和菲对小球藻的毒性效应及相关机理,取得了以下有价值的研究结果: (1)探明了开放体系不同营养条件下,萘对淡水蛋白核小球藻和海水普通小球藻的毒性效应及相关机理。富营养可增强萘对小球藻的毒性,但随着水体中萘的浓度降低,富营养条件下小球藻易从萘的胁迫中恢复。水体富营养条件下,低浓度萘(5和10 mg/L)可促进蛋白核小球藻的生长,高浓度萘(100 mg/L)则抑制其生长。富营养条件下萘毒性相对较大。经100 mg/L萘处理24小时后,富营养条件下蛋白核小球藻结构破坏严重,细胞膜和核膜溶解,细胞质聚集呈颗粒状,而贫营养条件小球藻具有完整的细胞核和核膜;经过100 mg/L萘处理7天后,富营养条件下蛋白核小球藻已从萘的毒害中恢复,具有典型、完整的细胞结构,贫营养条件下藻细胞结构破坏严重,细胞核不完整。 (2)探明了密闭体系不同碳源条件下,萘对淡水蛋白核小球藻的毒性效应及相关机理。有机碳增强了萘和菲对小球藻的毒性。有机碳培养条件下PAHs对小球藻有更大的抑制率。添加碳源均加快小球藻的生长,使小球藻的蛋白核体积减小,叶绿素比值增大。有机碳培养条件下蛋白核小球藻淀粉粒增多,生长更快,生物量更大,对萘的代谢更快。经高浓度PAHs(萘20 mg/L,菲1.2 mg/L)染毒处理,无机碳培养条件与有机碳培养条件相比,小球藻细胞结构破坏较轻,其机理是:无机碳培养条件下的小球藻细胞壁增厚,阻碍了对萘的吸收,而PAHs的毒性主要是在代谢过程中产生的,小球藻对无机碳的利用需要消耗更多的能量,故用来代谢PAHs的能量就较少,毒性也就较弱。


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