如今,随着经济的发展,水体富营养化现象越来越严重,蓝藻水华的暴发也越来越频繁,使水生态系统遭到严重的影响,直接威胁人类健康和其他动植物的生存。其中,铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是最为常见的水华藻类,在我国尤为严重。它所产生微囊藻毒素(Microcystins,简称MC),是蓝藻所产生藻毒素中最为普遍、危害最大、研究最多的一种,能引起肝癌等疾病。国内外一直对蓝藻水华问题予以高度重视,目前相关防治方法很多,其中以生物操控法最具潜力和发展前景；人们对藻毒素的检测方法也一直有所研究,主要有生物学检测方法、分析化学检测法、生物化学检测法。本文选择椎实螺作为主要控藻生物,探讨其对不同铜绿微囊藻的控制效果,探究了铜绿微囊藻在生长过程中各项指标的变化情况,并与其他生物控藻方法对比分析,同时对该过程中藻毒素进行检测分析,找出一个既能很好抑制铜绿微囊藻生长又能有效控制藻毒素含量的最适方法,且能够用于实际养殖水体中。具体而言,本研究探讨了椎实螺对它们的控藻效果,跟踪测定了四种铜绿微囊藻生长过程中的各项指标变化情况；同时对此过程中水中毒素进行检测分析；在自然条件、模拟系统条件和实验室条件下,对不同营养盐浓度下铜绿微囊藻的各项指标跟踪测定并分析,探讨不同生物方法对铜绿微囊藻的影响,找出一个既能很好抑制铜绿微囊藻生长,又能控制藻毒素含量的最适方法。主要研究结果如下：(1)四种铜绿微囊藻生长过程中各项指标的分析选择四种铜绿微囊藻(分别简称T1343、T905、T942、T918)进行实验,跟踪测定其各项生长指标,包括藻细胞数、OD值、叶绿素a浓度、藻蓝蛋白含量、胞外MC-LR、总MC和总毒性,并进行对比分析。结果表明,这四种铜绿的藻细胞数均随时间呈良好的指数增长关系,6天后增长量为168.08×105cell/ml、41.70×105cell/ml、83.25 X 105cell/ml、 33.25×105cell/ml, T1343>T942>T905>T918。 OD600nm(酶标仪)、OD600nm(分光光度计)、叶绿素a浓度和藻蓝蛋白含量均与藻细胞数呈良好的线性关系,各指标增长系数(上述指标和细胞密度关系曲线的斜率)最大值分别为T905=T918 (0.001). T905=T918 (0.0041)、 T918 (6.3018) 和 T905 (0.1508)。四种铜绿微囊藻的胞外MC-LR浓度、胞外总MC浓度、以及T905、T918的胞外总毒性均随藻细胞数呈线性增长关系,最大的增长系数分别为T918(0.1968)、T918 (0.6938)、T905 (2.0593), T1343和T942的胞外总毒性随藻细胞呈对数增长关系。由上可以看出,T918的OD值、叶绿素a浓度、胞外MC-LR、胞外总MC随藻细胞的增长速率均最大,可将其最为重点研究对象。(2)椎实螺控制铜绿微囊藻的效果及其过程中藻毒素的初步分析针对椎实螺对四种铜绿微囊藻(分别简称T1343、T905、T918、T942)的控制效果进行了探讨验证并对比分析。结果表明,加螺实验组最后的藻细胞数均达到最低值分别为28× 105 cell/ml、17.25 X 105 cell/ml、21.50×105 cell/ml、4.75×105 cell/ml,远小于对照组(1172.50×105 cell/ml、127.75×105 cell/ml、245.25 ×105 cell/ml、60.00×105 cell/ml)。说明椎实螺对这四种铜绿微囊藻均有显著的控制效果。统计最终椎实螺的存活数,并对加入椎实螺控水中起止MC-L R、总MC和总毒性进行检测。结果表明,四种铜绿微囊藻实验组椎实螺的存活率分别为33.33%、60%、26.67%、75%。