络合态铁对三种淡水藻种群密度及常量营养吸收的影响

摘要

水体富营养化导致藻华爆发的现象是近年来最常出现的水环境问题，藻华爆发直接破坏了水体的生态平衡，导致大量水生动植物死亡，水质严重恶化，对人类生产，生活都造成了极大的危害，严重制约了社会、经济的和谐发展。因此如何有效的对藻华爆发现象进行预警监测，如何有效的控制和解决藻华爆发现象，是近些年来环境领域重要的研究课题，具有现实意义。
　　目前大量的研究主要围绕常量元素对藻华爆发的影响，研究表明常量元素氮、磷是水体富营养化的主要控制因子，影响了水体富营养化的进程，影响了藻类的繁殖速率。而随着微量元素铁对藻华增殖存在限制作用的铁限制的理论的提出，使微量元素与藻类增殖关系成为藻类研究的热点。铁是地球上分布最广的金属元素之一，也是藻类生长所需的重要的金属元素之一。它对藻类的光合作用，呼吸作用，酶促反应等代谢活动都起着重要作用。但铁在自然环境中存在的形态多种多样，不同藻种对铁的吸收利用过程也不尽相同，因此研究铁的形态与不同藻种的作用关系可以更好的探究藻华爆发优势藻种的形成过程，为藻华控制及预测提供理论帮助。
　　论文致力于研究三种常见淡水藻种在不同络合铁条件下的增殖趋势差异，比较不同铁源对不同藻种增殖影响的差异性，探析并比较铁形态的改变对藻类吸收利用常量营养元素氮、磷的规律。本实验选择的三种典型淡水藻种是水华鱼腥藻、四尾栅藻、直链藻，分别属于蓝藻、绿藻、硅藻。
　　实验采用藻类增长潜力实验（Algal Growth Potential，简称AGP），考察三种淡水纯藻种在不同络合态铁条件下生物量变化及对氮磷的吸收情况，并以铁离子组作为对照组。对比不同属种的藻种对不同铁形态的响应的异同。实验结果如下:
　　(1)在本实验铁浓度0.2-1.0mg/L范围内，铁形态、铁浓度两个因素对水华鱼腥都存在显著影响。络合态铁是水华鱼腥藻可以吸收利用的一种铁形态，络合剂与铁的络合稳定性与水华鱼腥藻的增殖无明显规律。铁形态对水华鱼腥藻的促进作用大小顺序为:柠檬酸铁铵＞EDTA-Fe＞腐殖酸铁＞铁离子、草酸铁。水华鱼腥藻对铁离子的吸附能力最强。在0.2mg/L铁浓度，不同铁形态条件下，水华鱼腥藻的藻峰值都达到较高值。即低铁环境更有利于水华鱼腥藻的生长。较铁离子，水华鱼腥藻在柠檬酸铁铵、EDTA-Fe、腐殖酸铁、草酸铁条件下对磷元素的吸收速度更快。水华鱼腥藻在铁离子条件下对氮的平均吸收量最少，为5.85mg/L。在EDTA-Fe，柠檬酸铁铵，腐殖酸铁，草酸铁条件下平均吸收氮的量分别为:8.20mg/L，9.11mg/L，7.96mg/L，6.30mg/L。在本实验浓度条件下，铁浓度改变对水华鱼腥藻吸收氮源的影响差异不大。
　　(2)各铁形态对四尾栅藻增殖促进作用的大小顺序为:柠檬酸铁铵＞Fe3+、腐殖酸铁＞EDTA-Fe、草酸铁。在本实验铁浓度0.2-1.0mg/L范围内，较铁离子，EDTA-Fe，草酸铁对四尾栅藻的生长产生了抑制作用。在本实验中，铁浓度对四尾栅藻生物量影响不显著，而铁形态对四尾栅藻生物量影响显著。在五种铁形态中，四尾栅藻对于铁离子的吸附作用更强。四尾栅藻对于铁源的利用受铁形态的影响，稳定性强的络合铁能限制四尾栅藻对于铁的吸收，从而影响四尾栅藻的增殖。铁形态的改变影响四尾栅藻对磷的吸附吸收，藻类吸附铁源的量与其吸附磷元素的量成负相关关系。铁浓度改变对四尾栅藻吸收氮的量无明显差异。
　　(3)腐殖酸铁对直链藻的生长促进作用最大，铁离子对直链藻的促进作用明显优于柠檬酸铁铵、草酸铁、EDTA-Fe组，铁离子组平均藻生物量为7.7×105个/L，是柠檬酸铁铵组、草酸铁组、EDTA-Fe组的两倍。不同铁形态对直链藻生长促进作用的大小关系为:腐殖酸铁＞Fe3+＞柠檬酸铁铵＞草酸铁＞EDTA-Fe。较其他铁形态，直链藻对铁离子态吸附作用更强。在本实验铁浓度0.2-1.0mg/L范围内，铁浓度对直链藻生物量影响不显著，而铁形态对直链藻生物量影响显著。在本实验条件下，铁形态及浓度的改变对直链藻吸收氮磷的影响不大。
　　(4)在五种铁源条件下，水华鱼腥藻的增殖倍数及比生长率都比四尾栅藻，直链藻大，平均增殖倍数分别是四尾栅藻的3.1倍，是直链藻的5.3倍。认为在自然水体中，水华鱼腥藻更易形成优势藻种。不同藻种对同一铁源的利用方式不同，EDTA-Fe、草酸铁条件下，四尾栅藻与直链藻对于铁源的吸收表现出相似的利用规律，而与水华鱼腥藻不同，本实验认为四尾栅藻与直链藻对于铁源的吸收利用途径相同。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 我国富营养化现状

