絡合鐵對淡水藻增殖的影響及其藻生物利用途徑研究.pdf

1、淡水水域的藻華問題一直是水環(huán)境領(lǐng)域的熱點研究問題之一，近年來藻華的爆發(fā)頻度和嚴重程度呈加劇趨勢，如何從爆發(fā)機理上解釋藻華問題成為藻華預警及控制技術(shù)的重點突破方向。在經(jīng)歷了常量元素的探討研究后，藻華爆發(fā)對于營養(yǎng)元素的研究已進入對微量營養(yǎng)元素的研究中。研究表明，鐵(Fe)作為藻類生長發(fā)育必不可少的一種礦質(zhì)營養(yǎng)元素，在光合作用、呼吸作用、固氮作用、蛋白質(zhì)與核酸合成等生理代謝過程的電子傳遞及酶促反應中發(fā)揮著極為重要的作用。但鐵在自然界中的形態(tài)比

2、較多，且在自然界中的轉(zhuǎn)運及各形態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化的方式多種多樣，各藻種對于各形態(tài)鐵的吸收利用機制也較復雜。因此，研究不同形態(tài)的鐵與藻種之間的作用關(guān)系有利于進一步加深對藻華爆發(fā)過程的研究，為藻華的防治提供幫助。
　　論文主要研究了不同絡合態(tài)鐵對四尾柵藻、水華魚腥藻兩種典型淡水藻的影響、藻吸收利用絡合鐵的過程。比較分析了絡合態(tài)鐵的形態(tài)和濃度對于兩種藻的增殖趨勢的影響、對于氮磷營養(yǎng)元素吸收及有機物分泌的影響，并在比較分析了兩種藻不同絡合態(tài)鐵

3、中胞內(nèi)胞外鐵變化的基礎上，進一步探究藻對于絡合鐵的吸收利用途徑。實驗結(jié)果如下：
　?。?）兩種藻在不同鐵源條件下的生長潛勢。
　　在設計的初始鐵實驗濃度范圍0.3 mg·L-1~1.5mg·L-1內(nèi)，隨著鐵濃度的升高，鐵對于四尾柵藻會有一個先促進后抑制的過程。各鐵源條件中，四尾柵藻和水華魚腥藻生長情況最佳的均為0.9mg· L-1的檸檬酸鐵銨。鐵形態(tài)對四尾柵藻的生長影響顯著，鐵濃度對其的影響非常顯著，且影響的主次因素為：鐵濃

4、度>鐵形態(tài)。水華魚腥藻對于鐵的形態(tài)和濃度的適應性較強，但當鐵濃度達到1.5mg·L-1時仍會對水華魚腥藻的生長有抑制作用。鐵形態(tài)對水華魚腥藻的生長沒有顯著性影響，鐵濃度對其的影響非常顯著。對于水華魚腥藻的影響，鐵濃度要遠遠強于鐵形態(tài)。綜合四尾柵藻和水華魚腥藻生長情況可知，不同藻種對于不同的鐵源響應方式有所不同，鐵濃度和鐵形態(tài)對于藻類的影響程度在不同藻種之間也有不同。一般而言，鐵濃度對藻增殖的影響要強于鐵形態(tài)。
　?。?）不同鐵源條

5、件下兩種藻對磷的吸收。
　　對于四尾柵藻，草酸鐵對其吸收磷的促進作用均要強于EDTA-Fe、腐殖酸鐵、檸檬酸鐵銨，最大磷平均吸收速率可達到0.0556mg·L-1·d-1。鐵濃度對四尾柵藻磷吸收有顯著影響，鐵形態(tài)有非常顯著的影響。水華魚腥藻在整個磷吸收的過程中有著“先慢后快”的特點，在培養(yǎng)周期的最后2d磷濃度吸收速率能達到0.1~0.2 mgL-1d-1。鐵濃度和鐵形態(tài)均對水華魚腥藻磷吸收沒有顯著影響。
　?。?）兩種藻在不

6、同鐵源條件下的代謝產(chǎn)物分析。
　　水華魚腥藻在四種絡合鐵為鐵源的培養(yǎng)過程中均會分泌色氨酸類、絡氨酸類蛋白質(zhì)及腐殖類有機物。其中，色氨酸類蛋白質(zhì)的分泌情況基本相同，水華魚腥藻在生長過程中均會先分泌色氨酸類蛋白質(zhì)而后進行吸收；絡氨酸的分泌情況有所差異， EDTA-Fe試驗組和腐殖酸鐵試驗組絡氨酸類蛋白質(zhì)會先分泌后相對穩(wěn)定，草酸鐵和檸檬酸鐵銨試驗組絡氨酸類蛋白質(zhì)持續(xù)增大。各鐵形態(tài)對藻細胞分泌蛋白質(zhì)類有機物的促進作用大小順序為：EDTA-

7、Fe、草酸鐵>檸檬酸鐵銨>腐殖酸鐵。四種絡合鐵作鐵源時，分泌的UV類有機物占總有機物的比重較小，且分子量大小主要集中在1kDa~100kDa，分泌的總的有機物（TOC）分子量大小主要集中在100Da~10 kDa。
　?。?）兩種藻對不同絡合鐵源的吸收途徑分析
　　不同藻種之間絡合態(tài)鐵的吸收規(guī)律區(qū)別不大，但吸收速率會由于藻種生長力的不同有所差距，水華魚腥藻對鐵的吸收能力要強于四尾柵藻。四種絡合鐵被吸附的難易程度為：EDTA-