本试验以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa FACHB905)为试验对象,研究镉离子对铜绿微囊藻的群体形成的作用机制,本试验在研究微囊藻对镉离子吸附特征的基础上,研究镉离子对微囊藻细胞的生长及群体形成的影响,并在此基础上通过研究不同剂量的镉离子对微囊藻细胞胶鞘多糖含量、胶鞘多糖单糖组分的影响来阐明镉离子对微囊藻群体形成的机制。本试验研究对明确微囊藻群体的形成机制以及微囊藻水华爆发机理具有非常重要的意义。可为微囊藻水华预警(镉离子对水华产生促进的临界值)及有效治理提供科学准确的参考数据。同时可为水体重金属污染的生物治理提供科学的基础资料,为预防和治理水华提供一个科学依据。试验设置不同镉离子浓度的铜绿微囊藻试验组,试验周期为10d。试验期间,设置镉离子的浓度分别为 0 mg/L、0.0125 mg/L、0.025 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L。试验研究镉离子对铜绿微囊藻细胞生长以及群体的影响、铜绿微囊藻细胞对镉离子的吸收和吸附特征和镉离子对铜绿微囊藻多糖含量及其生化特征的影响这三方面。通过以上试验研究镉离子对铜绿微囊藻的群体形成的作用机制。通过试验研究发现:在镉离子浓度为0.0125mg/L和0.025 mg/L时,相对于对照组铜绿微囊藻的细胞密度是明显增长的。同时,在0.05mg/L、0.1mg/L和0.2 mg/L镉离子浓度下,与对照组相比在镉离子作用下能显著促进微囊藻小群体的形成(p<0.05)。藻细胞加入镉离子5min之内会发生一个急速吸附镉元素的过程。在添加低浓度镉离子的试验组中,超过93%镉离子被吸附吸收到细胞内以及胶鞘。浓度为0.2 mg/L的镉离子浓度梯度处理组中,藻细胞吸附镉离子量约为80%,然而被吸附和吸收的镉离子中超过80%的含量是被吸附到藻细胞胶鞘中的。与对照组相比,在镉离子为0.0125mg/L和0.025 mg/L浓度试验组,藻细胞中含有的胞内以及胶鞘多糖含量在试验前期并无显著变化。试验期间,发现镉离子浓度为(0.05,0.1和0.2 mg/L)能显著并且同时增加胞内多糖和胶鞘多糖的含量(p<0.05)。试验提取胶鞘多糖进行葡聚糖柱层析,分离得到亚组分p1,p2的分子量分别为2.72X 105,2.6 X 103。不同浓度的镉离子对胶鞘多糖中糖醛酸含量的影响不同,其中浓度为0.025 mg/L的处理组糖醛酸含量增加明显,在胶鞘多糖中比例达到70%。在同一浓度(0.05 mg/L)作用下,试验前6d铜绿微囊藻中糖醛酸含量呈增加趋势,随时间增长含量逐渐降低。不同浓度Cd2+对藻细胞胶鞘多糖的单糖组分种类存在一定影响,除0.05 mg/L Cd2+作用下微囊藻胶鞘多糖的单糖组成含阿拉伯糖外及0.1及0.2 mg/L Cd2+作用下铜绿微囊藻多糖的单糖组成含古罗糖醛酸外,各浓度处理组在试验第10d的胶鞘多糖均含甘露糖、氨基葡萄糖、鼠李糖、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖、木糖及岩藻糖,但各单糖组分所占比例对不同浓度Cd2+响应不同。在同一浓度Cd2+(0.05 mg/L)作用下,微囊藻多糖中各单糖组分种类及比例随时间变化发生明显改变,其中氨基葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖单糖种类的含量比例变化较为明显。