1．2 铁在水中存在形态及循环过程

1．2．1 铁在水体中的存在形态

1．2．2 铁在水体中的循环

1．3 铁与藻类的生长关系

1．3．1 铁在藻类代谢中的作用

1．3．2 藻类对铁的吸收方式

1．4 水体中常见络合剂

1．5 国内外研究现状

1．6 课题的提出

1．7 课题来源

1．8 课题研究内容和技术路线

1．8．1 研究内容

1．8．2 技术路线

第二章 实验方法与材料

2．1 实验材料

2．1．1 实验仪器与设备

2．1．2 实验藻种

2．1．3 培养基

2．2 实验方法与过程

2．2．1 实验方法

2．2．2 实验过程

2．3 指标检测及数据处理方法

2．3．1 基本指标检测方法

2．3．2 水华鱼腥藻生物量测定

2．3．3 四尾栅藻藻生物量测定

2．3．4 直链藻藻生物量测定

2．3．5 藻类比生长速率

2．3．6 金属分配系数

2．3．7 无重复双因素方差分析法

第三章 不同铁形态对水华鱼腥藻增殖及吸收氮磷的影响

3．1 不同铁形态对水华鱼腥藻生长影响的结果与分析

3．1．1 不同铁形态对水华鱼腥藻增殖的影响

3．1．2 不同铁形态对水华鱼腥藻比生长率的影响

3．2 水华鱼腥藻对不同铁形态的吸收规律

3．3 不同铁形态对水华鱼腥藻吸收氮磷的影响

3．3．1 不同铁形态对水华鱼腥藻吸收磷的影响

3．3．2 不同铁形态对水华鱼腥藻吸收氮的影响

3．4 小结

第四章 不同铁形态对四尾栅藻增殖及吸收氮磷的影响

4．1 不同铁形态对四尾栅藻生长影响的结果与分析

4．1．1 不同铁形态对四尾栅藻增殖的影响

4．1．2 不同铁形态对四尾栅藻比生长率的影响

4．2 四尾栅藻对不同铁形态的吸收规律

4．3 不同铁形态对四尾栅藻吸收氮磷的影响

4．3．1 不同铁形态对四尾栅藻吸收磷的影响

4．3．2 不同铁形态对四尾栅藻吸收氮的影响

4．4 小结

第五章 不同铁形态对直链藻增殖及吸收氮磷的影响

5．1 不同铁形态对直链藻生长影响的结果与分析

5．1．1 不同铁形态对直链藻生长影响

5．1．2 不同铁形态对直链藻比生长率的影响

5．2 直链藻对不同铁形态的吸收规律

5．3 不同铁形态对直链藻吸收氮磷的影响

5．3．1 不同铁形态对直链藻吸收磷的影响

5．3．2 不同铁形态对直链藻吸收氮的影响

5．4 小结

第六章 不同铁形态对三种藻种增殖影响的分析比较

6．1 不同铁形态对三种藻种生物量影响的分析比较

6．2 三种藻种对不同铁形态的吸收差异分析

6．3 小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