石油烃污染物对海洋浮游植物生长的影响--实验与模型

本文应用 1次培养实验方法 ,研究了 No.0柴油石油烃污染物对 6种海洋浮游植物生长的影响 ,结果表明 ,高浓度石油烃污染物 (CPH>1.0 5 mg· dm-3 )对裸甲藻 ,新月菱形藻 ,三角褐指藻 ,小球藻和亚心形扁藻的生长有抑制作用 ,对于中肋骨条藻 ,石油烃污染物浓度在高于 1.96 mg· dm-3 时抑制其生长。但低浓度石油烃污染物则易促进赤潮藻类 (裸甲藻 ,新月菱形藻 ,中肋骨条藻 )的生长。在 Logistic生长模型的基础上 ,结合 L orentz方程和 Exponential方程 ,引入石油烃污染物浓度项 ,建立石油烃污染物条件下的海洋浮游植物生长的模型。Lorentz方程可描述石油烃污染物对浮游植物生长速率参数的影响 ,Exponential方程可描述石油烃污染物对浮游植物生物量的影响 ,并且实验验证了该模型     

围隔实验中海洋浮游植物对石油烃污染物中正构烷烃的生物富集

本文应用海洋围隔生态实验研究了浮游植物对石油烃污染物生物富集动力学过程 ,提出了“水相差法”测定海洋浮游植物体内石油烃浓度 ,以及包括石油烃挥发和生物生长等影响因素的石油烃生物富集动力学模型 ,并利用非线性拟合技术得到了海洋浮游植物对 0 #柴油 WAF中正构烷烃的生物富集动力学参数 kup,kel和 BCFPOC,结果与 Kováts色谱保留指数具有很好的相关性 ,与利用生物分析平衡法测定的文献数据基本一致。本模型及实验方法简便可靠 ,可在现场实验中广泛应用 ,得到的动力学参数应用于多介质环境模型和生态动力学模型 ,用以研究石油烃污染物中正构烷烃在海洋环境中的迁移变化规律     

敌百虫对两种赤潮微藻生长的毒性效应研究

敌百虫是使用最为广泛的有机磷农药之一,在水产养殖中主要用于防治甲壳类寄生虫。本文研究了72 h的急性暴露以及25 d的亚慢性暴露下,敌百虫对两种赤潮微藻海洋卡盾藻和锥状斯氏藻生长的影响,以了解敌百虫对海洋微藻的毒性及海洋初级生产力的影响。在急性暴露下,高质量浓度敌百虫能明显抑制两种藻细胞的生长,而低质量浓度则对藻细胞的生长影响不明显,敌百虫对海洋卡盾藻和锥状斯氏藻生长的72 h EC50分别为32.1 mg/L和22.1 mg/L。在亚慢性暴露下,两种藻细胞对敌百虫的敏感性相近,高质量浓度组(25 mg/L)的藻细胞在暴露的第7~9天就全部死亡;1 mg/L的低质量浓度组,藻细胞的生长状况与对照组相近;5 mg/L和10 mg/L质量浓度组在暴露初期对藻细胞生长具有抑制作用,但在暴露后期则明显刺激了藻细胞的生长。本研究说明水环境背景质量浓度下的敌百虫不会抑制浮游植物的生长,但施药一段时间后,可刺激藻细胞的生长,从而增加了引发赤潮的风险。     

铅离子对海洋浮游植物生长影响的研究

采用一次培养实验方法,研究了Pb^2 对8种常见海洋浮游植物生长的影响。在Logistic生长模型的基础上,结合Lorentz方程和GaussAmp方程,引入Pb^2 浓度项,建立新的方程来描述Pb^2 存在条件下海洋浮游植物的生长过程,并且通过对实验数据的非线性拟合,验证该方程是合理的。实验拟合结果表明,高浓度Pb^2 (c(Pb^2 )≥2500μg／L)对浮游植物的生长普遍有抑制作用,而较低浓度Pb^2 (c(Pb^2 )≤100μg／L)则易促进赤潮异弯藻(Heterosigma akashiuo Hada)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus Cleve)、三角褐指藻(Pheodactylum tricormutum Bohlin)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum (Greville) Cleve)、青岛大扁藻(Platymonas helgolanidica Kylin var tsingtaoensis)、亚心型扁藻(Platymonas subcordiformis)的生长,它们最佳的促进生长浓度分别为：1991、2523、101、1488、627、509μg／L,但对于海洋原甲藻(Prorocentrum micans Ehrenberg)、裸甲藻(Gymnodinium sp．)的生长没有明显的影响。应用该方程在一定程度上不仅可以根据浮游植物的生长情况．推测相应海区的Pb^2 污染物浓度;而且也可以预测不同浓度Pb^2 条件下,相应海区的海洋浮游植物的生长情况。     

