毕业论文：《Hg2+、Cu2+对生物毒性敏感藻的胁迫作用研究》.docVIP

1 引言 自从人类跨入工业时代以来，环境污染带来的生态问题和人类健康状况变坏已引起人们的极大关注，重金属是对生态环境危害极大的一类污染物，重金属对水体的污染及由此造成的对水生动植物的毒害己成为各国的研究热点之一。进入水体中的重金属不能被生物降解而从环境中彻底消除，只能从一种形态转化为另一种形态，从高浓度变为低浓度，并往往参与食物链循环而在生物体内积累，破坏生物的正常生理代谢，最终对水生态系统和人类健康造成危害[1]。 藻类在水生生态系统及水生食物链中占据着重要位置，它具有光合色素，是绿色植物，能进行光合作用，是自养的有机体，它们合成有机物质作为水生生态系统食物链中其他生物的基本食料。它们不仅通过光合作用为水中的好氧生物提供氧气，本身还是许多浮游生物的食物和养料来源，是水中初级生产者[2]。藻类与周围环境形成统一的整体并且相互影响，因其个体微小(一般小于200 μm)，比表面积较大，对环境变化十分敏感。藻类个体小、繁殖快，对毒物敏感，在较短时间内可得到化学物质对藻类许多世代及种群水平上的影响评价。而且在一水生态系统中，藻类的种类组成依赖于不同种的敏感性，若一藻种对某种毒物比较敏感，当这一水体被此毒物污染时，较敏感的藻种首先受到影响，进而消失。这样，利用水体中藻类的组成，可以预测水体受污染的程度。而且这些被测试的藻类如果在生态系统的测试中被包含进去，可以提高测试系统预测最敏感生态系统反应的能力。因此，利用一些对重金属敏感的藻类作为指示生物，可以监测水体重金属污染的程度[3-4]。 1.1 重金属的毒性 水体重金属污染主要是汞(Hg)、铬(Cr)、铅(Pb)、镉(Cd)、锌(Zn)、铁(Fe)、镍(Ni)、锗(Ge)、锰(Mn)、钴(Co)等金属离子浓度超过一定浓度标准引起的。主要是人类活动所造成，最重要的是工业重金属废水的任意排放。其主要来源于采矿、选矿、冶金、电镀、化工、制革和造纸工业等。生活中重金属主要来源于：工业“三废”、蔬菜和水果被含有重金属的农药和化肥污染、海洋生物富积作用、汽车尾气的污染以及食品生产过程中被不合格的包装材料及加工设备污染等。环境中的有毒有机物及铅、汞、镉、铬、铜、镍等重金属类，经过呼吸道、消化系统、皮肤等途径被人或动物所吸收。有些与体内黏液中的有机分子结合成络合物附着在体壁上，阻碍氧和二氧化碳的交换，抑制细胞的生长发育，破坏细胞内含物，降低酶类活性，引起急慢性中毒，致使细胞畸变，或引发癌变，以致死亡。有些重金属，当饮用水含量达到一定量时，会对物质代谢起催化作用，使肝、肺、心脏等发生病变。 1.2 课题研究目的和意义 随着环境污染的日益加剧，人们越来越意识到藻类生物与重金属相互作用的研究与生态学和坏境污染的生物净化有着密切的联系。早在三十年代，对藻类与金属的关系的研究就已开始，三十年代到五十年代的研究主要集中在金属对藻类营养方面的作用，五十年代以后，重金属对藻类的毒性作用开始引起人们的重视，其中研究最多的是Cu对藻类的毒性作用[5-6]。从六十年代中期到现在，许多学者开始就藻类与金属相互作用的生理学、生物化学、毒理学及遗传学等方面进行研究[7-12]。 本课题来源为河北省2010攻关课题“地表水饮用水源的水质安全监控预警综合技术研究” 生物毒性藻类快速检测系统组成。重金属环境效能研究一直是领域研究的热点。而藻类因其个体小、对毒物敏感，易于分离、培养等特性是生物毒性实验的一种理想材料。本课题研究典型重金属对藻类生物特性的影响，目的是为水质重金属监测提供理论依据，为藻类生物毒性检测系统提供技术支持。课题研究Hg2+、Cu2+对生物毒性敏感藻的胁迫作用，本研究对藻类生物毒性生物传感器检测方法的建立有着重要的理论和实践意义。 2 国内外研究现状与进展 2.1 藻类生物测试方法的发展 藻类生物测定方法最早是由美国特别小组提出的“暂行藻类测试程序”，后又被美国环保局国立公害研究所改进，于1975年被确定为藻类生物测试通用标准方法；OECD（美国经济合作与发展组织)于1981年提出藻类生长抑制方法；1993年中国国家环境保护局编写了《水生生物检测手册》，制定了详细的环境监测技术规范；2004年欧盟公布了国际标准《水质.用单细胞藻进行淡水藻类生长抑制性实验（ISO8692：2004）》并取代了EN 28692：1993。这些标准和规范应用至今，在评价水环境中有毒有物的生态风险等方面发挥着重要作用。 藻类生物检测方法主要有藻类生长抑制检测方法，藻光合率检测法，酶活性检测法，藻细胞结构变化检测法，藻红外辐射检测法，藻荧光变化检测法。刘涛[13]等检测了高效氯氰菊酯对斜生栅藻的毒性，利用24-96h的EC50值得知高效氯氰菊酯对斜生栅藻的生长抑制程度随其浓度增加而加强，当其浓度超过 10 mg/L 时，斜生栅藻