海洋赤潮生物羟基自由基致死的中试实验研究

摘要

我国海洋赤潮大面积频繁发生，导致部分海洋生态系统的结构与功能几乎彻底崩溃，对我国近岸海域环境质量亮出了红牌，对世界范围内的海洋资源利用和海洋经济造成了严重的负面影响。国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，将加强海洋生态与环境保护技术研究，发展近海海域生态与环境保护、修复及海上突发事件应急处理技术，列入“环境”重点领域中“海洋生态与环境保护”的优先主题。如何安全有效治理海洋赤潮成为目前国际海洋环境研究中的难点和热点之一。
　　 本文主要研究大气压强电场放电制取羟基自由基，使用·OH处理浮游生物实验系统Ⅰ和·OH处理浮游生物实验系统Ⅱ致死海洋赤潮藻类。本文以致死海洋赤潮藻类使其达到不暴发赤潮的基准浓度为目的，主要研究以下几个方面的内容：使用·OH处理浮游生物实验系统Ⅰ确定有效杀灭海洋赤潮藻类的喷洒装置规格及喷洒装置放置的最佳深度；并以其为条件确定杀灭7.21×105cell/mL旋链角毛藻并使其达到不暴发赤潮所需要的羟基自由基浓度为0.728mg/L；杀灭8.24×104cell/mL海洋原甲藻并使其达到不暴发赤潮时所需要的羟基自由基浓度为0.708mg/L；杀灭7.31×103cell/mL海洋卡盾藻并使其达到不暴发赤潮所需要的羟基自由基浓度为0.624mg/L。根据实验数据，进一步完善系统，建立·OH处理浮游生物实验系统Ⅱ，在此系统基础上进行2.5×104cell/mL，6.0×104cell/mL，9.0×104cell/mL的混合藻种羟基自由基致死实验，致死2.5×104cell/mL，6.0×104cell/mL，9.0×104cell/mL的混合藻种所需要的羟基自由基浓度分别为0.7mg/L，1.1mg/L，1.3mg/L。致死后的藻类在五日内没有再生想象。水质指标值符合第二类海水标准。通过生物机理指标值的变化验证羟基自由基对浮游藻类的杀灭效果。验证了羟基自由基对海洋浮游藻类的形态和活性、叶绿素a、谷胱甘肽浓度、DNA、RNA、核酸的含量均有重要影响。
　　 羟基自由基对海洋赤潮藻类具有很强杀灭效果，可以有效地治理渤海海域的环境污染问题，有很长远的发展价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景及赤潮研究的意义

1.1.1赤潮概述

1.1.2赤潮发生的原因

1.1.3赤潮研究的意义

1.2赤潮研究的国内外现状

1.2.1物理方法

1.2.2化学方法

1.2.3生物方法

1.5论文的研究目的和内容

1.5.1论文的研究目的

1.5.2论文的研究内容

第2章高气压强电场放电的形成及羟基自由基的产生工艺

2.1高气压强电场电离放电体系的形成

2.2高级氧化技术制取羟基自由基

2.3强电场放电产生羟基自由基的时空演化规律

2.4强电场放电协同高效混溶技术制备·OH溶液方法

2.5海水中羟基自由基的检测方法

2.6本章小结

第3章材料与方法

3.1实验材料

3.2实验方法

3.2.1海洋赤潮生物的培养及富集方法

3.2.2藻类检测方法

3.2.3藻类分析方法

3.2.4水质检测方法

3.3仪器和试剂

3.4本章小结

第4章海洋赤潮生物的致死实验

4.1·OH处理浮游生物实验系统Ⅰ致死海洋赤潮生物

4.1.1·OH处理浮游生物实验系统Ⅰ流程及主要装置介绍

4.1.2·OH处理浮游生物实验系统Ⅰ的系统参数

4.1.3实验结果与讨论

4.2·OH处理浮游生物实验系统Ⅱ致死海洋浮游生物

4.2.1·OH处理浮游生物实验系统Ⅱ流程及主要装置介绍

4.2.2·OH处理浮游生物实验系统Ⅱ的系统参数

4.2.3羟基自由基浓度与海洋浮游藻类的剂量效应

4.2.4羟基自由基致死藻类的再生性实验

4.3羟基自由基对海水水质的影响

4.3.1水质指标的概述

4.3.2实验结果与讨论

4.4本章小结

第5章海洋赤潮生物机理实验

5.1羟基自由基对赤潮藻类活性的影响

5.2羟基自由基对赤潮藻类叶绿素a含量的影响

5.2.1实验过程

5.2.2实验结果与讨论

5.3羟基自由基对谷胱甘肽的影响

5.3.1实验方法

5.3.2实验过程

5.3.3实验结果与讨论

5.4羟基自由基对遗传物质含量的影响

5.4.1实验原理

5.4.2实验步骤

5.4.3实验结果与讨论

5.5本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致 谢