重金属污染问题是当前研究的热点话题,有关生物转化及微生物在重金属污染治理中的作用已得到了充分的研究证实。但是利用原生生物,例如棘尾虫,来富集重金属进而缓解重金属污染的研究鲜见报道。一方面,原生生物可作为检测环境变化的指示生物;另一方面,原生生物自身通过富集重金属可作为缓解环境重金属压力的“清道夫”。本研究根据原生生物对环境胁迫的耐受性,筛选出耐受能力较强的物种,从而为水污染处理过程中的生物治理提供新思路。本文实验以野外分离的棘尾虫为研究对象,从以下四方面展开研究且并得到的实验结果如下:1.人工模拟环境胁迫条件,筛选强耐受性种。实验以有毒微囊藻作为唯一食物来源,培育野外采集的水样,通过连续多次培育,筛选出食物胁迫下生长明显占据优势的原生生物。通过形态学分类和分子生物学分类的鉴定结果,将本实验物种鉴定为鬃异源棘尾虫Tetmemenapustulata。进一步对棘尾虫食性进行研究时,发现0.1%酵母、1%葡萄糖和0.1%食物来源时棘尾虫种大麦水均可作为棘尾虫的食物,其种群数量均能增加。但不同群表现不同:酵母粉作为食物时棘尾虫种群数量能够长时间维持在环境容纳量水平,种群衰退时间明显延迟;葡萄糖和大麦水作为食物时棘尾虫种群数量也可达到一定的种群数量,但比酵母作为食物时的环境容纳量水平要低,且会出现种群衰退时间提前的现象。因此,酵母为食物较理想,种群增长较持续且出现种群衰退时间较晚。2.急性毒性实验判断棘尾虫对重金属的耐受性。实验选用铜、锌、铬和镉四种重金属,研究棘尾虫对重金属的耐受性差异及随时间的变化。结果表明,铜、锌、铬和镉四种重金属对棘尾虫24h的半致死浓度分别是:126.1μg/L、28.26mg/L、4.57mg/L 和 7.03mg/L,24h 内对棘尾虫毒性强弱为:Cu2+>Cr6+>Cd2+>Zn2+;铜、锌、铬和镉四种重金属对棘尾虫48h的半致死浓度分别是:53.46μg/L、23.28mg/L、4.19mg/L 和 2.52mg/L,48h 内对棘尾虫毒性强弱为:Cu2+>Cd2+>Cr6+>Zn2+;即48h后Cd2+对棘尾虫的毒性要比Cr6+强。铜、锌、铬和镉四种重金属对棘尾虫72h的半致死浓度分别是:43.55μg/L、21.53mg/L、4.02mg/L 和 1.43mg/L, 72h 内对棘尾虫毒性强弱为:Cu2+>Cd2+>Cr6+>Zn2+;铜、锌、铬和镉四种重金属对棘尾虫96h 的半致死浓度分别是:41.63μg/L、19.37mg/L、3.94mg/L 和 0.95mg/L。96h内对棘尾虫毒性强弱为:Cu2+>Cd2+>Cr6+>Zn2+。以上结果表明随着胁迫时间延长,四种重金属对棘尾虫的有效致死浓度均呈下降趋势,其中铜的毒性最强,其次是镉和铬,锌最弱。3.慢性毒性实验确定重金属对棘尾虫繁殖的影响及其抗氧化酶活性的变化。结果表明,当Cu2+浓度在5-10μg/L时会促进棘尾虫细胞分裂且初次分裂时间缩短;当Cu2+浓度在15-30μg/L时,棘尾虫细胞分裂受抑制,并且初次分裂时间明显延长;Cu2+浓度超过30μg/L时细胞停止分裂。当Zn2+浓度在5mg/L时,会促进棘尾虫细胞分裂且初次分裂时间缩短;当Zn2+浓度在10-20mg/L时,会抑制棘尾虫细胞分裂,且初次分裂时间延长;当Zn2+浓度超过20mg/L时细胞停止分裂。在Cd2+和Cr6+浓度范围内(0.7mg/L和2.0mg/L),均对棘尾虫细胞分裂具有抑制作用,且初次分裂时间均有延长,当Cd2+浓度超过0.7mg/L时棘尾虫就停止分裂活动;Cr6+浓度超过2.0mg/L时棘尾虫停止分裂活动。进一步分析棘尾虫抗氧化酶活性变化,发现低浓度重金属会提高棘尾虫抗氧化酶活性,从而降低机体产生的氧自由基对细胞造成的损伤,而高浓度的重金属则直接破坏其抗氧化系统,造成机体损伤,细胞分裂停止,甚至死亡。4.通过重金属富集实验评价棘尾虫在污水处理的应用潜力。实验选用铬和锌作为处理对象,发现以棘尾虫处理24小时后,溶液中Zn2+浓度可有效降低78.2%,Cr6+降低63.2%左右;处理48小时后,溶液中Zn2+浓度可有效降低89.8%,Cr6+降低69.5%左右;处理72小时后,溶液中Zn2+浓度可有效降低91.8%,Cr6+降低74.7%左右;处理96小时后,溶液中Zn2+浓度可有效降低93.2%,Cr6+降低75.8%左右;即棘尾虫可有效降低环境中铬和锌的浓度,对重金属有一定的吸附能力,提示其在金属离子的生物修复中的可应用性。