微藻生物标志物在季节性缺氧环境海水-沉积物界面降解的模拟研究

摘要

通过一系列培养实验，以中国近海典型的赤潮藻中肋骨条藻为研究对象，对中肋骨条藻中的几种典型脂类生物标志物在不同程度缺氧海水-沉积物界面中的降解行为进行追踪。通过测定不同培养时间获取的不同含氧体系（氧饱和度100％、50%，25%和0%）中样品中的主要脂肪酸和中性脂的含量，分析探讨了不同的脂类生物标志物在不同程度缺氧环境下的降解行为。研究结果表明：
　　1）培养实验中共检测到12种脂肪酸和6种中性脂。各脂类化合物在加藻沉积物样品和空白沉积物样品中的含量具有较大差异；且以不同形式（游离态和结合态）存在的各脂类化合物的含量也不同。
　　2）不同脂肪酸的降解过程随含氧量的变化有明显不同，在4种不同含氧体系中脂肪酸的含量在培养过程中的变化趋势大体分为以下几种情况：①脂肪酸在沉积物中的浓度先迅速降低再缓慢降低，此类脂肪酸的变化趋势可以根据G-model模拟并计算其在体系中的降解速率。加藻沉积物中的游离态脂肪酸14:0，16:0，16:1（7），20:5和22:6的变化符合这种趋势，它们的降解速率常数kav变化范围分别为在0.12～0.24 d-1、0.079～0.17 d-1、0.12～0.19 d-1、0.56～0.84 d-1和0.25～0.80 d-1之间。结合态脂肪酸14:0的降解速率常数kav范围在0.05～0.13 d-1之间，而不同脂肪酸的kav随含氧量的变化具有显著差异。②脂肪酸在沉积物中的浓度先升高再降低，表明这类脂肪酸在培养初期有积聚现象。游离态16:3、16:1（9）、18:1（9）和18:0的浓度在培养前3～7天出现积聚升高的现象，继而其浓度先迅速下降，再缓慢降解。结合态脂肪酸17:0和15:0在培养开始时其浓度急剧升高，继而起伏变化。③脂肪酸的浓度呈现起伏不定的趋势，如游离态的脂肪酸15:0、17:0和18:1（7），它们的浓度变化变化在一定程度上反应了细菌生物量的变化。④脂肪酸在沉积物中的浓度总体呈现升高的趋势，如结合态脂肪酸15:0和17:0在培养期间有明显升高的趋势。
　　3）不同中性脂的含量在不同含氧量体系中随培养时间的变化不同。4种不同含氧体系中中性脂的含量在培养过程中的变化趋势大体分为以下几种情况：①中性脂在沉积物中的浓度先迅速降低再缓慢降低，此类中性脂的变化趋势可以根据G-model模拟并计算其在体系中的降解速率。4种含氧体系中加藻沉积物中游离态的3种脂肪醇降解速率常数kav的变化范围在0.035～0.39 d-1之间，在100%含氧体系中，植醇、胆甾醇和菜籽甾醇的降解速率常数kav分别为0.089 d-1、0.0091 d-1和0.019 d-1。不同中性脂的kav随含氧量的变化明显不同。②中性脂在沉积物中的浓度先降低再升高发生起伏变化，如植醇、胆甾醇和菜籽甾醇的浓度在缺氧海水中的变化。③结合态中性脂在沉积物中的浓度起伏变化，波动升高。
　　4）沉积物中脂肪酸的总含量明显高于中性脂的总含量。对每一个脂肪酸和中性脂而言，其结合态含量与游离态含量的比值Rb/f随培养时间的增加总体上呈现升高趋势。
　　本研究的结果表明，影响近海缺氧海区沉积物-海水界面中中肋骨条藻中脂类化合物的降解行为的因素除了含氧量之外，脂类化合物本身的结构和性质以及环境中微生物作用以及沉积物的吸附-解吸等对其降解也有很大影响。

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0前言

1综述

1.1研究有机物在海洋中降解的意义

1.2作为生物标志物的脂类化合物

1.3 影响海洋中有机物降解的因素

1.4本文研究参数的选择

1.5本文的研究目的和主要内容

2材料与方法

2.1原料、试剂与仪器

2.2实验方法

2.3 模拟实验

2.4实验操作误差

3脂肪酸在季节性缺氧环境海水-沉积物界面的降解行为

3.1脂肪酸的组成分析

3.2游离态脂肪酸在培养过程中的变化

3.3结合态脂肪酸在培养过程中的变化

3.4讨论

3.5小结

4中性脂在季节性缺氧环境海水-沉积物界面的降解行为

4.1中性脂组成分析

4.2培养过程中游离态中性脂的变化

4.3培养过程中结合态中性脂的变化

4.4讨论

4.5小结

5脂肪酸VS中性脂

6结论

参考文献

致谢

个人简历

硕士期间发表的学术论文