一株虾池来源的螺旋拟柱孢藻藻株的分离鉴定及重金属离子Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)对其生长的影响

【目的】探讨凡纳滨对虾养殖水体中入侵蓝藻拟柱孢藻的生长生理特性。【方法】从汕头澄海人工对虾养殖池分离纯化藻株,通过形态及其16SrRNA基因鉴定,之后在CT与BG11两种蓝藻通用培养基的基础上优化最佳培养条件,最后分析了不同浓度的3种重金属离子即Cu~(2+)(0–0.8 mg/L)、Cd~(2+)(0–4 mg/L)和Pb~(2+)(0–80 mg/L)对藻株生长的影响。【结果】澄海虾池来源的分离纯化藻株形态呈卷曲螺旋型,16S rRNA基因序列与多株其他来源的拟柱孢藻相似度均达98%以上。实验室培养,藻株最佳生长状态的培养条件是在BG11培养基的基础上调整氮浓度及氮磷比分别为N 62 mg/L,N︰P=9︰1,在此条件下,藻丝生物量可达(0.632±0.170)×107/L,藻丝比平均生长速率最高为(0.063±0.001)/d。本分离藻株活体对重金属Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)具有一定的耐受性,其耐受浓度范围分别为0–0.2、0–0.5和1–40 mg/L,其中,Cu~(2+)和Cd~(2+)对藻的生长具有抑制作用,而且此抑制作用随着金属离子剂量的增加及作用时间的延长更加显著,Cu~(2+)和Cd~(2+)对藻体的半数抑制浓度(96 h EC50)分别为0.125和0.551 mg/L;而浓度范围为0–80 mg/L的Pb~(2+)对藻体的生长则表现为低剂量(≤40 mg/L)呈促进,高剂量(≥80 mg/L)则抑制。【结论】从凡纳滨对虾养殖池中分离鉴定出一株形态呈螺旋型的拟柱孢藻,命名为螺旋拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii helix),本藻株活体能够在一定浓度的Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)中生长,为螺旋拟柱孢藻活藻生物吸附重金属离子而改善虾池水体环境提供了可能性。     

植物乳杆菌对重金属Pb~(2+)、Cr~(6+)和Cu~(2+)的耐受性与吸附作用相关性比较

从四川矿区泡菜样品中分离得到1株对重金属铅(Pb)、铬(Cr)和铜(Cu)具有较高耐受性的菌株,经16S rDNA初步鉴定为1株植物乳杆菌。研究重金属铅、铬和铜对该植物乳杆菌的最小抑制浓度(MIC)。比较不同初始pH、初始离子浓度、吸附时间和菌体加入量对植物乳杆菌吸附3种重金属的影响,探讨MIC与吸附作用相关性。使用MIC的方法测定重金属对该菌的最小抑制浓度,原子吸收法测定对重金属的吸附效果。研究表明,该菌对Pb~(2+)、Cr~(6+)和Cu~(2+)的耐受性分别为6.67、0.67和2.17 mmol/L;其吸附性最适初始pH分别为4、6和6;最优初始离子浓度分别为100、100和50 mg/L;最优加菌量分别为3、6和5 g/L;最佳吸附时间分别为12、2和8 h。在100 mg/L的初始离子浓度下对Pb~(2+)、Cr~(6+)和Cu~(2+)的吸附率最高分别可达96%、61%和49%。MIC与吸附作用没有明显相关性。结果表明该菌具有优良的吸附性能,为今后含有乳酸菌的食品或饲料制剂的开发提供了新的乳酸菌种。     

废弃钢厂耐Cr6+霉菌的分离鉴定及其生物学特性

从废弃钢铁厂内土壤中分离出1株对Cr~(6+)具有高去除性的微生物,对其生物学特性进行研究。采用马丁氏培养基对上海某废弃钢铁厂内重金属污染土壤中耐Cr~(6+)真菌进行分离筛选纯化,用菌落形态及18S rRNA序列分析鉴定菌株,研究菌株的Cr~(6+)耐受性及还原率,分析不同影响因素对其修复Cr~(6+)及总铬的影响。结果表明M-13为橘绿木霉(Trichoderma citrinoviride),可耐浓度为1.7 mmol/L的Cr~(6+),且每克菌丝修复20 mg以上的Cr~(6+),10 mg以上的总铬。菌株生长到72 h时菌丝干重达到最高。在p H约1.09,温度28℃,菌丝加入量0.25 g(干重),Cr~(6+)初始质量浓度为100 mg/L时,Cr~(6+)还原率最大为99.3%,几乎能将50 m L溶液中的Cr~(6+)完全去除,可将55.3%的总铬吸附。橘绿木霉M-13能较好地去除Cr~(6+),可以作为试验材料应用于生物修复废水中Cr~(6+)的研究。     