链霉素对海洋微藻的毒物刺激效应

实验选用链霉素对六种海洋微藻进行实验 ,发现六种海洋微藻普遍对链霉素具有抗性。其中只有角毛藻和三角褐指藻在实验范围内 (0～ 50 0 mg/ L)测到了 72 h的半抑制浓度 ,EC50 分别为346 mg/ L和 4 4 5mg/ L。其它四种均未测到。而且当链霉素浓度为 30 mg/ L时 ,对六种海洋微藻普遍具有生长刺激效应 ,即毒物刺激效应。     

石油烃和营养盐的复合污染对海洋浮游植物的影响Ⅰ. 石油烃对海洋浮游植物吸收营养盐的影响

通过向具有相同营养盐浓度的培养体系中添加不同浓度的石油烃,对中肋骨条藻、赤潮异弯藻、微小亚历山大藻和锥状斯氏藻进行周期性培养,探讨了石油烃对微藻营养盐吸收动力学的影响.结果发现,在开始30min内,微藻对营养盐均有一非耗能的短暂快吸收,随后吸收速率下降并趋于稳定.石油烃对中肋骨条藻和赤潮异弯藻氮、磷的吸收都表现抑制作用,浓度从0.13 mg/L到8.25mg/L的石油烃所呈现的抑制作用基本表现为先减弱后逐渐增强,8.25mg/L浓度的石油烃抑制作用最强.与中肋骨条藻和赤潮异弯藻实验结果不同的是,石油烃对微小亚历山大藻和锥状斯氏藻的氮、磷吸收在低浓度时呈现促进作用,且促进作用的程度随石油烃浓度的增加有先增强后减弱的趋势,在高浓度下促进作用会消失,8.25mg/L的石油烃不表现促进作用.石油烃对微藻营养盐吸收动力学的影响表现出复杂性,这既受石油烃浓度的影响,也与浮游植物的种类有重要关系.     

金属离子对中肋骨条藻的胁迫效应及叶绿素a 合成的影响

研究中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长对不同质量浓度的5种金属离子胁迫的响应,探讨5种金属离子对中肋骨条藻叶绿素a合成的影响.结果显示:生长方面,中肋骨条藻对Cd2+和Ba2+的响应较明显,培养至第10天,Cd2+质量浓度为1、10 mg/L组生长量仅有对照组的59％及43.6％; Ba2+质量浓度为2 mg/L组到第10天是对照组的69.4％,而0.5 mg/L组超过对照组38.9％;中肋骨条藻对其他金属离子的胁迫响应不明显;叶绿素合成方面,Cd2+质量浓度为1 mg/L时,叶绿素a合成量达最高,高于对照组157％;而Ba2+质量浓度为0.5、1 mg/L时,超出对照组的116％和483％;其他金属离子对中肋骨条藻叶绿素a合成均起抑制作用,各个质量浓度组均低于对照组,其中pb2+质量浓度为0.3 mg/L、Mn2+质量浓度为1 mg/L及Li+质量浓度为0.1 mg/L时,叶绿素a含量达最低值,仅为对照组的34.1％、37.5％和17.6％;结论是质量浓度为0.5 mg/L的Ba2+可促进中肋骨条藻的生长及叶绿素的合成,对其产业化规模培养具有重要意义.     

柴油水溶性组分对鼠尾藻和孔石莼生长及抗氧化酶的影响

为探究石油烃类对大型海藻生长及抗氧化酶应答机制的影响,并为利用藻类修复石油烃污染水域提供科学依据,本文以鼠尾藻(Sargassum thunbergii)和孔石莼(Ulva pertusa)为研究对象,探讨了不同浓度的柴油水溶性组分对大型海藻生长、净光合速率、呼吸速率以及生化指标的影响。研究显示,鼠尾藻在柴油水溶性组分浓度为8.599、25.770和41.285 mg/L处理组中的相对生长率(RGR)高于对照组,85.990 mg/L处理组中生长出现显著抑制现象。在24 h内,各浓度处理组的孔石莼RGR显著高于对照组,72 h后,41.285和85.990 mg/L处理组的孔石莼RGR显著降低。两种藻的净光合速率和叶绿素a含量在各浓度处理组中的变化趋势与其RGR相对应,而呼吸速率在各浓度处理组中要高于对照组。高浓度的柴油水溶性组分均引起两种藻的丙二醛含量上升。鼠尾藻的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别在96和48 h显著上升,过氧化物酶(POD)活性变化不显著,总抗氧化能力在96 h达到最高值。孔石莼的SOD、CAT和POD活性分别在48、72和48 h上升,总抗氧...     