椎实螺对T1343、T942、T918的胞外MC-LR均有一定的控制效果,最后实验组MC-LR分别为0μg/L、0.106μg/L、28.867μg/L,均小于对照组(0199μg/L、25.349μg/L、34.99μg/L);对T1343、T905、T942的胞外总MC均有一定的控制效果,最后实验组总MC分别为0.856μg/L、159.210μg/L、2.090μg/L,均小于对照组(1785μg/L.177.622μg/L、221.080 μg/L);对这四种铜绿微囊藻的胞外总毒性均有一定的控制效果,最后实验组总毒性分别为4.827mg/L、2.448 mg/L、2.046 mg/L、0.796 mg/L的CuSO4毒性,均小于对照组(13.602 mg/L、 586.414 mg/L、542.260 mg/L、70.755 mg/L的C uSO4毒性)。综上可以看出,椎实螺对T942的胞外总MC及T9O5、T942、T918的胞外总毒性的控制效果较显著,T1343所产生的胞外毒素很少。(3)不同营养盐浓度对铜绿微囊藻生长的影响探讨了自然条件下不同N、P浓度对铜绿微囊藻生长的影响,以及实验室条件下不同N、P、Fe浓度对T918的生长情况及此过程中胞外MC和总毒性的影响变化情况。自然条件下,选择缩小10倍的BG-11培养基作为基础培养基,在此基础上改变NaN03、KH2PO4的浓度,从而改变N、P浓度,分别记为NP、5NP、N5P。结果表明：第35天时,T918藻细胞数大小为N5P (111.375×105cell/ml)>NP (86.750×105cell/ml)>5NP (43.125 ×105 cell/ml),即NaNO3和KH2PO4浓度分别在0.15 g/L和0.02 g/L时藻细胞数增长最快,在0.75 g/L和0.004 g/L时增长最慢。说明在一定浓度范围内,P浓度越高,铜绿微囊藻生长越好；而N浓度越大,有时却会抑制它的生长,但由于影响因素过多,需要进一步探究。选择T918在实验室条件下进行研究,NPFe表示BG-11培养基,在此基础上改变NaNO3、KH2PO4、柠檬酸铁铵的浓度,从而改变N、P、Fe浓度,分别记为NPFe、1/5NPFe、 5NPFe、 N1/5PFe、N5PFe、NP1/5Fe、NP5Fe。第8天时,藻细胞数最优和最差浓度条件分别为5NPFe (147.50×105 cell/ml)和11/5NPFe(101.50×105 cell/ml); OD600nm(酶标仪和分光光度计)最优条件为N5PFe(0.211和0.534),其他条件下区别不显著。第10天时,叶绿素a浓度最优和最差浓度条件分别为N5PFe (810.92μg/L);和N1/5PFe (344.34μg/L);胞外MC-LR浓度最优条件为1/5NPFe (8.830μg/L),其次为N1/5PFe (5.131μg/L),其他条件区别不明显；胞外总MC浓度最优条件为5NPFe(125.112μg/L),其次是N5PFe(99.346 μg/L),最差为TP1/5Fe (53.297μg/L)。第8天时,胞外总毒性用CuSO4来表征,最优条件为5NPFe (14.813 mg/L),其次为NPFe(7.834 mg/L),最差为N1/5PFe (1.676 mg/L)。综上可以看出,对T918的OD600nm和叶绿素a影响最大的是P元素,在KH2P04浓度为0.008-0.200 g/L范围内,N和Fe浓度不变时,P浓度越大,两者越大；对藻细胞数、胞外MC和毒性影响最大的是N元素,NaN03浓度为0.3-7.5g/L范围内,P和Fe浓度不变时,N浓度越大,藻细胞数、胞外MC-LR。总MC、总毒性越大。(4)不同生物方法对T918的控制效果及其过程中藻毒素的分析探讨了实验室条件下,椎实螺、浮萍、EM菌、椎实螺+浮萍、椎实螺+EM菌、小球藻对T918的控制效果及其过程中胞内外藻毒素的变化情况,并对最后椎实螺体内的藻毒素进行了检测,另外探讨了相应模拟生态系统条件下的结果。