重金属离子对海洋微生物脲酶活性影响的研究

从南海海绵Dysidea avara中分离筛选得到一株产弱碱性脲酶菌株Bacillus atrophaeus C89,为探究其在海洋环境重金属离子检测中的应用,在人工海水体系中研究Hg~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)四种重金属离子对脲酶活性的影响。研究发现四种重金属离子的浓度与脲酶抑制率呈显著的正相关性,当仅有单一重金属离子存在时,各重金属离子对脲酶活性的抑制效应顺次为Hg~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+);当有多种重金属离子同时存在时,联合抑制效应与抑制率较高的重金属离子接近,且不同组合存在不同的协同或拮抗效应,Hg~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)呈现协同效应,而Pb~(2+)表现出一定的拮抗效应。与刀豆脲酶对比发现,海洋微生物脲酶在p H和盐度等方面具有更高的耐受性,更适用于海洋环境重金属离子的检测。     

Cu2+、Zn2+、Cd2+对黑水虻幼虫生长的影响 及在虫体和虫粪的积累

为研究不同金属离子对黑水虻幼虫生长的影响及在虫体和虫粪中的积累分布规律,通过在黑水虻幼虫饲料中加入不同浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+),分析观测了幼虫增重、虫体和虫粪中金属含量等情况。结果表明,适量的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)可以促进黑水虻幼虫的生长,Zn~(2+)浓度在400 mg/kg时黑水虻幼虫的体重最高。Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)在黑水虻幼虫体内和虫粪中的残留随着饲料中Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)浓度的升高而增加。Cu~(2+)、Zn~(2+)在虫体中的残留比例都小于50%,大部分残留在虫粪中,Cd~(2+)在10、20、40 mg/kg处理中虫体的残留比例大于50%,最高达到了91.3%,而在80、160 mg/kg处理中虫体残留量比例小于50%。各重金属在虫粪中的残留主要以残渣态存在,且各形态的含量顺序在高浓度处理中都为残渣态酸溶态水溶态碱溶态。说明饲料中适量金属离子的添加有利于黑水虻幼虫生长,但过量的添加会抑制黑水虻幼虫生长,并造成金属离子的积累。     

耐镉真菌Paecilomyces lilacinus 6-20p对Cd~(2+)的吸附特性研究

开展了一株高耐镉真菌Paecilomyces lilacinus 6-20p对Cd~(2+)的吸附效果及影响因素的研究。结果表明获取Paecilomyces lilacinus 6-20p最大生长量的培养时间为108 h。Paecilomyces lilacinus 6-20p对培养液中Cd~(2+)的去除率随pH、培养温度、培养时间呈现先增高后降低的趋势,对Cd~(2+)吸附的最佳条件为pH 3.5,30℃培养108 h。培养液中Cd~(2+)初始浓度小于35.2 mg/L时,Paecilomyces lilacinus 6-20p的生长未受到抑制。当Cd~(2+)浓度大于35.2 mg/L时,其对培养液中Cd~(2+)的去除率随Cd~(2+)初始浓度增加而降低。pH、培养温度、培养时间以及Cd~(2+)初始浓度等因素均能显著影响Paecilomyces lilacinus 6-20p对Cd~(2+)的吸附效果,在菌株应用过程中应充分考虑这些因素。     

造纸废水灌溉下芦苇叶片重金属含量对叶绿素荧光参数的影响

以辽河口建群种芦苇(Phragmites australis)为供试材料,采用小试装置研究在化学需氧量(CODCr)浓度分别为50、175和300 mg·L-1的造纸废水灌溉条件下芦苇叶片中重金属Cr~(6+)、Zn~(2+)和Cu~(2+)含量和叶绿素荧光参数(F_v/F_m和F_v/F_o)的变化特征,探讨芦苇荧光参数对废水灌溉的响应机制。结果表明,造纸废水灌溉对芦苇叶片中Cr~(6+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)含量影响显著(P0.05),最大累计值分别是对照组相应重金属离子的2.80、3.66和3.86倍,且CODCr浓度越大重金属含量越高。3种重金属在不同生育期芦苇叶片中的积累存在差异,Cr~(6+)和Zn~(2+)主要在成熟期积累,Cu~(2+)主要在快速生长期积累。CODCr为50和175 mg·L-1的造纸废水灌溉提高了芦苇叶片光系统Ⅱ反应中心转换效率(F_v/F_m)和潜在活性(F_v/F_o),而CODCr为300 mg·L-1的造纸废水灌溉下,相应叶绿素荧光参数分别降低了8.19%和24.94%,表明光系统Ⅱ功能受到抑制。叶绿素荧光参数对3种重金属表现出不同响应机制,F_v/F_o和F_v/F_m值随Cr~(6+)和Zn~(2+)含量升高而减小,随Cu~(2+)含量升高而增大,其中F_v/F_m与重金属Cr~(6+)含量呈显著性负相关,F_v/F_o与Cu~(2+)含量呈显著性正相关。     

