镉对嗜热小球藻的毒性效应及生物富集研究

藻类在重金属生物修复中具有巨大的潜力,探究藻-镉之间的相互作用,确定藻株性能,具有重要的意义。从矿区污染环境中筛选得到一株嗜热小球藻(Chlorella thermophila),考察不同Cd^(2+)浓度胁迫下嗜热小球藻的生理生化特性及其镉富集能力。结果表明:嗜热小球藻对Cd^(2+)具有较强的耐受能力,嗜热小球藻的96 h半效应浓度(EC50-96 h)为8.969 mg/L;随着Cd^(2+)浓度的增加,小球藻细胞内的光合色素含量逐渐降低;在小球藻藻细胞内抗氧化系统中超氧化物歧化酶(SOD)含量呈先增加后降低的趋势,7 mg/L Cd^(2+)浓度下小球藻藻细胞内抗氧化系统中SOD的含量最高,说明过高的Cd^(2+)浓度会导致小球藻藻细胞抗氧化系统受损,而丙二醛(MDA)含量逐渐增加,说明小球藻藻细胞损伤明显;小球藻对Cd^(2+)具有较好的吸附性能,3 mg/L Cd^(2+)浓度下第6天时小球藻对Cd^(2+)的吸附效率可达63.78%。可见,藻与镉之间存在相互作用,高浓度Cd^(2+)会对嗜热小球藻的生长、光合系统及抗氧化系统造成一定的损害,但总体来看,嗜热小球藻耐镉性能较好,同时具有良好的镉生物富集能力。

固氮鱼腥藻介导As(Ⅲ)氧化及其对铵氮输入的响应

铵氮在砷的生物地球化学循环过程中发挥着重要作用,但铵氮输入对藻类介导的As(Ⅲ)生物氧化机理尚不清楚.以固氮蓝藻鱼腥藻(Anabaena sp.)为研究对象,通过室内模拟实验,研究在不同浓度As(Ⅲ)条件下,鱼腥藻对As(Ⅲ)的毒性响应和氧化作用,并研究了外源铵氮输入对鱼腥藻的生长以及氧化As(Ⅲ)的影响.结果表明,鱼腥藻的半抑制浓度(IC_(50))值为15.59 mg/L,当As(Ⅲ)的浓度为0.1 mg/L、1 mg/L和10 mg/L时,分别在1 d、2 d和7 d内被完全氧化为As(V),并且随着As(Ⅲ)浓度增加,鱼腥藻的固氮作用增强.NH_(4)^(+)浓度在234 mg/L以内时,对鱼腥藻(Anabaena sp.)的生长有促进作用,随着NH_(4)^(+)浓度从0 mg/L增加至1 mg/L、45 mg/L和234 mg/L,1 mg/L As(Ⅲ)分别在48 h、36 h、24 h和12 h被完全氧化.随着NH_(4)^(+)浓度增加,鱼腥藻对砷的吸附量增加,As(Ⅲ)的氧化加速.研究结果有助于阐释天然水体中铵氮在砷生物转化过程中的作用.

土壤微藻对盐胁迫的响应及其对盐渍化土壤的改良作用

土壤盐渍化已成为世界性环境问题.为探究盐渍化土壤生物改良新技术,利用从新疆盐渍化土壤表层生物结皮中筛选的一株微藻,通过室内模拟实验,研究了该藻的耐盐性能及其对盐碱土的改良作用.结果表明:该藻具有较高的耐盐性,能够在1 mol/L NaCl溶液中存活并生长;盐胁迫降低了微藻光合色素的含量,表现出明显的梯度效应;经过18 d的培养,0.5 mol/L,1.0 mol/L,1.5 mol/L NaCl处理组中可溶性盐分别下降16.99%,9.23%,3.27%;将土壤微藻接种在高盐碱土表层,初始叶绿素a为3μg/cm^(2),5μg/cm^(2),8μg/cm^(2)土壤的实验组,经过20 d培育后,土壤含水率分别增加了29.41%,38.29%,39.54%,胞外聚合物(EPS)分别增加了82.84%,86.04%,116.06%.说明土壤微藻具有降低可溶性盐分,控制土壤盐分运移,以及保持土壤水分的作用.该研究为土壤藻改良盐渍化土壤提供重要的理论依据.