重金属元素对斜生栅藻（Scenedesmus Obliquus）生长及叶绿素荧光特性的影响

论文摘要

藻类作为环境指示生物对水体重金属污染情况的监测与评价受到了越来越多的重视。传统的监测方法是选取藻类的生长指标、生理生化指标、无观察效应浓度或是半有效浓度来进行评价。叶绿素荧光技术是近年发展起来的研究重金属对藻类生物学效应的新技术,叶绿素荧光参数能否直接作为藻类重金属生物监测、评价的指标还有待进一步深入的研究。本实验选取常用污染物指示生物斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）作为研究对象,通过研究重金属镉（Cd2+）、锰（Mn2+）、锌（Zn2+）对其吸光度值（OD680）、叶绿素α（Chlα）浓度、无观察效应浓度（NOEC）、生长抑制率、以及最大光化学量子产量（Fv/Fm）的影响,以期为藻类监测与评价水体环境重金属污染提供一些基础依据；为早日实现藻类监测、评价重金属污染的标准化做出积极促进作用,为藻类监测重金属污染的新指标探索提供线索；也可以为阐明重金属污染对藻类的毒性机理、对水生态系统的危害性以及对重金属污染水体的治理提供参考。本实验主要研究结果为：1.实验结束时,不同浓度的镉（Cd2+）、锰（Mn2+）、锌（Zn2+）对斜生栅藻（S.obliquus）的OD680、Chlα含量、Fv/Fm（最大光化学量子产量）均有显著影响。2.根据镉（Cd2+）、锰（Mn2+）、锌（Zn2+）对斜生栅藻（S. obliquus）的无观察效应浓度（NOEC）,可以判断三种重金属离子对斜生栅藻（S. obliquus）的毒性由大到小依次是镉（Cd2+）>锌（Zn2+）>锰（Mn2+）。镉（Cd2+）对斜生栅藻（S. obliquus）的毒性作用较大,对Fv/Fm的无观察效应浓度（NOEC）为0.001mg/L,表明低剂量的镉（Cd2+）即可导致Fv/Fm的显著变化。锰（Mn2+）、锌（Zn2+）是藻类生长的必需微量元素,本实验得出的锰（Mn2+）对斜生栅藻（S. obliquus）的适宜范围是0.5-10mg/L,锌（Zn2+）对斜生栅藻（S. obliquus）的最适宜范围是1-10mg/L,超过最适浓度范围的上限,则表现出对斜生栅藻（S. obliquus）生长的抑制作用。3.最大光化学量子产量（Fv/Fmm）对镉（Cd2+）、锌（Zn2+）浓度变化较为敏感,在48h之前能较好的反映镉（Cd2+）、锌（Zn2+）对斜生栅藻（S. obliquus）的毒性效应,可以利用测定Fv/Fm（最大光化学量子产量）的变化,评价斜生栅藻（S. obliquus）对镉（Cd2+）、锌（Zn2+）的适应性。与最大光化学量子产量（Fv/Fm）相比,斜生栅藻（S. obliquus）的生长指标对锰（Mn2+）浓度的变化更为敏感。最大光化学量子产量（Fv/Fmm）在锰（Mn2+）浓度达到100mg/L时,在48h相比对照组出现显著下降,可以推断最大光化学量子产量（Fv/Fmm）不适宜用来指示锰（Mn2+）对斜生栅藻（S. obliquus）的毒性效应。Fv/Fm（最大光化学量子产量）能否可以直接作为藻类监测和评价水体环境重金属污染的指标,还有待进行大量的实验研究,以确定该法的可行性和适应性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 我国水体重金属污染状况
• 2 重金属水体环境污染的生物监测与评价
• 2.1 水体环境重金属污染的生物监测与评价优点
• 2.2 水体环境重金属污染生物监测的指示生物选择
• 2.3 水体重金属污染生物监测项目与方法
• 2.4 藻类在水体环境重金属污染监测与评价中的应用
• 3 叶绿素荧光技术在重金属对藻类生物学效应中的应用
• 3.1 叶绿素荧光的产生
• 3.2 叶绿素荧光的测量及其参数的意义
• 4 本实验的研究目的及意义
• 第二章 实验材料及方法
• 1 实验材料
• 1.1 实验用主要仪器设备
• 1.2 实验试剂
• 1.3 实验藻种
• 1.4 实验用重金属
• 1.5 驯化及扩大培养培养基
• 2+)培养基'>1.6 不同浓度梯度镉(Cd²⁺)培养基
• 2+)培养基'>1.7 不同浓度梯度锰(Mn²⁺)培养基
• 2+)培养基'>1.8 不同浓度梯度锌(Zn²⁺)培养基
• 2 实验前预备工作
• 2.1 实验用品处理
• 2.2 实验藻种的驯化及扩大培养
• 3 实验内容
• 4 实验方法
• 4.1 斜生栅藻藻液吸收峰的确定
• 4.2 藻细胞密度与吸光度关系方程的建立
• 4.3 生长曲线的绘制
• 4.4 比增长速率及抑制率的计算
• 4.5 藻细胞中叶绿素a（Chl a）的测定
• 4.6 叶绿素荧光参数的测定
• 4.7 无观察效应浓度（NOEC）和最小观察效应浓度（LOEC）的确定
• 5 实验数据处理
• 第三章 结果分析与讨论
• 1 斜生栅藻最大吸收峰及藻细胞密度与吸光度关系方程
• 1.1 斜生栅藻最大吸收峰
• 1.2 藻细胞密度与吸光度关系方程
• 2 镉对斜生栅藻生长及叶绿素荧光特性的影响
• 2.1 镉对斜生栅藻吸光度值的影响
• 2.2 镉对斜生栅藻比增长率及抑制率的影响
• 2.3 不同浓度镉对斜生栅藻叶绿素a浓度的影响
• 2.4 不同浓度镉对斜生栅藻最大光化学量子产量的影响
• 2.5 镉对斜生栅藻的无观察效应浓度和最小观察效应浓度
• 2.6 讨论
• 3 不同浓度的锰对斜生栅藻生长及叶绿素荧光特性的影响
• 3.1 锰对斜生栅藻吸光度值的影响
• 3.2 锰对斜生栅藻比增长率及抑制率的影响
• 3.3 不同浓度锰对斜生栅藻叶绿素a浓度的影响
• 3.4 不同浓度锰对斜生栅藻最大光化学量子产量的影响
• 3.5 锰对斜生栅藻的无观察效应浓度和最小观察效应浓度
• 3.6 讨论
• 4 不同浓度的锌对斜生栅藻生长及叶绿素荧光特性的影响
• 4.1 锌对斜生栅藻吸光度值的影响
• 4.2 锌对斜生栅藻比增长率及抑制率的影响
• 4.3 不同浓度锌对斜生栅藻叶绿素a浓度的影响
• 4.4 不同浓度锌对斜生栅藻最大光化学量子产量的影响
• 4.5 锌对斜生栅藻的无观察效应浓度和最小观察效应浓度
• 4.6 讨论
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历