不同磷濃度對(duì)螺旋藻砷吸附、吸收及轉(zhuǎn)化的影響研究.pdf

1、螺旋藻被譽(yù)為“21世紀(jì)最理想的食品”。隨著保健品的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)，螺旋藻的安全品質(zhì)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。近年來(lái)，我國(guó)部分品牌的螺旋藻保健品中發(fā)生了砷(As)含量超標(biāo)事件，開(kāi)展螺旋藻砷污染控制的研究已非常緊迫。以往這方面的研究大多集中在藻粉中總As含量的檢測(cè)和螺旋藻As污染源的分析。有關(guān)磷(P)濃度如何影響螺旋藻吸附、吸收和轉(zhuǎn)化砷酸鹽As(Ⅴ)、亞砷酸鹽As(Ⅲ)的研究仍鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)以鈍頂螺旋藻為研究對(duì)象，首先用不同濃度As(Ⅴ)、As(

2、Ⅲ)處理螺旋藻7d，研究藻體對(duì)As的吸附和吸收特性;然后降低培養(yǎng)液中P濃度，研究不同P濃度對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)的影響;在藻體生長(zhǎng)不受影響的情況下，研究不同P濃度對(duì)螺旋藻As(Ⅴ)、As(Ⅲ)吸附、吸收及胞內(nèi)As形態(tài)的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1.不同P濃度對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)的影響
　　采用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培養(yǎng)，設(shè)置系列P濃度（1/200P正～P正，P正為正常P供應(yīng)時(shí)培養(yǎng)基中P的濃度88.9 mg· L-1）處理，研究不同P濃度對(duì)螺旋藻生物量、

3、藻膽蛋白、葉綠素含量的影響。結(jié)果表明，與P正相比，1/10、1/25、1/50P正對(duì)螺旋藻的生長(zhǎng)沒(méi)有影響;當(dāng)P濃度降低時(shí)1/100P正時(shí)，藻體藻膽蛋白顯著降低，葉綠素含量增加;當(dāng)P繼續(xù)降低至1/200P正時(shí)，螺旋藻的生物量、藻膽蛋白、葉綠素含量降低，生長(zhǎng)受到顯著影響。
　　2.不同濃度As(Ⅴ)、As(Ⅲ)對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)、As富集的影響
　　分別用不同濃度As(Ⅴ)（50、100、150、200、250、300μg·L-1）、

4、As(Ⅲ)(50、100、200、300μg·L-1)處理螺旋藻，比較不同As處理對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)和As吸附、吸收特性的影響。研究結(jié)果表明，與無(wú)As處理的對(duì)照組相比，不同濃度As(Ⅴ)對(duì)螺旋藻的生物量幾乎無(wú)影響，As(Ⅲ)處理的藻體生物量有增加的趨勢(shì)，但變化不顯著。螺旋藻As吸附量、吸收量和總砷含量均隨著培養(yǎng)液中As處理濃度的升高顯著增加。在相同As處理濃度下，As(Ⅲ)處理的藻體As吸收量和總砷含量均比As(Ⅴ)處理的藻體高，而As吸附量

5、相差不大。50、100μg·L-1 As(Ⅴ)處理的螺旋藻幾乎不吸收As，As(Ⅲ)處理的藻體As吸收量分別為0.242、0.300 mg·kg-1。因此，在相同As濃度處理時(shí)，螺旋藻對(duì)As(Ⅲ)的富集能力更強(qiáng)。此外，當(dāng)培養(yǎng)液中As(Ⅴ)濃度達(dá)到150μg·L-1時(shí)，藻體富集的As含量為1.006 mg·kg-1，超過(guò)了我國(guó)保健品中As的限量值1.0 mg·kg-1。As(Ⅲ)處理濃度為200μg·L-1、300μg·L-1，藻體總砷含

6、量為1.471 mg·kg-1、2.285 mg·kg-1，嚴(yán)重超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限量。但大部分的As被吸附在細(xì)胞表面，因此可以通過(guò)PBS洗脫明顯降低藻體的總砷含量。此外，As(Ⅴ)處理時(shí)螺旋藻胞內(nèi)只有As(Ⅴ)一種As形態(tài)，而As(Ⅲ)處理的藻體胞內(nèi)同時(shí)存在As(Ⅲ)和As(Ⅴ)，但以后者為主要形態(tài)。
　　3.不同P濃度對(duì)螺旋藻吸附、吸收和轉(zhuǎn)化As(Ⅴ)、As(Ⅲ)的影響
　　設(shè)置在不影響螺旋藻正常生長(zhǎng)的P濃度（1/50P正～P正）

7、，分別用As(Ⅴ)(300μg·L-1)、As(Ⅲ)（200、300μg·L-1）處理螺旋藻，研究比較不同P濃度對(duì)螺旋藻As(Ⅴ)、As(Ⅲ)吸附、吸收和胞內(nèi)As形態(tài)的差異。研究結(jié)果表明，正常P條件下，300μg·L-1 As(Ⅴ)、As(Ⅲ)處理的藻體吸收As含量分別為0.202、0.802 mg·kg-1;當(dāng)P濃度為1/25 P正時(shí)，藻體As吸收量分別顯著增加至1.369、2.181 mg·kg-1;P降低至1/50P正藻體吸收的A

8、s含量繼續(xù)增加至1.457、2.672 mg·kg-1，表明降低培養(yǎng)液中P的濃度會(huì)促進(jìn)藻體對(duì)As的吸收，增加了螺旋藻As污染超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，用As(Ⅴ)處理螺旋藻后，培養(yǎng)液中P濃度的降低還會(huì)促進(jìn)螺旋藻胞內(nèi)As的還原、甲基化和外排過(guò)程。當(dāng)用As(Ⅲ)處理時(shí)，螺旋藻對(duì)As(Ⅲ)具有較強(qiáng)的氧化作用，降低培養(yǎng)液P濃度也促進(jìn)了上述過(guò)程的發(fā)生。在300μg·L-1As(Ⅴ)處理下，僅當(dāng)P濃度降低至1/50P正時(shí)，螺旋藻胞內(nèi)產(chǎn)生二甲基砷(DMA)。