实验室条件结果如下：椎实螺、浮萍、浮萍+椎实螺、EM菌+椎实螺对T918藻细胞数均有显著的控制效果,第8天的藻细胞数几乎为0,远小于对照组(105.50×105 cell/ml)；椎实螺、浮萍及椎实螺+浮萍均对OD600nm(酶标仪和分光光度计)均有显著的控制效果,第8天的值分别为0.034和0.051、0.035和0.054、0.038和0.053,远小于对照组(0.203和0.473)；椎实螺、浮萍、椎实螺+浮萍、椎实螺+EM菌对叶绿素a浓度均有显著的控制效果,第8天值分别为31.24μg/L、41.89μg/L、52.14μg/L、67.25μg/L远小于对照组(370.02μg/L)；椎实螺、浮萍、椎实螺+浮萍、椎实螺+EM菌对胞内和胞外MC-LR均有显著的控制效果,第8天的值均为0,远小于对照组(153.018 gg/L和7.403 gg/L)：椎实螺、浮萍、椎实螺+浮萍、椎实螺+EM菌均对胞内和胞外总MC有显著的控制效果,第8天的值分别为0.061 gg/L和8134 μg/L、0.019μg/L和7.067μg/L、 0.016μg/L和6.598μg/L、2.218μg/L和11.629 μg/L,远小于对照组(108.903μg/L和116.006 μ.g/L)；椎实螺、浮萍、椎实螺+浮萍对胞外总毒性具有显著的控制效果,第3天的值分别为10.578mg/L、8.699mg/L、5.892mg/L的CuSO4毒性,远小于对照组(635.118 mg/L的CuS04毒性)。模拟生态系统结果如下：未加鲤鱼时,椎实螺+浮萍对T918藻细胞数控制效果最佳,第4天值为1.25×105cell/m1,远小于对照组(13.25×105cell/ml);加鲤鱼时,椎实螺+浮萍控制效果最佳,其值为2.25×105cell/ml,小于加鲤鱼对照组(5.75×105 cell/ml)。未加鲤鱼时,椎实螺+浮萍控制OD600n,m(分光光度计)效果最佳,第5天值为0.047,远小于对照组(0.091)：加鲤鱼时,鲤鱼对OD600nm起到了显著的控制作用,其值达到0.052,远小于对照组(0.091),其他条件控制效果不显著,酶标仪测得OD600m情况与之一致。未加鲤鱼时,椎实螺+浮萍对叶绿素a控制效果最佳,第4天值为36.14μtg/L,远小于对照组(74.16μg/L)；加鲤鱼时,椎实螺+浮萍控制叶绿素a效果最佳,其值为58.07μg/L,小于加鲤鱼对照组(77.06μg/L)。实验最后椎实螺体内残留MC和毒性情况：实验室条件下,第2组(T918+椎实螺)、第5组(T918+椎实螺+浮萍)和第6组(T918+椎实螺+EM菌)椎实螺存活率分别为40%、77%和0%,说明一定量的浮萍有利于椎实螺的生长,而EM菌严重危害了其生长。实验最后第2组和第5组椎实螺体内残留MC-LR几乎均为0：总MC含量分别为15.551μg/kg和6.749μg/kg；总毒性残留量分别为2332.982 mg/kg和1789.718 mg/kg的CuS04毒性,说明一定量的浮萍不仅提高了椎实螺的存活率,且能减少其体内毒素残留量。模拟生态系统条件下,2号水缸(T918+鲤鱼)、4号水缸(T918+椎实螺+鲤鱼)和6号水缸(T918+椎实螺+浮萍+鲤鱼)鲤鱼存活率分别为80%、60%和80%,说明一定量的浮萍有利于鲤鱼的生长。3号水缸(T918+椎实螺)中椎实螺存活率为52%；4号、5号(T918+椎实螺+浮萍)、6号水缸中椎实螺存活率均为48%,说明一定量的浮萍不会对椎实螺造成严重的伤害。实验最后3、4、5、6号水缸中椎实螺体内几乎没有残留MC-LR;总MC含量分别为17.453μg/kg.22.515μg/kg.6.535μg/kg.10.69μg/kg；总毒性含量分别为2534.472 mg/kg.2526.969 mg/kg、1732-377 mg/kg.1743.984 mg/k(g的CuSO4毒性,说明加入鲤鱼水缸中椎实螺残留总MC含量要高于未加鲤鱼的水缸,加入浮萍的水缸中椎实螺体内残留总MC含量和总毒性均低于未加浮萍的水缸。综上说明,一定量的浮萍能使椎实螺体内毒素残留量减少。本文实验结果表明,椎实螺能显著抑制铜绿微囊藻的生长,但高浓度藻细胞也使得椎实螺大量死亡,水体变成黄色,水中藻毒素残留量偏高。考虑结合其他生物方法来进行控藻,与椎实螺控藻效果进行对比分析,可以看出,椎实螺与浮萍混合得方法既能很好地控制铜绿微囊藻的生长,又能提高椎实螺及鲤鱼的存活率,并且使得胞内外的藻毒素和毒性得到了更为显著的控制,同时又使得最后椎实螺体内藻毒素的残留量减少,是其中最合适的控藻方法。但具体最合适的量化关系还需要更进一步的探究。