多种藻类对As(Ⅲ)的耐受性及吸附研究_李妍丽.pdf
《多种藻类对As(Ⅲ)的耐受性及吸附研究_李妍丽.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《多种藻类对As(Ⅲ)的耐受性及吸附研究_李妍丽.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、多种藻类对 As(III)的耐受性及吸附研究李妍丽,刘 健,柯 林*(华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州 510006)摘要 目的 筛选到在自然条件下能有效去除水体中砷污染的微藻。方法 以 4 种微型绿藻(小球藻 Chlorella sp(zfsaia)、Chlorellaminata、Chlorella vulgaris 和羊角月牙藻 Selenastrum capricormulum)为材料,选取 6 个不同浓度的 As(III)(0 5、1 0、2 0、5 0、10 0、20 0mg/L)进行培养处理,以生物量、叶绿素a 含量等生理指标研究这4 种藻类对砷的耐受性及其吸附情况。结果
2、 小球藻 Chlorella sp(zf-saia)对砷的毒害有敏感性,当砷浓度超过10 mg/L 时,其生长受到抑制,EC50值为 1732 mg/L;当砷浓度在 0 20 mg/L 范围内,羊角月牙藻 Selenastrum capricormulum、小球藻 Chlorella minata 和 Chlorella vulgaris 生长不受影响,对砷具有较高的耐受性,24 h 后,它们对砷的去除率分别达7702%、7218%和8136%。结论 该研究表明藻类在治理含砷废水和作为砷污染废水的指示性植物等方面具有良好的应用前景。关键词3 价砷;绿藻;毒性效应;吸附作用中图分类号S181文献
3、标识码A文章编号0517 6611(2012)15 08702 05Study on Arsenic Tolerance and Biosorption of Various MicroalgaeLI Yan-li et al(College of Environmental Science and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou,Guangdong510006)Abstract ObjectiveThis study aimed to select microalgae species which are
4、capable to effectively remove arsenic contamination from waterunder natural conditions MethodFour microalgae species Chlorella sp(zfsaia),Chlorella minata,Chlorella vulgaris and Selenastrumcapricormulumwere used as experimental materials and cultured with six different concentrations of As(III)(05,1
5、0,20,50,100,200 mg/L)Biomass,chlorophyll a content and other physiological indicators were determined to investigate the arsenic tolerance and bio-sorption of four microalgae species ResultChlorella sp(zfsaia)is sensitive to arsenic toxicity,its growth was inhibited when arsenic con-centration excee
6、ded 10 mg/L,with a EC50of 1732 mg/L;when the arsenic concentration was 0 20 mg/L,growth of Selenastrum capricor-mulum,Chlorella minata and Chlorella vulgaris was not affected,which showed relatively high tolerance to arsenic,with arsenic removal ratesof 7702%,7218%and 8136 respectively after 24 h Co
7、nclusionThis study indicates that microalgae have good application prospectsfor processing arsenic wastewater and being indicator plants of arsenic wastewaterKey wordsAs(III);Microalgae;Toxicity effect;Biosorption基金项目广东省自然科学基金项目(10151064101000041);教育部高校博士点基金项目(20090172120032)。作者简介李妍丽(1986 ),女,白族,云南大
