几种大型海藻对海水中重金属污染的生物修复能力研究

发布时间：2020-05-17 06:28

【摘要】：本文通过开展真江蓠、孔石莼、鼠尾藻和松节藻四种海藻对海水中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni和Mn七种重金属混合污染的修复实验，以期筛选出对多种重金属污染具有强生物修复能力的海藻种类。实验中重金属浓度在设置上参考我国海水水质标准，范围为I类海水至IV类海水的两倍。 实验用海藻在经过混合重金属处理15d后，藻体的相对生长速率(RGR)随着重金属浓度的增加呈下降趋势，在实验浓度范围内，孔石莼的RGR下降幅度最小，由1.46%/d下降到1.18%/d，松节藻下降幅度最大，由0.86%/d下降到0.46%/d。 海藻对各种重金属均有一定的富集能力，且积累量随着海水重金属浓度的增加而增加。不同海藻对重金属的富集能力不同，真江蓠对Cu和Mn的积累量(23.64mg/kg、51.62mg/kg)最大，孔石莼对Pb的积累量(43.55mg/kg)最大，鼠尾藻对Zn、Cd、Cr的积累量(152.69mg/kg、6.96mg/kg、9.29mg/kg)最大，松节藻对Ni的积累量(55.24mg/kg)最大。 孔石莼、鼠尾藻和松节藻三种海藻对海水中重金属均有一定的去除能力，且海藻对海水重金属的去除率随着海藻培养时间的增加而增加。孔石莼对于Cd、Ni和Mn(0.76、0.69、0.74)，鼠尾藻对于Zn和Cr(0.80、0.70)，松节藻对于Cu、Pb(0.75、0.76)，分别具有较强去除能力，且三种海藻对Cu、Ni和Mn去除能力相近。 本文还研究了重金属对海藻生理指标的影响。随着海水重金属浓度的增加，四种海藻生理指标变化如下：藻体叶绿素a含量呈现先增加后降低的趋势，说明在高浓度的混合重金属污染下，藻体的叶绿素a的代谢受到抑制；可溶性糖含量呈现先降低后增加的趋势，可溶性蛋白含量呈现逐渐下降的趋势，反映出重金属污染会对藻体细胞内生理代谢产生负面影响；真江蓠、孔石莼SOD活性整体呈现增加的趋势，鼠尾藻和松节藻表现为先增加后降低的趋势；真江蓠、鼠尾藻和松节藻CAT活性随重金属浓度升高出现先增加后降低的趋势，孔石莼整体呈现上升的趋势；四种海藻的POD活性随着重金属浓度的升高表现为先增加后降低的趋势。结果表明，在实验重金属浓度范围内，这四种海藻对重金属污染具有较强的抗逆性和生理适应能力。 本文还研究了三种大型海藻对海水中氮磷去除能力，结果表明，孔石莼、鼠尾藻和松节藻对海水中氨氮和磷酸盐均有一定的去除能力，孔石莼对氮磷去除能力最强；混合重金属的存在使得孔石莼对海水中磷酸盐的去除效果下降。
【图文】：

处理 2 组为 3.70g、3.72g，处理 5 组下降到 3.64g，处理 1、处理 2 和处理 5组鲜重分别下降了 1.66 %、0.95% (P>0.05)和 3.17% (P<0.05)；相对于对照组的鲜重（3.98g），，松节藻藻体的鲜重从处理 1 组的 3.97g 下降到处理 5 组的 3.75g，各处理组分别下降了 0.32% (P>0.05)和 5.80% (P<0.05)。结果表明，随着海水中重金属浓度的增加，四种海藻的鲜重均出现了一定程度的下降。在低浓度组（I 类海水），四种海藻的鲜重与对照组之间无显著性差异(P>0.05)；随着重金属浓度从处理 2 组（II 类海水）增加至处理5 组（IV 类海水的两倍），真江蓠、孔石莼和松节藻三种海藻鲜重均出现了显著性下降(P<0.05)，鼠尾藻鲜重仅在 5 组出现了显著性下降(P<0.05)。高浓度组处理时，四种海藻的鲜重为孔石莼>真江蓠≈松节藻>鼠尾藻。

图 1-2 海水重金属浓度对海藻相对生长速率(RGR)的影响Fig.1-2 Effects of the concentration of heavy metals in seawater on relative growth (RGR) of four seaweeds1.2.2 海藻对重金属的富集能力1.2.2.1 海藻对重金属 Cu 的富集实验研究了真江蓠、孔石莼、鼠尾藻和松节藻这四种海藻在含有七金属海水中培养 15d 后，海藻体重金属 Cu 含量的变化如图 1-3 所示。随着海水 Cu 浓度的增加，真江蓠体内 Cu 的含量有逐步增加的趋低浓度(0.005mg/L)时，真江蓠藻体内 Cu 含量为 5.90mg/kg，高(0.100mg/L)时 Cu 含量为 23.64mg/kg，两者较对照组分别增加了 5(P>0.05)和 324.45%(P<0.05)，说明随着海水 Cu 浓度的增加，真江蓠对的富集出现逐步增加的趋势。随着海水 Cu 浓度的增加，孔石莼体内 Cu 的含量有逐步增加的趋低浓度(0.005mg/L)培养时，孔石莼藻体内 Cu 含量为 6.35mg/kg，高浓
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X55;X173

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本文编号：2668089