水华期间藻类分层胞外聚合物与重金属的相互作用机制研究

水体重金属污染和藻类水华暴发已经成为十分突出的环境问题。通过三维荧光光谱法研究了铅(Pb^(2+))、镉(Cd^(2+))、锌(Zn^(2+))、铬(Cr^(3+))4种典型重金属污染物与藻类分层胞外聚合物(Extracellular polymeric substance,EPS)的相互作用机制。荧光猝灭结果表明,水华藻类分层EPS中含有2个荧光峰(峰A:Ex/Em=225~230/325~340 nm;峰B:Ex/Em=275~280/300~330 nm),分别为芳香类蛋白和色氨酸。藻类分层EPS的芳香类蛋白峰A能被Pb^(2+),Cd^(2+),Zn^(2+),Cr^(3+)猝灭,且以静态猝灭为主,加入Pb^(2+),Zn^(2+)后藻类EPS出现了产生荧光的类腐殖酸物质(峰C:Ex/Em=275~280/445~450 nm)。藻类分层EPS中芳香类蛋白比色氨酸有更大的金属结合能力,不同金属与藻类EPS的结合部位与结合能力不同,水华期间藻类分层EPS对重金属污染迁移转化具有较大的影响。

重金属镉对铜绿微囊藻的分层胞外聚合物淬灭机制研究

通过三维荧光光谱法研究铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa)产毒株FACHB-905和不产毒株FACHB-469分层胞外聚合物(EPS)的差异性以及Cd(Ⅱ)对EPS的淬灭机制。结果表明:FACHB-905分层EPS中主要含有4种荧光基团(色氨酸、芳香蛋白Ⅰ和2种类腐殖酸),FACHB-469分层EPS中主要含有6种荧光基团(色氨酸、芳香蛋白Ⅰ和4种类腐殖酸)。两者的分层EPS中芳香类蛋白比色氨酸、类腐殖酸有更大的Cd(Ⅱ)结合能力,FACHB-469比FACHB-905更易与Cd(Ⅱ)结合,附着型LB/TB-EPS中芳香蛋白Ⅰ均能被Cd(Ⅱ)有效淬灭,且以动态淬灭为主导,类腐殖酸能被静态淬灭。Cd(Ⅱ)致使FACHB-469的TB-EPS中出现了类富里酸物质。两种铜绿微囊藻与Cd(Ⅱ)的反应都是自发的放热反应,氢键和范德华力在反应中起主要作用。