8、理人,硕士研究生,研究方向:环境微生物毒理学,E mail:liyanli19861114 126com。*通讯作者,教授,博士,硕士生导师,从事环境科学方面的研究,E-mail:linke999 yahoo com。收稿日期2012-03-08砷普遍存在于自然界的包括土壤、沉积物、水体、大气层,甚至生物体中,其毒性极强,且无色无味。环境中的砷污染严重威胁了人类的健康,已被视为一个全球性的公共卫生问题。水体中高含量的砷是由自然或人类活动造成的,前者如地热活动或矿石的风化,后者包括采矿、含砷农药的制造和使用等。自然条件下,在不同的氧化还原环境中,砷有以下 4 个稳定的价态:+5(arsenate
9、)、+3(arsenite)、0(arsenic)和 3(arsine)。砷的浓度和存在形态决定了其毒性及其在水处理中的去除效率。地下水砷污染最严重地区为孟加拉国和印度梅克纳 布拉马普特拉河的大部分流域,有多达 5亿人面临砷威胁1。据统计,我国至少有 300 万人口生活在砷污染地区,且超过 3 万名病患已被证实为砷中毒2。其中,由饮用水引起的典型砷中毒病区有:台湾嘉南、新疆奎屯、内蒙古河套及山西大同等3。据报道,2008 年 10 月广西河池地区发生的一起受害者多达 450 人的砷中毒事件,正是由于饮用水受砷污染而造成的。利用水生生物包括罗非鱼、鲫鱼、原生动物、水生维管束植物等做重金属(Hg、
10、Cu、Cd 和 As)急性毒理测试的研究已有很多报道4 7。然而,关于砷对植物细胞的毒性作用却鲜有报道,尤其是藻类生物。藻类对许多污染物有很灵敏的毒性反应8 9。其中绿藻是最简单和最原始的一种藻类生物,作为水生生态系统的初级生产者,其对水生生态系统的平衡和稳定起着很重要的作用。因此,研究藻类对砷污染的反馈,包括对砷的毒性反应、吸附和新陈代谢作用非常有必要。重金属对藻类的毒性作用研究的最多的是 Cu 对藻类的毒性作用10 11。Davies 观察到,Hg 浓度为 10 mg/L 时,杜氏藻可形成巨细胞,而不进行分裂12。1984 年 Hosea 等发现普通小球藻(Chlorella vulgar
11、is)对金有很高的亲和力13。Travieso 等认为小球藻在45 mg/L 的Cr(VI)存在下生长不受影响,而尖细栅藻在 Cr 浓度高于 15 mg/L 时未见生长14,肖虹滨等和 Yamaoka 等发现,As(V)对三角褐指藻的毒性阀值为 1041mol/dm3,对 叉 边 金 藻 毒 性 阀 值 为 1049mol/dm315 17;同时发现藻类 Dunaliella sp 对砷有很高的去除率17。藻类测试是生态毒理学研究中不可或缺的方法,且其本身具有生长周期短、易于分离培养、可直接观察细胞水平上的中毒症状等特点,因此是理想的毒性测试材料。文中按照国际组织标准(ISO,2010)18
12、所规定的方法,利用 5种绿藻作为受试生物藻种,从各种指标研究了4 种绿藻对 As(III)的毒性效应,同时研究了具有高耐受性的藻株对砷的吸附效应。1材料与方法11材料111主要设备和仪器。多功能酶标仪(Bio-Tek 公司);离心机(德国 Heraeus);台式冷冻恒温振荡器(上海太仓);立式责任编辑朱琼琼责任校对卢瑶安徽农业科学,Journal of Anhui Agri Sci 2012,40(15):8702 8706DOI:10.13989/ki.0517-6611.2012.15.003压力蒸汽灭菌锅(上海申安医疗器械厂);pH 计(OAKTON,US);氢化物发生 原子荧光分光光度
13、计(吉天,AFS-830)。为去除外界砷及其他金属污染,试验中所有使用的玻璃器皿均用10%硝酸浸泡 24 h,再用超纯水冲洗干净,置于烘箱中80 烘干备用18。112供试材料。供试藻种:由香港城市大学提供,具体品种见表1。供试试剂:三价砷(As2O3),购自上海精纯试剂公司。供试培养基:Bristol 培养基(ISO,2004),其配方为NaNO325 g/L,K2HPO47 5 g/L,KH2PO417 5 g/L,MgSO47H2O 118 g/L,NaCl 25 g/L,CaCl22H2O 25 g/L,FeCl36H2O 05 g/L,MnCl24H2O 0 03 g/L,CoCl26
14、H2O 0 002g/L,CuSO45H2O 0 001 g/L,ZnSO47H2O 0 004 g/L,Na-MoO42H2O 0002 g/L,EDTA 054 g/L,配制好的培养液初始 pH 为(6.50 0.2)。试验中所用药品均为分析纯试剂,所用水均为纯水。表1试验用藻种名录编号物种名拉丁文名简称1羊角月牙藻Selenastrum capricormulumS c2普通小球藻Chlorella vulgarisC v3小球藻Chlorella minataWW14小球藻Chlorella sp(zfsaia)Zfsaia12方法121毒性试验。按表 2 所示设置试验毒物浓度,向配制