近海污染物对海洋浮游植物生长及生化组成影响的比较研究

威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)属沿海中心硅藻纲,是海洋硅藻的模式种之一。实验探讨氮营养盐(硝酸盐,N,c(N)分别为8.0,16.0,32.0,64.0μmol/L)、石油烃(0号柴油分散液,WAFs,c(WAFs)分别为0,0.1,0.5,1.0,5.0 mg/L)、抗生素(土霉素,c(OTC)分别为,0,1.0,3.0,5.0,10.0 mg/L)等3类近海常见污染物对威氏海链藻细胞生长及生化组成的影响。结果表明,3类近海常见污染物对藻生长(即藻细胞密度)、叶绿素a合成、蛋白质生成、藻细胞抗氧化能力(即超氧化物歧化酶活性)、脂质过氧化(即丙二醛含量)的影响程度分别为WAFsNOTC、NOTCWAFs、NWAFsOTC、WAFsNOTC、OTCNWAFs;影响程度的差异,揭示了近海各污染物的毒性作用机制及靶位不同。     

混合氮源对扁藻与金藻共培养和单种培养生长的影响

采用均匀设计,研究了硝酸钠(NO3-N)、尿素(NH2-N)和硫酸铵(NH4-N)3种氮源对亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)与球等鞭金藻(Isochrysis galbana)共培养和单种培养生长的影响。结果表明,不同氮源对扁藻与金藻在不同培养方式下的生长均存在显著差异(P<0.05)。共培养时,硝酸钠质量浓度对扁藻和金藻的总细胞密度(Yt)和最终细胞密度的体积比(Yr)没有影响,尿素质量浓度对Yt有正调节作用,而硫酸铵质量浓度对Yt有负调节作用、对Yr有正调节作用。当培养液中NH2-N质量浓度为21.01 mg/L,扁藻和金藻接种体积比(Xv)为14.15时,Yt最大(1 508.9×104个/mL);当NH4-N质量浓度、Xv分别为21.00 mg/L和14.15时,Yr最大,为87.46。单种培养金藻时,硝酸钠略优于尿素,2种氮源对其生长均有正调节作用,而硫酸铵起负调节作用。当培养液中加21.01 mg/L的NO3-N和NH2-N时,金藻的细胞密度达到最大值(862.6×104个/mL);不同氮源对扁藻生长的调节作用与金藻相反,当扁藻接种密度为4.6×104个/mL,培养液中NH4-N质量浓度为21.00mg/L时,扁藻细胞密度达到102.2×104个/mL,其值最大。     

硝基苯和间苯二酚对3 种海洋微藻的毒理效应

通过研究硝基苯和间苯二酚对海洋微藻的毒理效应,旨在提示化工废水污染对水环境破坏的严重性,揭示海洋微藻类净化废水的潜在应用。本试验用塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海链藻(Thalassiosira weissflogii)和绿色巴夫藻(Pavlova viridis)为供试藻种,以微藻生长量及叶绿素 a 的变化为参数,研究不同质量浓度的硝基苯和间苯二酚对3种海洋微藻的毒理效应。结果表明：硝基苯对塔玛藻和巴夫藻的生长具有一定的抑制作用,质量浓度为12mg/L时抑制率分别为22.9%和20.04%,但对海链藻的生长在一定程度上有促进作用。间苯二酚对海链藻和巴夫藻的生长具有抑制作用,质量浓度为12mg/L 时其抑制率分别为26.11%和23.6%,对塔玛亚历山大藻的生长有一定的促进作用。对塔玛亚历山大藻和巴夫藻而言,在硝基苯质量浓度为3mg/L 时,叶绿素 a 含量均达到最低,其叶绿素 a含量分别为对照组的68.6%和50.9%,对于海链藻,硝基苯对其叶绿素a的影响波动不大。间苯二酚对3种海洋微藻叶绿素 a 含量的影响为绿色巴夫藻>海链藻>塔玛亚历山大藻,其叶绿素 a 含量分别是对照组的1.1%,24.9%,88%。     

