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2012 年 第 57 卷 第 10 期：785 ~ 793 《中国科学》杂志社 自然科学基金项目进展专栏 论 文 SCIENCE CHINA PRESS 5 种重金属亚致死暴露浓度对普通小球藻生长抑制与 光合毒性的比较 欧阳慧灵, 孔祥臻, 秦宁, 何伟, 何玘霜, 王雁, 王戎, 徐福留* 北京大学城市与环境学院, 地表过程分析与模拟教育部重点实验室, 北京 100871 * 联系人, E-mail: xufl@ 2012-01-05 收稿, 2012-02-26 接受 国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年科学基金、国家水专项(2008ZX07103-005-01)、国家环境保护公益性行业 科研专项和国家教育部博士点专项基金(20100001110035)资助 摘要 研究及比较了5 种重金属(铜、铬、锌、镉和铅)亚致死暴露浓度(0.05, 0.5, 5 μmol L1)对 关键词 普通小球藻的生长抑制作用与光合毒性作用. 在不同暴露时间(0, 24, 48, 72, 96 h)测量普通小 重金属 球藻的生物量和PS II 系统潜在最大光能转换效率(Fv/Fm), 结果表明，5 种重金属对普通小球藻 亚致死浓度 的生长抑制作用具有浓度依赖性和时间依赖性, 5 μmol L1 的5 种重金属对普通小球藻的生长 普通小球藻 1 生长抑制 均有抑制作用, 且抑制作用随着时间的延长有所减弱; 5 μmol L 铜和铬对普通小球藻的光合 光合毒性 作用强度有抑制作用, 锌和镉表现为促进作用, 而铅未表现出任何效应; 重金属对普通小球藻 生长的影响与其对光合作用的影响相互独立, 两者并不存在因果关系. 随着工业化和城市化的快速发展, 各类重金属 的毒性最强[4]. 镉是一种具有潜在危害的重金属, 在 的使用日益增加, 大量重金属进入自然水体并由此 水环境中非常稳定, 能够直接影响藻类的各项生理 引发了一系列的水环境污染问题. 藻类是水体中的 过程[5,6]. 铅可在藻类细胞中大量累积并产生毒性 [7] 初级生产力, 研究重金属对藻类生长及光合作用的 作用 . 影响, 对评估重金属的水生生态系统风险和危害具 重金属对藻类的毒性作用主要表现为阻止细胞 有重要意义. 分裂、抑制藻类的生长速率、降低酶的活性以及影响 常见的重金属中, 铜和锌是许多生物生长的必 光合作用效率等[8~10]. 目前针对重金属对藻类毒性效 需元素, 而镉、铬和铅的生物学功能并不明确. 铜是 应的研究多集中于重金属对藻类生长繁殖的影响上, 光合作用及呼吸作用过程的重要辅酶因子和电子传 主要关注重金属对藻类的致死效应(72 h-LC50 或96 h- 递链的组成成分[1,2], 锌是光合作用和代谢相关酶类 LC50)或生长抑制效应(72 h-EC50 或96 h-EC50), 随着 [3] 如碳酸酐酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的组成成分 . 叶绿素荧光技术的发展, 污染物对藻类光合作用影 铜和锌进入水体后能促进藻类的生长和繁殖, 缺乏 响的研究也不断增加,