15、好的培养基中加入不同体积 As(III)溶液作为藻体培养液。将处于对数期生长的藻液分别接入不同 As()浓度藻体培养液中,每天定时取样,测定藻体生长状况,共测定 7 d,同时设定相同培养条件下不含砷的藻液为参照。试验在 50 ml 的广口三角锥形瓶中进行,所有三角瓶用无菌封口膜封住瓶口,每个浓度设置 3 个平行样。培养液先于 121 下高压灭菌30 min,接种前再在超净台内紫外线灭菌 30 min。所有试验体系均在经改造的台式冷冻恒温振荡器内培养(150 r/min),培养温度为(25 2),光强为(3 000500)lx,光暗比为 12 h 12 h,整个试验过程需确保无菌操作。表2As(
16、III)对藻类的急性毒性试验浓度配制处理组As(III)终浓度mg/LAs(III)剂量l培养基量ml藻量ml100202205125202310252024205020255012520261002502027200500202122藻对 As(III)的吸附试验。用灭菌去离子水将 As2O3配成 10 mg/L 的 As(III)溶液。向该溶液中以 1 10 的比例加入对数期生长较旺盛的藻液,分别在 0、10、20、30、60、90、120、240、360、720 min 时抽取 2 ml 溶液,用于测定溶液中的砷浓度。同时设定不加藻且含相同浓度 As(III)的溶液作为对照。123测定方
17、法。藻类的生长测定:每天定时取样,用多功能酶标仪在波长 680 nm 处测定 OD 值。叶绿素 a 含量测定:每隔24 h 取 2 ml 待测藻液,10 000 r/min 离心1 min,去上清液,加入1 ml 甲醇(100%浓度),振荡混匀,置于暗处 2 h,再次混匀后 10 000 r/min 离心 1 min,取上清 200 l,用多功能酶标仪分别测定 663 和 645 nm 处的吸收值。重金属离子的测定:分别取 2 ml 左右含相同浓度三价砷离子的培养液,10 000 r/min 离心 1 min,用氢化物发生 原子荧光分光光度计测定上清液中三价砷离子的浓度。124数据处理。(1)
18、用细胞数、吸光度 OD680、叶绿素浓度 a 和生长抑制率(IR)等指标来比较各藻种的生长情况。其中叶绿素浓度a 和生长抑制率的计算公式如下:Cholorophy IIa(mg/L)=127 A663269 A645(1)=(lnNtlnN0)/(t t0)(2)式中,为相对最大生长速度;N0为初始生物量,Nt为 96 h时的生物量。IR=(bt0 x)/b100(3)式中,IR 为生长抑制率;b为对照组的相对最大生长速度,t0 x为加测试物后微藻的相对最大生长速度。去除率 R=(0t)/0100%式中,0表示金属离子的初始质量浓度(mg/L);t表示金属离子的质量浓度(mg/L)。(2)数据
19、利用 Microsoft Excel、Origin 80 和 SPSS 130 分析。所有的试验处理均设 3 个平行样,以减少试验误差。数据经单因素方差分析,P 005 时视为差异显著。2结果与分析21藻类的生长曲线图 1 为 4 种藻的生长曲线,由图可知 S c、zfsaia 和 WW1从初始培养进入到对数生长期的时间为4 d,而 100ai 和 C v 为 5 d。图14 种藻类的生长曲线22不同浓度三价砷对藻类生长的影响由图 2 可看出,4种藻类对 As(III)的耐受性存在明显差异。其中 S c、C v 和WW1对 As(III)的耐受性最强,和对照组的藻类相比,无显著性差异(P 00
20、5),当砷离子达到 20 mg/L 时,藻细胞仍能维持正常生长。表 3 数据表明随着砷浓度的提高,藻细胞的生长速率总体呈下降趋势,且经过缓慢的迟滞期才表现出明显307840 卷 15 期李妍丽等多种藻类对 As(III)的耐受性及吸附研究的生长。这可能是由于砷诱导了藻细胞中存在的类金属硫蛋白,使藻细胞对砷的毒害有一定的抗性,暂时解除了砷的毒性19。而 Zfsaia 藻类对砷的毒害具有敏感性,砷离子浓度的越高,其生长受到的抑制越强;当砷离子达 10 mg/L 时,Zf-saia 的生长受到抑制。经概率统计法20 进一步计算得到三价砷离子对 Zfsaia 的 96 h 半数效应浓度(EC50)为:
21、17 32mg/L。康瑞娟等研究发现19 不同浓度的 As2O3对鱼腥藻的生长影响,当水中 As()浓度达 4 mol/L 时,砷会诱导藻细图2不同浓度 As(III)对不同的藻类生长的效应表3培养96 h 后各藻类在不同 AS(III)浓度下的生长率As(III)浓度mg/L生长率/hS cWW1C vZfsaia00009 10009 00006 90012 8050010 10006 60006 90011 4100010 40007 70006 50008 5200010 60007 40006 40001 3500010 60008 20005 70010 21000009 5000
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 多种 藻类 As 耐受 吸附 研究 妍丽
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。