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水环境中Cu存在形态的化学—生物学效应研究

作　者: 苏新华
导　师: 郭荣；张恩仁
学　校: 扬州大学
专　业: 物理化学
关键词: 培养体系藻细胞微囊藻高岭土微量重金属存在形态水环境效应研究斜生栅藻扬州大学
分类号: X131.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

微量重金属是一类环境中的重要污染物质,进入水体中的微量重金属主要通过颗粒态的形式从水环境中被去除。因此,微量重金属在水体中的固-液相态转化是控制水体中重金属自净能力的关键环节。微量重金属在水中的固-液相态转化同时受到发生在水体中固-液界面上的化学吸附、沉淀与溶解、氧化与还原等化学过程以及浮游微生物的吸收和释放等固-液界面过程的综合控制。有关环节化学作用已经进行了比较充分的研究,但已有的研究表明,生物效应在某些情况下也是及其显著的,因此探讨研究天然水体中微量重金属的固-液相态转化在兼顾化学作用的同时更需要对生物的吸收与释放的作用机理进行研究。重金属Cu是浮游生物的必要营养元素,但高浓度的Cu对生物又构成毒害作用。因此,微量重金属,特别是营养性重金属在天然水环境中的化学存在形态转化,以及化学和生物学过程对形态变化的多重效应是需要深入研究的科学问题。本文以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为实验藻种,通过实验室培养和模拟,在培养体系中添加重金属Cu2+,显微镜观察、测定藻细胞密度、叶绿素Chl a含量,并采用原子吸收法测定体系中不同形态的Cu浓度变化。在此基础上,进一步向上述培养体系中添加无机粘土颗粒(高岭土),探讨藻、金属Cu和粘土复合体系的相互作用(包括pH、Cu的化学形态等的影响)。采用VISUAL MINTEQ软件计算体系中自由Cu2+浓度,并利用红外、SEM等对高岭土进行表征。通过对铜绿微囊藻和斜生栅藻的系统培养,确定了其生长特性。另外针对藻培养过程中培养体系pH的变化,探讨了其变化的原因,并试图通过改变氮源和加入磷酸缓冲溶液控制培养体系pH的变化,但效果欠佳。所以后续实验采用定时加入

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摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
1 引言  9-19
  1.1 研究背景  9-12
  1.2 国内外研究概况  12-17
  1.3 本论文主要研究内容和创新之处  17-19
2 实验方法、材料和预实验  19-29
  2.1 实验材料  19-20
  2.2 实验方法  20-22
    2.2.1 藻的培养及培养条件的控制  20-21
    2.2.2 不同形态Cu的分离与测定  21-22
  2.3 预实验及实验条件的确定  22-29
    2.3.1 藻的培养  22-26
    2.3.2 实验中金属Cu 浓度的测定  26-29
3 藻生长过程中的pH 控制探讨  29-38
  3.1 实验部分  29-30
  3.2 结果与讨论  30-37
    3.2.1 藻生长过程中培养体系的pH 变化  30-32
    3.2.2 加入Cu~(2+)后培养体系的pH 变化  32-33
    3.2.3 改变氮源控制pH  33-34
    3.2.4 使用磷酸缓冲溶液控制pH  34-36
    3.2.5 与天然水体缓冲能力比较  36-37
  3.3 结论  37-38
4 金属Cu与藻的相互作用研究  38-53
  4.1 实验部分  39
  4.2 结果与讨论  39-52
    4.2.1 Cu浓度和pH对藻生长的影响  39-43
    4.2.2 藻对Cu的去除作用  43-47
    4.2.3 72h后微囊藻和栅藻培养体系中不同形态Cu的分布  47-50
    4.2.4 毒性评价  50-52
  4.3 结论  52-53
5 加入粘土后金属Cu与藻的相互作用研究  53-73
  5.1 实验部分  54-55
  5 2 结果与讨论  55-72
    5.2.1 粘土（高岭土）表征  55-57
    5.2.2 不加金属Cu，藻与粘土的相互作用  57-60
      5.2.2.1 藻的絮凝特征  58-59
      5.2.2.2 不同粘土浓度下藻的生长  59-60
    5.2.3 不加藻，粘土对Cu 的去除作用  60-62
    5.2.4 金属Cu、粘土和藻共存时的相互作用  62-72
      5.2.4.1 藻的生长  62-65
      5.2.4.2 培养体系中高岭土和藻对金属Cu 的去除  65-67
      5.2.4.3 72h 后微囊藻和栅藻培养体系中不同形态Cu 的分布  67-72
  5.3 结论  72-73
6 论文总结  73-75
参考文献  75-83
附录 BG-11 培养基配方  83-84
攻读学位论文期间发表的学位论文  84-85
致谢  85

水环境中Cu存在形态的化学—生物学效应研究

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