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水环境中的重金属不能被降解，一旦被藻类富集，也就意味着它们可以进入食物链继续被富集和传递，威胁生态系统安全和人类健康。藻类分布广泛、适应能力强，属于最庞大的初级生产者，是水生食物链的起点，成为淡水环境中重金属迁移和转化的重要环节。然而，重金属在水-藻界面的迁移和富集行为还受到水环境中广泛存在的溶解性有机质(DOM)的影响，而变得更加错综复杂。DOM既能够与水体中的重金属络合，形成Metal-DOM络合物，改变重金属的毒性及生物有效性，又能附着在藻表面改变藻表面形态。因此，了解和掌握DOM存在下，水中重金属在藻上富集行为，有助于全面评价重金属的生态风险，更具有实际的指导意义。
本文分别选取了Ni和Zn两种元素为代表重金属，以富里酸(FA)代表DOM，研究了不同浓度的FA存在下，蛋白核小球藻富集重金属的吸附动力学、吸附等温线、以及重金属在小球藻中的细胞壁吸附和细胞内在化过程等方面的情况。主要的研究内容如下：
一、蛋白核小球藻对Ni和Zn的吸附动力学。(1)在金属-藻的二元体系和金属-藻-DOM的三元体系中，Ni和Zn的动力学拟合结果都更符合拟二级动力学，表明吸附过程是以化学吸附为主。(2)二元体系下，小球藻对初始浓度为0.0678mmol·L-1的Ni的最大富集量为0.131mmol·g-1，对初始浓度为0.108mmol·L-1的Zn的最大富集量为0.267mmol·g-1，达到吸附平衡的时间分别为50min和70min，即藻对Zn的富集量大于Ni，但是吸附速度则慢于Ni。这表明藻对重金属的吸附存在元素差异，这些差异取决于金属元素在水/藻界面的行为差异；(3)在10mg·L-1和20mg·L-1浓度的FA存在时，蛋白核小球藻对Ni的吸附量分别减少了25%和45%，对Zn的吸附量分别减少了50%和70%。但是FA存在下，Ni和Zn吸附速度明显加快了，低浓度FA时，吸附平衡时间分别为30min和20min，高浓度FA时，吸附平衡时间分别为20min和10min。可见FA影响着重金属在水/藻界面的富集行为，并且对Zn的影响大于Ni。
二、为期6天的暴露实验对比研究了FA存在与不存在情况下，小球藻对Ni和Zn的耐受性和不同浓度FA存在下蛋白核小球藻对Ni和Zn的吸附等温线。(1)小球藻对Ni和Zn的等温吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附模型。(2)在金属-藻的二元体系中，藻对Ni和Zn的最大耐受浓度分别为10mg·L-1和32mg·L-1，FA存在下，最大耐受浓度分别增加到13mg·L-1和45mg·L-1，表明FA的络合作用降低了金属离子对藻的毒性。(3)FA抑制小球藻对Ni和Zn的富集，且浓度越高抑制作用越明显。二元体系中，小球藻对Ni和Zn的最大富集量分别为0.143mmol·g-1和1.11mmol·g-1，而FA存在时，Ni的最大富集量分别减少了21.3%和31.7%，Zn则减少了38.5%和45.6%。
三、通过0.01mol·L-1EDTA进行洗脱实验，区分小球藻细胞壁吸附和细胞内在化重金属，结果如下：(1)浓度为10mg·L-1和20mg·L-1的FA存在下，小球藻对Ni和Zn的吸附作用均减弱了，其中Ni的细胞壁吸附量分别减少了39.2%和41.0%，Zn的细胞壁吸附分别减少了54.6%和63.5%。(2)FA的存在同时还抑制小球藻对Zn的内在化作用，其细胞吸收量分别减少了23.2%和30.6%，但是对Ni来说，FA促进了小球藻对Ni的内在化作用，吸收量分别增加了42.5%和11.6%，且低浓度FA对藻细胞吸收Ni的促进作用比高浓度时更强。
综上所述，富里酸的存在降低了小球藻对Ni和Zn的富集量，降低藻对Zn的内在化作用，但是却增加了藻对Ni的内在化作用。但总的来说，富里酸的存在降低两种重金属的生态环境风险。
本文分别选取了Ni和Zn两种元素为代表重金属，以富里酸(FA)代表DOM，研究了不同浓度的FA存在下，蛋白核小球藻富集重金属的吸附动力学、吸附等温线、以及重金属在小球藻中的细胞壁吸附和细胞内在化过程等方面的情况。主要的研究内容如下：
一、蛋白核小球藻对Ni和Zn的吸附动力学。(1)在金属-藻的二元体系和金属-藻-DOM的三元体系中，Ni和Zn的动力学拟合结果都更符合拟二级动力学，表明吸附过程是以化学吸附为主。(2)二元体系下，小球藻对初始浓度为0.0678mmol·L-1的Ni的最大富集量为0.131mmol·g-1，对初始浓度为0.108mmol·L-1的Zn的最大富集量为0.267mmol·g-1，达到吸附平衡的时间分别为50min和70min，即藻对Zn的富集量大于Ni，但是吸附速度则慢于Ni。这表明藻对重金属的吸附存在元素差异，这些差异取决于金属元素在水/藻界面的行为差异；(3)在10mg·L-1和20mg·L-1浓度的FA存在时，蛋白核小球藻对Ni的吸附量分别减少了25%和45%，对Zn的吸附量分别减少了50%和70%。但是FA存在下，Ni和Zn吸附速度明显加快了，低浓度FA时，吸附平衡时间分别为30min和20min，高浓度FA时，吸附平衡时间分别为20min和10min。可见FA影响着重金属在水/藻界面的富集行为，并且对Zn的影响大于Ni。
二、为期6天的暴露实验对比研究了FA存在与不存在情况下，小球藻对Ni和Zn的耐受性和不同浓度FA存在下蛋白核小球藻对Ni和Zn的吸附等温线。(1)小球藻对Ni和Zn的等温吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附模型。(2)在金属-藻的二元体系中，藻对Ni和Zn的最大耐受浓度分别为10mg·L-1和32mg·L-1，FA存在下，最大耐受浓度分别增加到13mg·L-1和45mg·L-1，表明FA的络合作用降低了金属离子对藻的毒性。(3)FA抑制小球藻对Ni和Zn的富集，且浓度越高抑制作用越明显。二元体系中，小球藻对Ni和Zn的最大富集量分别为0.143mmol·g-1和1.11mmol·g-1，而FA存在时，Ni的最大富集量分别减少了21.3%和31.7%，Zn则减少了38.5%和45.6%。
三、通过0.01mol·L-1EDTA进行洗脱实验，区分小球藻细胞壁吸附和细胞内在化重金属，结果如下：(1)浓度为10mg·L-1和20mg·L-1的FA存在下，小球藻对Ni和Zn的吸附作用均减弱了，其中Ni的细胞壁吸附量分别减少了39.2%和41.0%，Zn的细胞壁吸附分别减少了54.6%和63.5%。(2)FA的存在同时还抑制小球藻对Zn的内在化作用，其细胞吸收量分别减少了23.2%和30.6%，但是对Ni来说，FA促进了小球藻对Ni的内在化作用，吸收量分别增加了42.5%和11.6%，且低浓度FA对藻细胞吸收Ni的促进作用比高浓度时更强。
综上所述，富里酸的存在降低了小球藻对Ni和Zn的富集量，降低藻对Zn的内在化作用，但是却增加了藻对Ni的内在化作用。但总的来说，富里酸的存在降低两种重金属的生态环境风险。