环烷酸对淡水微藻生理生化特征的影响

环烷酸是高酸原油的主要污染组分,对水生生态系统造成潜在威胁。在不同浓度环烷酸处理下对两种模式淡水微藻——莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)和小球藻(Chlorella vulgaris)进行了96 h的连续培养,研究了环烷酸胁迫对两种淡水微藻种群及生理生化特征的影响,旨在为水生生态系统中环烷酸污染的生态风险预测与规避提供前瞻性的研究资料。研究结果表明,低浓度环烷酸(0.5～4 mg/L)会刺激淡水微藻的种群增长,而高浓度环烷酸(8～16 mg/L)会抑制淡水微藻的种群增长,造成急性毒性损伤。低浓度环烷酸处理下两种微藻叶绿素a含量上升,脂质积累,高浓度环烷酸处理下两种微藻叶绿素a含量下降而多糖含量上升,推测环烷酸剂量可能会影响淡水微藻能量存储方式。两种微藻在环烷酸胁迫下均会受到氧化损伤,造成活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量上升,两种微藻抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)对环烷酸处理具有种属差异;高浓度环烷酸对淡水微藻的急性损伤具有时间效应,毒性随...     

重金属锌对海洋微藻藻源氨基酸产出的影响

锌是海洋微藻生长必需的金属元素,低浓度时可促进微藻的生长,而在高浓度时则表现为抑制其生长。受人类活动的影响,海洋中锌有富集增加的趋势,从而会对海洋微藻的生长产生影响。本论文探究了锌离子以及纳米氧化锌对硅藻中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)和新月菱形藻(Nitzschia closterium)生长的影响,特别是对藻源氨基酸产生的影响,结果发现:纳米金属颗粒会通过释放离子的形式抑制海洋浮游植物的生长,中肋骨条藻比新月菱形藻对锌的响应更敏感。锌离子和纳米氧化锌可通过抑制浮游植物的生长来减少氨基酸的释放量和改变藻源氨基酸的种类,从而可能会对海洋氮循环过程产生影响。     

Uptake and metabolism of arsenate by anexic cultures of the microalgae Dunaliella tertiolecta and Phaeodactylum tricornutum

Axenic cultures of the microalgae species, Dunaliella tertiolecta and Phaeodactylum tricornutum were grown at arsenic (As) concentrations typically found in uncontaminated marine environments ( 2 µg L^− 1) under different phosphorus concentrations. D. tertiolecta accumulated higher arsenic concentrations (mean: 13.7 ± 0.7 µg g^− 1 dry mass) than P. tricornutum (mean: 1.9 ± 0.2 µg g−1 dry mass). Media phosphorus concentrations (0.6–3 mg/L) had little influence on microalgae growth rates or arsenic accumulation. Arsenic was present as lipid bound (29–38%; 4.2–9.5%), water-soluble (20–29%; 26–34%) and residue bound (41–45%; 57–69%) arsenic species in D. tertiolecta and P. tricornutum respectively. Hydrolysed lipids contained mostly glycerol arsenoribose (OH- ribose), dimethylarsinate (DMA) and inorganic arsenic (As(V)) moieties. Water-soluble species of microalgae were very different. D. tertiolecta contained inorganic arsenic (54–86%) with variable amounts of DMA (7.4–20%), arsenoriboses (5–25%) and traces of methylarsonate (MA) ( 1%). P. tricornutum contained mostly DMA (32–56%) and phosphate arsenoribose (PO₄-ribose, 23–49%) and small amounts of OH-ribose (3.8–6.5%) and As(V) (9–16%). Both microalgae contained an unknown cationic arsenic species. The residue fractions of both microalgae contained predominately inorganic arsenic (99–100%). These results show that at natural seawater arsenic concentrations, both algae take up substantial amounts of inorganic arsenic that is complexed with structural elements or sequestered in vacuoles as stable complexes. A significant portion is also incorporated into lipids. Arsenic is metabolised to simple methylated species and arsenoriboses.     

原油污染对栉孔扇贝抗氧化酶活性的影响

以原油水溶性成分(water soluble fraction of crude oil,WSF)为污染物,采用暴露实验法,研究了栉孔扇贝(Chlamys farreri)鳃和消化腺组织中超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性的变化.结果表明,WSF污染下,鳃和消化腺组织SOD和CAT酶活性随暴露时间增加一般表现为降低-升高-降低的趋势,酶活性达到最高的时间随浓度不同而变化.第1天时消化腺SOD在0.08 mg/L浓度下被诱导,而后随时间增加表现为抑制效应;浓度为0.21和0.88 mg/L时消化腺SOD酶活性被抑制,随暴露时间延长而活性增加.暴露时间为4d时,石油烃浓度在0.08和0.88 mg/L时鳃组织SOD酶活性均被抑制,而浓度为0.21 mg/L时被诱导.消化腺和鳃组织SOD可以作为扇贝被污染胁迫的指标.     

