纳米材料对化感物质抑藻效应的影响
水体富营养化是我国比较突出的生态环境问题之一,由于社会经济快速发展和人们对淡水湖泊不合理利用致使我国大量淡水水体自然生物多样性受到破坏,许多中小型水体包括一些城市人工湖常有蓝藻爆发,导致水质恶化、生物多样性降低、影响工农业生产及人类健康。针对水体富营养化现象治理,符合可持续发展的生态方法主要采用水生植物分泌的化感物质进行除藻。利用水生植物分泌的化感物质进行除藻不仅生态友好和具有可持续性,而且合理的种植水生植物还可以起到美化环境的功能。然而,随着纳米技术的快速发展,纳米材料的应用也越来越广泛,纳米材料在给人们带来各种便利的同时,也势必会以各种途径排入到水环境中,但它们对种间相互作用的影响很少报道,特别是在水生生态系统中。因此本文通过进行室内微宇宙实验,研究两种纳米材料,即纳米白炭黑（nano-fumed silica,NFS）和磁性四氧化三铁纳米颗粒（magnetic Fe3O4 nanoparticles,magnetic n-Fe3O4）对化感物质对羟基苯甲酸（p-hydroxybenzoic acid,p-Ha）抑藻效应的影响,以评价纳米材料进入水体后如何影响水生植物与藻类之间的相互作用。主要研究结果如下:（1）本文首先研究了magnetic n-Fe3O4以及NFS和化感物质p-Ha单独作用对铜绿微囊藻生理指标变化的影响。实验结果表明,在对铜绿微囊藻抑制率方面,p-Ha>magnetic n-Fe3O4>NFS。p-Ha对铜绿微囊藻的半数抑制浓度在0.716mmol/L,NFS对铜绿微囊藻生长最低抑制浓度（Minimum Inhibitory Concentration,MIC）在800mg/L,而magnetic n-Fe3O4对铜绿微囊藻生长MIC在182mg/L。实验中也发现铜绿微囊藻电导率值（Electric Conductivity,EC）、超氧阴离子含量(superoxide anion radicals,O2·—)、藻毒素（Microcystoxins,MCs）、多糖（Polysaccharide,PS）、以及一氧化氮含量（Nitric Oxide,NO）整体上随着p-Ha、magnetic n-Fe3O4以及NFS浓度的增加而增加,叶绿素a含量、藻蛋白含量随着p-Ha、magnetic n-Fe3O4以及NFS浓度的增加而下降,说明铜绿微囊藻受到较强的抑制作用,影响了其自身的生长以及相关生理生化指标的变化。（2）另研究了magnetic n-Fe3O4以及NFS与化感物质p-Ha联合作用对铜绿微囊藻的生长以及生理生化指标的影响。结果表明,NFS与p-Ha联合作用能够减弱化感物质p-Ha的化感抑藻效应,而magnetic n-Fe3O4能够增强p-Ha对铜绿微囊藻的化感抑藻效应。NFS与p-Ha联合作用表明,NFS能够显著减弱p-Ha对铜绿微囊藻的化感抑藻效应。在实验组的第七天时,各个混合组对铜绿微囊藻的抑制率分别为（-11.3%、-30.9%、-0.08%、-7.25%、69.48%、81.66%）,即当p-Ha的浓度在1.0mmol/L时才对铜绿微囊藻起到抑制作用。此时,混合组中p-Ha对铜绿微囊藻的七天半数抑制浓度IC50为1.021mmol/L;而magnetic n-Fe3O4与p-Ha联合作用表明,magnetic n-Fe3O4显著增强p-Ha对铜绿微囊藻的化感抑藻效应。两者联合作用对铜绿微囊藻的抑制率在-1.63%-98.2%。混合组中p-Ha对铜绿微囊藻的七天半数抑制浓度IC50为0.629mmol/L。
- 作者：
- 蒋小峰
- 学位授予单位：
- 安徽师范大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 左胜鹏
- 中图分类号：
- X52
- 关键词：
- 水体富营养化；纳米材料；化感作用；种间相互作用；联合作用
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