過(guò)氧化氫對(duì)銅綠微囊藻的生長(zhǎng)及損傷效應(yīng)研究.pdf

1、在社會(huì)的不斷發(fā)展和人類持續(xù)不斷的活動(dòng)影響下，水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，“水華”和“赤潮”的爆發(fā)也日趨頻繁，由此而引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題以及藻類的防治問(wèn)題一直備受全世界的關(guān)注。目前，對(duì)于藻類的去除技術(shù)主要有化學(xué)、物理和生物方法，這些方法都有一定的缺陷，不能有效的大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際水體除藻。近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)一定濃度的過(guò)氧化氫能夠殺滅藻細(xì)胞，并且過(guò)氧化氫只含有氫和氧兩種元素，對(duì)環(huán)境污染小，是一種潛在的環(huán)保除藻劑。
　　本文以銅綠微囊藻，一種能

2、夠引起藍(lán)藻“水華”的特征優(yōu)勢(shì)藍(lán)藻為試驗(yàn)材料，以藻細(xì)胞數(shù)和葉綠素a含量為指標(biāo)來(lái)研究過(guò)氧化氫在單一環(huán)境因素與復(fù)合環(huán)境因素以及藻細(xì)胞自身因素影響下對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響，以期為藍(lán)藻水華的治理和過(guò)氧化氫除藻技術(shù)提供更加全面的科學(xué)依據(jù)。然后從藻細(xì)胞氧化與抗氧化能力的角度分析過(guò)氧化氫對(duì)銅綠微囊藻的損傷效應(yīng)，以總抗氧化能力(T-AOC)水平、類胡蘿卜素和丙二醛(MDA)含量變化為指標(biāo)來(lái)研究過(guò)氧化氫對(duì)銅綠微囊藻的氧化損傷機(jī)制，為過(guò)氧化氫除藻的機(jī)理提供一

3、定的理論參考。同時(shí)，通過(guò)對(duì)培養(yǎng)基中過(guò)氧化氫含量分析來(lái)簡(jiǎn)單探討過(guò)氧化氫除藻之后對(duì)水體環(huán)境的影響，可在一定程度上為實(shí)際應(yīng)用過(guò)氧化氫除藻的環(huán)境可行性提供依據(jù)。本研究的主要成果有:
　　(1)不同濃度的H2O2處理藻液，會(huì)對(duì)藻細(xì)胞產(chǎn)生不同程度的毒害作用，H2O2濃度越大，毒害作用越大。24h之后，銅綠微囊藻藻細(xì)胞數(shù)、葉綠素a含量、類胡蘿卜素含量、蛋白質(zhì)含量以及T-AOC都有了非常大的減小，而MDA含量顯著增加，同時(shí)培養(yǎng)基中的H2O2含量也

4、迅速降低;隨著處理時(shí)間的增加，毒害作用一直延續(xù)，培養(yǎng)基中H2O2也逐漸被消耗和分解，72h之后，藻細(xì)胞各指標(biāo)含量的數(shù)值降得很低，同時(shí)MDA含量也增加到最大，藻細(xì)胞的損傷效應(yīng)也達(dá)到最大。其中，H2O2濃度為50mg/L時(shí)，能夠有效的去除藻細(xì)胞，并且對(duì)藻細(xì)胞的生理指標(biāo)以及抗氧化能力都有很強(qiáng)的損傷效應(yīng)，并且72h之后，培養(yǎng)基中H2O2的含量減少了98％，殘留量很低。
　　(2)水體中溶液pH值的大小、溫度以及光照都會(huì)影響銅綠微囊藻的生長(zhǎng)

5、，同時(shí)也會(huì)對(duì)H2O2的除藻效果產(chǎn)生影響。pH7.5～8.5的微堿性環(huán)境條件最適合銅綠微囊藻生長(zhǎng)繁殖，而在pH6.5～7.5的中性環(huán)境條件下，H2O2對(duì)銅綠微囊藻的去除以及藻細(xì)胞葉綠素a含量的降低效果較好，中、堿性(pH7.5～9.5)的環(huán)境條件更有利于培養(yǎng)基中H2O2的消耗與分解。在20～30℃的溫度范圍內(nèi)，H2O2都能有效去除銅綠微囊藻，溫度對(duì)H2O2除藻影響差異不大。2500lx～4500lx的光照下，銅綠微囊藻有較高的生長(zhǎng)量，以光

6、照為3500lx時(shí)，其生長(zhǎng)量達(dá)到最大;H2O2去除藻細(xì)胞，在短時(shí)間內(nèi)，低光照強(qiáng)度有利于H2O2去除銅綠微囊藻，但隨著時(shí)間的增加，光照的影響作用不太明顯;在相同的時(shí)間內(nèi)，光照強(qiáng)度越大，培養(yǎng)基中H2O2的殘留量越低。
　　(3)正交試驗(yàn)結(jié)果表明，光照、溫度、pH和H2O2濃度四個(gè)因素中，對(duì)藻細(xì)胞去除率影響大小的因素依次是:H2O2濃度＞pH＞光照＞溫度;對(duì)藻細(xì)胞葉綠素a含量去除影響最大因素也是H2O2濃度，影響最小的是pH值;而對(duì)培養(yǎng)

7、基中H2O2殘留量的影響大小順序是:H2O2濃度＞光照＞pH＞溫度。結(jié)合正交試驗(yàn)與實(shí)際情況，確定去除銅綠微囊藻的最佳條件是光照為1500lx、H2O2濃度為50mg/L、pH值為7.5、溫度為25℃。
　　(4)銅綠微囊藻自身因素也會(huì)對(duì)H2O2的除藻效果產(chǎn)生一定的影響。50mg/L H2O2處理藻液時(shí)，藻液的初始藻細(xì)胞數(shù)大小對(duì)H2O2除藻影響不大。72h內(nèi)，初始藻細(xì)胞數(shù)為1×106～1×107個(gè)/ml時(shí)，H2O2除藻的效果差別不是

8、很大，當(dāng)初始藻細(xì)胞數(shù)超過(guò)2×107個(gè)/ml時(shí)，相同濃度的H2O2，除藻效果略有下降。對(duì)于不同生長(zhǎng)階段的藻細(xì)胞，H2O2對(duì)其生長(zhǎng)及損傷效應(yīng)的影響不一樣，對(duì)藻細(xì)胞的去除效果也不一樣。H2O2對(duì)衰亡期藻細(xì)胞的損傷效應(yīng)最大，去除效果也最好，其次是適應(yīng)期的藻細(xì)胞，穩(wěn)定期和對(duì)數(shù)期的藻細(xì)胞損傷效應(yīng)差異不顯著。
　　H2O2是一種潛在的除藻劑，本身分解也只產(chǎn)生水和氧氣，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可以用H2O2來(lái)殺滅水體中的銅綠微囊藻，這對(duì)于藍(lán)藻“水華”的治理