黑河天涝池流域典型林分生态水文化学特征

采集了黑河天涝池流域典型林分林外雨、穿透雨、树干径流和枯透水,并检测水体pH值和12种离子(K~+、Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+)、NH_4~+、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~3)的质量浓度。结果表明:天涝池流域大气降水pH均值为7.74,呈碱性,降水中离子绝对质量浓度较低,最高的是NO_3~-,质量浓度为1.1111 mg/L,最低的为Na~+,质量浓度为0.0108 mg/L;两种林分冠层有降低降雨pH值的作用,青海云杉林冠层对NH_4~+有升高作用,祁连圆柏林冠层对NH_4~+有降低作用,两种林冠层对NO_3~-和Cu~(2+)质量浓度有降低作用,对其它离子质量浓度均表现为升高作用;两种林分树干径流有提高穿透雨pH值的作用,与穿透雨相比,两种林分树干径流中阴离子均有升高,圆柏树干径流中所有阳离子质量浓度均有下降,云杉树干径流中Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)和Na~+减少,NH_4~+和Cu~(2+)增加;典型林分枯透水有提升穿透雨pH值的作用,与穿透雨相比,两种林分枯透水中阴离子质量浓度均有升高,云杉枯透水各阳离子均有降低,圆柏枯透水中Ca~(2+)、K~+和Mg~(2+)质量浓度升高,NH_4~+、Na~+和Cu~(2+)质量浓度下降;在采集的所有样本中,Pb~(2+)和Cd~(2+)均未检出,而Zn~(2+)仅在云杉树干径流中检出。     

重金属铜、锌、镉复合胁迫对麻疯树幼苗生理生化的影响

该研究以Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)单一胁迫为对照,探讨不同浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫对麻疯树幼苗生理生化指标的影响。结果表明:随着Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)浓度的增加,麻疯树幼苗叶片中的蛋白质(Pro)、丙二醛(MDA)含量均逐渐增加,其叶片叶绿素含量随着Zn~(2+)胁迫浓度的增加呈现出先降后升的趋势,在中等浓度(100 mg·L-1)的Zn~(2+)胁迫时含量最低、随着Cu~(2+)胁迫浓度的增加叶绿素含量先升高后降低,在Cu~(2+)浓度为200 mg·L-1时含量最高,达到1 200 mg·g-1FW; Cd~(2+)胁迫对叶绿素含量和根系活力无明显影响。根系活力在Zn~(2+)浓度为100 mg·L~(-1)时最强,随着Cu~(2+)浓度的增加而减弱。低浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)对过氧化物酶活性和可溶性糖含量都具有促进作用。Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫时对可溶性蛋白、叶绿素和丙二醛含量均无明显影响,随着复合胁迫时浓度的增加,可溶性糖含量和根系活力先增后减。这表明麻疯树对三种重金属的胁迫具有一定的抗性,过高浓度的胁迫会影响麻疯树幼苗生理生化的一些指标,但是麻疯树可以通过自身的防御系统使伤害降到最小。此外,重金属复合胁迫可以在一定程度上减轻单一胁迫对麻疯树幼苗造成的毒害作用。     

微尼海双眉藻对重金属短期胁迫的生理及形态响应

为了探讨底栖硅藻微尼海双眉藻[Halamphora veneta(Kützing)Levkov]对重金属胁迫的响应机制,该研究分析了不同浓度的4种重金属Cu~(2+)、Hg~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)对微尼海双眉藻处理96h后,其细胞密度、叶绿素a含量、丙二醛含量以及形态结构的变化。结果显示:(1)低浓度的重金属处理会促进微尼海双眉藻的生长,而高浓度的重金属胁迫会抑制微尼海双眉藻的生长。(2)微尼海双眉藻叶绿素a对较低浓度的Cu~(2+)、Hg~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)胁迫均比较敏感,表明叶绿素a含量可以成为硅藻反映重金属含量的有效指标。(3)低浓度的重金属胁迫对微尼海双眉藻的丙二醛含量影响不明显,而高浓度的重金属胁迫会促进微尼海双眉藻的丙二醛含量显著升高。(4)Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)胁迫不会引起微尼海双眉藻的明显细胞形变,而低浓度Hg~(2+)胁迫就会使微尼海双眉藻出现细胞膨大及畸形等变化。研究表明,微尼海双眉藻对于重金属胁迫具有某种耐受机制,其叶绿素a含量以及形态变化可以作为水体重金属污染的监测指标。