重金屬對棘尾蟲的毒性作用及其富集能力的初步研究.pdf

1、重金屬污染問題是當前研究的熱點話題，有關生物轉化及微生物在重金屬污染治理中的作用已得到了充分的研究證實。但是利用原生生物，例如棘尾蟲，來富集重金屬進而緩解重金屬污染的研究鮮見報道。一方面，原生生物可作為檢測環(huán)境變化的指示生物;另一方面，原生生物自身通過富集重金屬可作為緩解環(huán)境重金屬壓力的“清道夫”。本研究根據(jù)原生生物對環(huán)境脅迫的耐受性，篩選出耐受能力較強的物種，從而為水污染處理過程中的生物治理提供新思路。
　　本文實驗以野外分離的

2、棘尾蟲為研究對象，從以下四方面展開研究且并得到的實驗結果如下:
　　1.人工模擬環(huán)境脅迫條件，篩選強耐受性種。實驗以有毒微囊藻作為唯一食物來源，培育野外采集的水樣，通過連續(xù)多次培育，篩選出食物脅迫下生長明顯占據(jù)優(yōu)勢的原生生物。通過形態(tài)學分類和分子生物學分類的鑒定結果，將本實驗物種鑒定為鬃異源棘尾蟲Tetmemena pustulata。進一步對棘尾蟲食性進行研究時，發(fā)現(xiàn)0.1％酵母、1％葡萄糖和0.1％食物來源時棘尾蟲種大麥水均可

3、作為棘尾蟲的食物，其種群數(shù)量均能增加。但不同群表現(xiàn)不同:酵母粉作為食物時棘尾蟲種群數(shù)量能夠長時間維持在環(huán)境容納量水平，種群衰退時間明顯延遲;葡萄糖和大麥水作為食物時棘尾蟲種群數(shù)量也可達到一定的種群數(shù)量，但比酵母作為食物時的環(huán)境容納量水平要低，且會出現(xiàn)種群衰退時間提前的現(xiàn)象。因此，酵母為食物較理想，種群增長較持續(xù)且出現(xiàn)種群衰退時間較晚。
　　2.急性毒性實驗判斷棘尾蟲對重金屬的耐受性。實驗選用銅、鋅、鉻和鎘四種重金屬，研究棘尾蟲對重

4、金屬的耐受性差異及隨時間的變化。結果表明，銅、鋅、鉻和鎘四種重金屬對棘尾蟲24h的半致死濃度分別是:126.1μg/L、28.26mg/L、4.57mg/L和7.03mg/L，24h內對棘尾蟲毒性強弱為:Cu2+＞Cr6+＞Cd2+＞Zn2+;銅、鋅、鉻和鎘四種重金屬對棘尾蟲48h的半致死濃度分別是:53.46μg/L、23.28mg/L、4.19mg/L和2.52mg/L，48h內對棘尾蟲毒性強弱為:Cu2+＞Cd2+＞Cr6+＞Zn

5、2+;即48h后Cd2+對棘尾蟲的毒性要比Cr6+強。銅、鋅、鉻和鎘四種重金屬對棘尾蟲72h的半致死濃度分別是:43.55μg/L、21.53mg/L、4.02mg/L和1.43mg/L，72h內對棘尾蟲毒性強弱為:Cu2+＞Cd2+＞Cr6+＞Zn2+;銅、鋅、鉻和鎘四種重金屬對棘尾蟲96h的半致死濃度分別是:41.63μg/L、19.37mg/L、3.94mg/L和0.95mg/L。96h內對棘尾蟲毒性強弱為:Cu2+＞Cd2+＞C

6、r6+＞Zn2+。以上結果表明隨著脅迫時間延長，四種重金屬對棘尾蟲的有效致死濃度均呈下降趨勢，其中銅的毒性最強，其次是鎘和鉻，鋅最弱。
　　3.慢性毒性實驗確定重金屬對棘尾蟲繁殖的影響及其抗氧化酶活性的變化。結果表明，當Cu2+濃度在5-10μg/L時會促進棘尾蟲細胞分裂且初次分裂時間縮短;當Cu2+濃度在15-30μg/L時，棘尾蟲細胞分裂受抑制，并且初次分裂時間明顯延長;Cu2+濃度超過30μg/L時細胞停止分裂。當Zn2+濃

7、度在5mg/L時，會促進棘尾蟲細胞分裂且初次分裂時間縮短;當Zn2+濃度在10-20mg/L時，會抑制棘尾蟲細胞分裂，且初次分裂時間延長;當Zn2+濃度超過20mg/L時細胞停止分裂。在Cd2+和Cr6+濃度范圍內（0.7mg/L和2.0mg/L），均對棘尾蟲細胞分裂具有抑制作用，且初次分裂時間均有延長，當Cd2+濃度超過0.7mg/L時棘尾蟲就停止分裂活動;Cr6+濃度超過2.0mg/L時棘尾蟲停止分裂活動。進一步分析棘尾蟲抗氧化酶活

8、性變化，發(fā)現(xiàn)低濃度重金屬會提高棘尾蟲抗氧化酶活性，從而降低機體產生的氧自由基對細胞造成的損傷，而高濃度的重金屬則直接破壞其抗氧化系統(tǒng)，造成機體損傷，細胞分裂停止，甚至死亡。
　　4.通過重金屬富集實驗評價棘尾蟲在污水處理的應用潛力。實驗選用鉻和鋅作為處理對象，發(fā)現(xiàn)以棘尾蟲處理24小時后，溶液中Zn2+濃度可有效降低78.2％，Cr6+降低63.2％左右;處理48小時后，溶液中Zn2+濃度可有效降低89.8％，Cr6+降低69.5％