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藻华是内陆水体富营养化的重要表征之一,它不仅影响水体的景观和水质,蓝藻水华藻毒素的产生还会严重危害到相关生物包括人类的健康。藻华水体治理技术的研究与应用一直是环境领域的热点问题。近年来应用于农业方面的“化感作用”备受关注,高等水生植物和陆生植物秸秆对于藻类的“化感作用”被引入到水体藻华控制的研究领域,但在我国关于植物秸秆的化感控藻作用还鲜有报道。
本论文首先选取我国广泛存在的农作物秸秆——稻草、麦草、高粱和玉米秸秆开展抑藻材料的筛选研究。以水华优势藻种——水华鱼腥藻为研究对象,分别对每种抑藻材料采用曝气、自然浸泡两种方式处理,对一个月后的浸泡液进行抑藻实验,筛选出抑藻能力最强的植物秸秆稻草。
进一步研究筛选材料稻草的抑藻机理,结果显示在排除微生物作用和营养元素限制的情况下,稻草浸泡液仍然具有抑藻效应,表明稻草浸泡液的抑藻作用主要是由于其中的抑藻活性物质即化感物质产生的。不同藻种的抑藻效应研究发现,对于不同藻种,稻草浸泡液产生的抑制作用存在差异,由此推断稻草浸泡液中抑藻活性物质的作用具有选择性。对不同浸泡时间的稻草液进行抑藻效果研究,结果发现浸泡时间不同,稻草浸泡液所产生的抑藻效应也存在区别,初步推断抑藻活性物质的含量具有时间动态机制。
使用XAD树脂对稻草浸泡液中活性物质提取分离,选择GC-MS的全扫描模式进行物质检测,通过色谱图的解析发现,稻草浸泡液中含有大量简单结构的酸酯类以及系列的邻苯二甲酸酯类物质。从相对含量的比较可以看出,各种活性物质在不同时间的浸泡液中呈现一定的动态变化机制。如简单结构的酸酯类物质的相对含量随着浸泡液时间的增加而增加,但邻苯二甲酸酯系列物质相对含量的变化规律却与之相反。另外,相关物质的动态变化机制与稻草浸泡液的抑藻作用效果也存在一定的相关性。
本研究还对我国典型富营养化水体滇池藻华开展了初步的现场抑藻实验研究,结果发现稻草浸泡液不仅对实验室培养的单个藻种产生抑制作用,对综合的藻华水体也存在一定的抑藻效果。
本论文的研究表明稻草的抑藻效果明显,尤其是对蓝藻具有较强的抑制作用,值得继续深入探索,以期为我国富营养藻华水体的治理提供有效的借鉴。