典型性微量金屬元素對藻華的激勵趨勢探討
(作者未知) 2010/9/22
摘要:Fe,Mn,Zn等典型性微量營養(yǎng)元素對藻類增殖的影響是探討藻華成因分析的重要內(nèi)容.通過設(shè)計系列正交實驗,研究代表性微量元素Fe,Mn,Zn對常見藻華生物(藍藻、綠藻)的影響,結(jié)果表明:P,Fe,Mn,Zn的濃度變化對藻生長速率激勵效果明顯,顯著性順序依次為:Zn﹥P﹥Fe﹥Mn.通過單獨添加Fe,Mn,Zn的方法進一步進行了藻增長潛力實驗.結(jié)果表明:在Fe,Mn,Zn濃度分別為0.20mg/L, 0.13mg/L, 0.033mg/L時,藻類生長速率達到最大值,低于該濃度時,金屬離子濃度與藻類生長速率、生物量呈正相關(guān);高于該濃度時,金屬離子濃度與藻生長水平呈反相關(guān);擬合Fe,Mn,Zn濃度與藻生長速率之間的數(shù)值關(guān)系,分別得到相關(guān)系數(shù)為0.93, 0.87, 0.90的回歸方程;根據(jù)微量元素與藻類生長速率之間的相關(guān)性,可以對藻華的爆發(fā)時間或程度進行一定精度的預(yù)測.正交實驗中,錳的激勵作用受微量元素之間的競爭性抑制而被消弱,反映出錳的作用機理比較復(fù)雜,有待于深入研究.
關(guān)鍵詞: 微量金屬元素;藻華;生長速率;生物量;激勵
有害藻華的發(fā)生對當?shù)氐慕?jīng)濟、生態(tài)、人類身體健康造成嚴重危害,尋找有害藻華的誘發(fā)因素成為人們共同努力的目標.長期以來,關(guān)于藻華(赤潮)成因的研究均側(cè)重于N,P及N:P比對藻類生長速率及最終生物量的影響評估方面,直到上世紀80年代,Martin, J.H等人在北太平洋發(fā)現(xiàn)在高營養(yǎng)低葉綠素(HNLC)的水體,浮游生物產(chǎn)量與鐵(Fe)相關(guān),以及后來在北太平洋、赤道地區(qū)、瑞典內(nèi)陸湖泊等地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)鐵對初級生產(chǎn)力有所限制后,人們越發(fā)清晰的認識到微量元素在藻華(赤潮)形成過程中的重要性 [1-4].
最近20年來,人們在探尋微量元素與藻華因果關(guān)系方面取得了一系列的成果,對可能誘發(fā)藻類增殖的微量元素種類及每種元素的作用機理進行了細致的分析和深入的揭示,目前的研究成果主要體現(xiàn)在生物學的微觀角度,已經(jīng)發(fā)現(xiàn):鐵是葉綠素合成中某些酶或酶輔基的活化劑,補充鐵可以提高藻類各種酶的活性;適量錳可加快藻類光合速率;Cu2+作為藻類呼吸和光合作用中多種酶的輔助因子,能提高酶的表達量;鋅可促進各種酶的活性 [5-13] .
這些研究在水處理研究領(lǐng)域則意味著:金屬離子可能在藻華爆發(fā)中發(fā)揮積極的作用.但關(guān)于這些微量營養(yǎng)發(fā)揮作用的程度,與常規(guī)營養(yǎng)因素影響的比較,以及各種金屬對藻類產(chǎn)生不同生物促進作用(促進或抑制)的濃度限值還很少報道,而這方面的研究對于深化認識藻華誘發(fā)機理,為藻華的防控提供科學依據(jù)至關(guān)重要.
Fe, Mn和Zn三種元素因分布廣泛及高度可生物利用,本研究中作為微量元素中的代表,結(jié)合常規(guī)營養(yǎng)磷(P),設(shè)計正交實驗,比較P與Fe,Mn,Zn影響的顯著關(guān)系,并通過單因素實驗分析不同的Fe,Mn,Zn對不區(qū)分藻種的混合群體的作用效應(yīng),為富營養(yǎng)化水源藻華的預(yù)警和防控提供技術(shù)保障.
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