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对虾养殖在我国水产养殖中占据重要的地位。近年来,工农业快速发展和农药大量使用,导致对虾养殖水环境中一些重金属离子超标,其中Cu2+、Zn2+超标现象较为广泛。本文研究了在虾池中常见的波吉卵囊藻(Oocystis borgei)和条纹小环藻(Cyclotella striata)对Cu2+、Zn2+的富集动力学,并探讨了最佳富集条件;双齿许水蚤(Schmackeria dubin)对Cu2+、Zn2+富集动力学,分析了温度和盐度对其富集的影响;凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)对Cu2+、Zn2+富集动力学,探究了波吉卵囊藻和条纹小环藻对其富集的影响;讨论了重金属离子在以上几种生物中富集规律。研究结果如下: 1、藻细胞对Cu2+、Zn2+的富集过程可分为三步:第一步富集在30min内完成,富集速度快,富集率均可达到70%以上;第二步富集速度减慢,约在8h内完成;8h以后为富集平衡阶段。第一步生物富集可视为简单的一级反应,由化学动力学方程的反应速率公式,可得以t为横坐标,lgC为纵坐标的线性方程,波吉卵囊藻:lgC=-1.0047t-0.0053,R2=0.9288(Cu2+),lgC=1.2296t-0.0078,R2=0.9551(Zn2+);条纹小环藻:lgC=0.7899t-0.166,R2=0.9354(Cu2+),lgC=-0.8486t-0.0982,R2=0.9368(Zn2+)。 2、低温(5℃)或高温(45℃)均可以降低藻细胞对Cu2+、Zn2+的富集量。当温度在25-30℃范围内,多重比较显示藻细胞对Cu2+、Zn2+的富集量无显著差异,且富集量达到最大,值分别为5.61mg/g、6.92mg/g、5.63mg/g、8.30mg/g。不同温度下,波吉卵囊藻对Cu2+、Zn2+的富集量经方差分析,差异极显著(FCu2+=71.32、FZn2+=71.32,P<0.01);条纹小环藻对Cu2+、Zn2+的富集量经方差分析,差异极显著(FCu2+=154.18、FZn2+=35.11,P<0.01)。 3、藻细胞对Cu2+、Zn2+的富集量随光照强度的增强而增强。当光照强度大于30001x时,藻细胞的富集量达到最大,且无显著变化,最大富集量分别为5.56mg/g、6.68mg/g、8.29mg/g、9.00mg/g;在黑暗条件下的富集量均最小不同。光照条件下,波吉卵囊藻对Cu2+、Zn2+的富集量经方差分析,差异极显著(FCu2+=30.75、FZn2+=176.66,P<0.01);条纹小环藻对Cu2+、Zn2+的富集量经方差分析,差异极显著(FCu2+=18.74、FZn2+=42.53,P<0.01)。 4、藻细胞对Cu2+、Zn2+的富集量随盐度的增大而先增大后减小。当盐度为25或30时,富集量达到最大;除波吉卵囊藻对Cu2+富集外,低盐度(10)比高盐度(45)的富集量大。不同盐度下,波吉卵囊藻对Cu2+、Zn2+的富集量经方差分析,差异极显著(FCu2+=24.00、FZn2+=69.03,P<0.01);条纹小环藻对Cu2+、Zn2+的富集量经方差分析,差异极显著(FCu2+=59.77、FZn2+=22.60,P<0.01)。 5、双齿许水蚤对铜、锌的富集情况见图3.4、3.5。双齿许水蚤对Cu2+富集是在实验前4h较快,而对Zn2+是前8h,此后富集速度减慢,直到实验进行到24h达到富集平衡。双齿许水蚤对Cu2+的亲和力大于Zn2+,而对Zn2+的富集能力大于Cu2+。由曲线非线性拟合,得双齿许水蚤对Cu2+、Zn2+在浓度为1mg/L时的吸收速率常数k1分别为0.077、0.272,排出速率常数k2分别为0.223、0.121,生物富集系数 BCF为0.344、2.252,最大富集量Cmax为0.454mg/g、2.412 mg/g。 6、低温(10℃)和高温(≥35℃)均降低了双齿许水蚤对Cu2+、Zn2+的富集。当温度为15-30℃时,富集量范围分别为0.35-0.36mg/g、2.30-2.54 mg/g,由多重比较,双齿许水蚤对Cu2+、Zn2+的富集量变化不显著。不同温度下,双齿许水蚤对Cu2+、Zn2+的富集量经方差分析,得FCu2+=8.15,P<0.01,差异极显著;FZn2+=7.67,P<0.05,差异显著。 7、随着盐度的变化,双齿许水蚤对Cu2+、Zn2+富集量先增加后减小。当盐度为25时,富集量达到最大,其值分别为0.38mg/g、2.54mg/g。不同盐度下,双齿许水蚤对Cu2+的富集量经单因子方差分析,得FCu2+=2.25,P>0.05,差异不显著;FZn2+=16.00,P<0.01,差异极显著。 8、Cu2+、Zn2+分别为0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L,对虾对金属离子的富集均在实验前4d完成,此后4-15d富集平衡阶段。15d后,对虾开始排除Cu2+。由曲线非线性拟合,得对虾对Cu2+、Zn2+在浓度分别为0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L时的生物富集动力学参数。 9、水体中由于波吉卵囊藻的存在,使对虾对Cu2+、Zn2+的富集量降低。对照组对虾对Cu2+、Zn2+的富集量最大;随着藻细胞的加入,且藻细胞含量越高,对虾体内富集的重金属离子就会减少。不同藻细胞浓度下,对虾对Cu2+、Zn2+的富集量经方差分析差异极显著(FCu2+=32.55、FZn2+=77.47,P<0.01)。 10、条纹小环藻能有效的减少水体中对虾对Cu2+、Zn2+的富集。当藻细胞浓度增加到20万个/mL时,对虾对Cu2+、Zn2+富集量下降了65.66%、60.71%。不同条纹小环藻浓度下,对虾对Cu2+、Zn2+的富集量经方差分析差异极显著(FCu2+=39.61、FZn2+=30.64,P<0.01)。