Interaction between Chlorella vulgaris and bacteria：interference and resource competition

Research of interaction mechanism between Chlorella vulgaris and two bacterial strains(Z-QD08 and Z-QS01)were conducted under laboratory conditions.Growth rates of bacteria and C.vulgaris were tested under co-culture conditions to evaluate the effects of concentrations of C.vulgaris and bacteria on their interactions.To test whether the availability of inorganic nutrients,vitamins and trace metals affects the interactions between C.vulgaris and bacteria,experiments were performed with or without the culture medium filtrate of C.vulgaris or bacteria.The results showed that the growth of C.vulgaris was promoted at low concentrations of bacteria(5×106cells/ml),and expressed a positive correlation with the bacteria density,whereas opposite trend was observed for treatments with high bacteria density(10×106cells/ml and 20×106cells/ml).The growth rate of bacteria decreased with the increasing concentrations of C.vulgaris.The growth of bacteria Z-QD08 was inhibited by C.vulgaris through interference competition,while the mechanism for interaction between bacteria Z-QS01 and C.vulgaris was resource competition.The influence of cell density on the interaction between microalgae and bacteria was also discussed.These experiments confirm some elements of published theory on interactions between heterotrophic bacteria and microalgae and suggest that heterotrophic bacteria play an important role in the development of blooms in natural waters.     

Cd2+和Cu2+对泥蚶的急性毒性和联合毒性试验

为了解重金属Cd2+和Cu2+对泥蚶的毒害程度和泥蚶对重金属Cd2+和Cu2+的解毒能力,用毒理学实验方法研究了Cd2+和Cu2+对泥蚶(Tegillarca granosa)的急性毒性和联合毒性效应。结果表明:Cd2+、Cu2+对泥蚶的96 h半致死质量浓度分别为6.189、0.460 mg/L;安全质量浓度分别为0.062、0.005 mg/L;相对毒性Cu2+Cd2+。在1︰1毒性单位的联合作用下,Cd2+和Cu2+对泥蚶96 h的半致死质量浓度分别为1.984、0.147 mg/L;安全质量浓度分别为0.020、0.001 mg/L。2种重金属离子的联合毒性大于任一重金属离子的毒性,联合毒性表现为协同作用。     

Allelopathic growth inhibition of Heterosigma akashiwo by the three Ulva spcieces (Ulva Pertusa, Ulva Linza, Enteromorpha intestinalis) under laboratory conditions

Allelopathic effects of several concentrations of fresh tissue,dry powder and dry tissue of three bloom-forming green macroalgae Ulva pertusa,Ulva linza and Enteromopha intestinalis on the red tide microalga Heterosigma akashiwo were evaluated in microcosms systems.The effects of macroalgae culture medium filtrate were investigated on H.akashiwo using initial or semi-continuous filtrate addition.Preliminary studies on the algicidal effects of one aqueous and four organic solvent extracts from the macroalgae on the microalga were carried out to confirm the existence of allelochemicals in the tissue of these macroalgae.The dry powder of U.pertusa was extracted with methanol,and the methanol extracts were partitioned to petroleum ether phase,ethyl acetate phase,butanol phase and distilled phase by liquid-liquid fractionation.The bioassays of the activity of every fraction were carried out on H.akashiwo.The resultant microcosms assay showed that the growth of H.akashiwo was strongly inhibited by using fresh tissues,dry powder or dry tissue of these three macroalgae,while aqueous and methanol extracts of both macroalgae had strong inhibitory effects on the growth of H.akashiwo,and the EC 50 values for methanol extract of U.pertusa,U.linza or E.intestinalis were 0.016,0.028×10-12 or 0.033×10-12,respectively.While the other three organic solvent extracts（acetone,ether and chloroform） had no apparent effect on its growth,this suggests that the allelochemicals from these three macroalgae had relatively high polarities.The activity of petroleum ether phase,ethyl acetate phase,butanol phase and distilled phase of U.pertusa methanol extract was carried out on H.akashiwo indicating that petroleum ether phase and ethyl acetate phase had stronger algicidal effect on H.akashiwo.The inhibition effect of the ethyl acetate phase was not as strong as that of petroleum ether phase,and effective concentration of petroleum ether phase was 17 mg/L for H.akashiwo.However,no significant algicidal effects were observed on the butanol phase and distilled water phase.These three macroalgae＇s culture medium filtrate exhibited no apparent growth inhibitory effect on the microalga under initial filtrate addition whereas the growth of H.akashiwo was significantly inhibited under semi-continuous filtrate addition,which suggests that continuous release of small quantities of rapidly degradable allelochemicals from the fresh tissue of both macroalgae was effective in inhibiting the growth of H.akashiwo.