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基于辐照技术抑制越冬期蓝藻复苏的机理研究
  • 项目名称:基于辐照技术抑制越冬期蓝藻复苏的机理研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:11075039
  • 申请代码:A050407
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:郑正
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:复旦大学
  • 批准年度:2010
中文摘要:

蓝藻水华暴发是国内外普遍关注的水环境问题。目前,有关研究多集中在越冬蓝藻复苏的机理及水华的治理,关于抑制水华暴发"种源"-越冬蓝藻复苏的研究鲜有报道。本课题拟采用电子束、γ射线辐照以及等离子体技术在水溶液中产生的强氧化剂oOH自由基、Ho和强还原剂,对越冬期蓝藻进行辐照处理,抑制其复苏,防止水华形成。分析辐照对蓝藻细胞原生质体中叶绿素(Chla)、藻蓝素(PC)、类胡萝卜素(Cartenoids)、总可溶性蛋白(TSP)的影响,确认辐照抑制蓝藻细胞生长代谢的作用机制。研究辐照对蓝藻细胞内超氧化歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等保护酶及核酸的影响,进一步确认辐照抑制越冬蓝藻复苏的机制。采用显微和电子透射手段,分析蓝藻细胞形态和结构的变化,确认辐照对蓝藻细胞壁和类囊体的破坏。最终得出一套抑制越冬蓝藻复苏的新方法、新工艺,为蓝藻水华控制工程应用提供必要的条件和参数。

结论摘要:

本课题在国家自然科学基金委资助下,在以下三个方面展开研究,分别是采用γ-射线辐照抑制越冬蓝藻的复苏,抑制典型“水华”蓝藻-铜绿微囊藻和鱼腥藻的生长,确定抑藻的有效剂量。研究结论为(1)γ-射线辐照能有效抑制太湖越冬蓝藻的复苏,辐照剂量越大,抑制效果越好。辐照剂量为5kGy时,处理后的水样培养40d,其Chl-a、Chl-b和PC含量仅为对照样的8.66%、16.8%和17.2%,太湖原水中越冬蓝藻的复苏受到了较大抑制。太湖底泥原样经剂量13kGy的γ-射线辐照处理后,采用BG11培养基培养60d,培养液中Chl-a、Chl-b和PC含量仅为对照样的18.8%、14.8%和20.5%,说明γ-射线对底泥中越冬蓝藻复苏有一定抑制。(2)初始Chl-a浓度为5.62mg/L的铜绿微囊藻悬浮液,经剂量9kGy的γ-射线辐照处理后,培养5d,98%铜绿微囊藻细胞被去除,酸性环境有利于γ-射线辐照对铜绿微囊藻的抑制。铜绿微囊藻细胞经γ-射线处理后,细胞内光合色素和蛋白含量随辐照剂量增加而降低,细胞内MDA含量逐步增加。辐照处理后,藻细胞内SOD、POD和CAT酶活性随辐照剂量增加是先增加后降低,辐照剂量达到9kGy时,藻细胞内活性酶系统几乎完全被损害。藻细胞SEM和TEM图表明,辐照处理后铜绿微囊藻细胞萎缩,细胞内类囊体逐渐溶解和消失。(3)初始Chl-a浓度为5.62mg/L的鱼腥藻,经剂量11kGy的γ-射线辐照处理后培养5d,98.7%鱼腥藻被去除。酸性环境有利于γ-射线辐照对鱼腥藻的抑制。11kGy的γ-射线辐照处理后,鱼腥藻细胞内光合色素和蛋白含量几乎降低为零。鱼腥藻细胞内SOD、POD和CAT活性随辐照剂量的增加是先增加后降低,细胞内MDA含量随辐照剂量增加而逐步增加。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 14
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