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随着工农业的快速发展和废弃物的大量排放,世界水体富营养化问题越来越严重,其引起的蓝藻水华给水资源的利用、生产和人畜健康带来严重威胁。在长期的进化过程中,水华蓝藻,特别是微囊藻发展了一套独特的生理学机制和适应特性,形成了极强的生态竞争优势。本文以集胞藻与铜绿微囊藻为处理材料,研究了新型环保材料改性纳米TiO<,2>以及细菌中的群体感应信号物质(AHIs)对集胞藻与铜绿微囊藻生长及生理的影响,得到以下有意义的结果:
1.通过几种不同纳米二氧化钛催化剂对铜绿微囊藻与集胞藻进行外加处理,对其抑制效果以及培养液中因纳米材料引发光催化反应而产生超氧自由基含量进行分析可知,经过改性之后的纳米二氧化钛其光催化活性都有不同程度的提高,其光催化效率从强到弱依次为:Ag/TiO<,2>,ZnO/TiO<,2>,Fc<,2>O<,3>/TiO<,2>,TiO<,2>。
2.对比Ag/TiO<,2>对两种蓝藻生长的抑制效果来看,Ag/TiO<,2>对集胞藻的抑制效果要好于铜绿微囊藻。同时两种藻在遭受因纳米材料进行光催化作用而释放出自由基的胁迫时,铜绿微囊藻与集胞藻都通过提高SOD活性,CAT活性以及胞内多糖含量来提高自身的抗氧化能力。
3.在自然条件下用纳米材料对滇池藻样进行处理,结果表明,纳米材料在自然条件下对滇池藻样有很好的抑制作用。因此在昆明使用价格低廉,反应产物清洁的纳米材料来治理滇池污染及水华蓝藻是具有良好应用前景的。
4.当细菌群体感应信号物质(A物质)的浓度达到40μmol/L以上,对于不同初始接种浓度、不同生长时期以及在不同的光照培养条件下,A物质对铜绿微囊藻都具有明显的抑制作用。
5.在A物质存在的条件下,铜绿微囊藻的叶绿素a含量、光合速率下降,超氧自由基、羟基自由基含量急剧上升,表明A物质的存在确实对蓝藻造成了生理胁迫。而为了抵御该胁迫铜绿微囊藻提高了自身SOD、CAT活性以及胞内多糖含量。
6.在A物质的胁迫下,铜绿微囊藻的PC相对含量、APC相对含量、Fv/Fm值、全电子传递链活性、PSⅡ活性与对照样相比都有明显的下降,说明A物质对于铜绿微囊藻的光合电子传递活性具有显著的抑制作用。