zn2+对藻类生物膜生长生理特性影响研究 - 生态环境学报.pdf

生态环境学报 2013, 22(5): 838-843 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ Zn2+对藻类生物膜生长生理特性影响研究 1 1* 2 1 1 刘翠霞 ，胡智泉 ，郭雪白 ，李婷 ，邓蕾 1. 华中科技大学环境科学与工程学院，湖北 武汉 430074 ；2. 河南理工大学万方科技学院，河南 郑州 451400 摘要：利用自制的简易生物膜反应器，在3 500 lx的光照和14 ∶10的光暗比下，以Zn2+为模式重金属，利用模拟氮磷废水驯 化培养鞘藻（Oedogonium sp. ）使其形成藻类生物膜，研究不同Zn2+浓度对鞘藻形成的藻类生物膜生长及生理特性的影响。 综合考虑藻类对Zn2+ 的耐受范围，选定模拟氮磷废水中Zn2+ 5个质量浓度水平： 1.0、3.0、5.0、10.0、20.0 mg·L-1 ，定时从 反应器中取一定量的藻类生物膜，测定以下生理生化指标：叶绿素、超氧化物歧化酶（SOD ）、硝酸盐还原酶（NR ）、蛋白 质及胞外多聚糖，并以藻细胞干质量为基准。研究结果表明：藻类生物膜对Zn2+有一定的耐受性，且质量浓度为5 mg·L-1 的 Zn2+对藻类生物膜的生长有明显的促进作用，但当质量浓度增大至20 mg·L-1 时，藻体大量死亡，藻类生物膜生长明显受到 抑制。Zn2+质量浓度为3 mg·L-1 的实验组对鞘藻的叶绿素含量有明显的促进作用，而当Zn2+质量浓度为20 mg·L-1时，鞘藻内 的叶绿素含量明显减少。不同Zn2+质量浓度对鞘藻的生理生化指标也表现出不同的作用，其中SOD含量随着Zn2+质量浓度 -1 的Zn2+对NR有明显的促进作用；各实验组蛋白质含量在实验初期均有增加，但随之又均有 的升高明显受到抑制；10 mg·L 降低；在实验前2 d ，20 mg·L-1 的Zn2+对胞外多聚糖有明显的促进作用，其含量为对照的 1.4倍。以上现象均表明藻类生物膜 在重金属的作用下其生长代谢会发生一定的变化，使藻类生物膜能够在一定重金属浓度范围内较好地生长，为藻类生物膜 的进一步利用奠定理论基础。 关键词：藻类生物膜；鞘藻；Zn2+ ；生长生理特性 中图分类号：X173 文献标志码：A 文章编号：1674-5906 （2013 ）05-0838-06 引用格式：刘翠霞，胡智泉，郭雪白，李婷，邓蕾. Zn2+对藻类生物膜生长生理特性影响研究[J]. 生态环境学报, 2013, 22(5): 838-843. LIU Cuixia, HU Zhiquan, GUO Xuebai, LI Ting, DENG Lei. Effects of Zn2+ on the growth physiological characteristics of algal biofilm [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2013, 22(5): 838-843. 藻类生物膜是利用某些藻体易于附着在载体 形态发生畸变，细胞分裂被阻止，细胞内含物被 上并能形成很高生物量的特点进行藻体固定化的 破坏，酶活性降低。但关于藻类生物膜可承受重 一种生物膜技术[1] 。近年来该技术已经发展成为 金属浓度范围的研究还鲜少。因此，本实验选用 一种新型的污水处理技术 [2-5] ，与传统悬浮藻类 Zn2+作为模式金属，研究不同浓度的 Zn2+对藻类 处理污水技术相比，藻类生物膜技术具有藻细胞 生物膜生长生理特性产生的影响，揭示藻类生物 浓度高、反应速率快、运行稳定可靠、藻类细胞 膜与重金属的相互作用原理，探寻其耐受重金属 易于收获及再利用等优势[6] ，而且收获的藻细胞 胁迫的生