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植物多酚抑藻效能与其作用下藻细胞生理特征的研究

作　者: 阮铃铃
导　师: 梁文艳
学　校: 北京林业大学
专　业: 环境科学
关键词: 植物多酚抑藻剂量效应关系胞内有机物细胞生理特征
分类号: Q945
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以天然次生代谢产物植物多酚为抑藻剂,控制水华水体中有害藻类的过度繁殖。19种植物多酚被聚类成几类不同抑藻性物质,对高效抑藻类进行抑藻效能的深入研究,包括剂量-效应关系、抑制动力学和影响因素(细胞初始密度和组合投加方式),观察抑藻过程中植物多酚浓度和胞内有机物的变化,从藻细胞形貌结构、胞内蛋白酶活性、非酶物质浓度、细胞活性等方面对藻细胞生理特征进行研究,并研究了植物多酚对实际含藻水样的抑藻性及对水质的影响。本研究植物多酚被分为4类。高效抑藻类：对羟基苯甲酸、鞣花酸、对苯二酚、鞣酸、儿茶酚和龙胆酸；较强抑藻类：原儿茶酸、没食子酸、芦丁和阿魏酸；弱抑藻类：芥子酸和香草酸；无作用或促进作用类：间苯三酚、间苯二酚、水杨酸、丁香酸和羟基氢醌。研究比较高效抑藻类植物多酚ECso值,对苯二酚<儿茶酚<对羟基苯甲酸<龙胆酸<鞣花酸<咖啡酸<鞣酸。4-6×109个/L藻液中投加EC40-EC60的植物多酚,藻生物量5-7天内出现缓慢增长或停滞生长或先减小后增长的抑制过程。相同浓度植物多酚在抑藻过程中浓度降低幅度较植物多酚溶液更大,避免水体二次污染。植物多酚组合投加方式和细胞初始密度对抑藻效果影响均较大。儿茶酚能增强混合物抑藻性,龙胆酸则降低抑藻性,等毒性单位配比组合的对苯二酚-儿茶酚-对羟基苯甲酸混合物,具有最强的协同增效抑藻作用。4-6×109个/L藻液中投加EC90的植物多酚,胞内总MCLR浓度24h内迅速增加至对照样两倍之多,大量MCLR被释放到溶液中,7天后逐渐降低至小于2μg/L。胞内大量溶解性代谢产物蛋白类物质、芳香烃蛋白类物质和少量紫外区腐殖酸类物质,同时被释放到溶液中,并逐渐被降解。儿茶酚作用下,细胞膜脂质过氧化、通透性变差,细胞个体皱瘪凹陷,细胞膜出现破洞。投加小于0.800mg/L儿茶酚,胁迫因子强度低于藻细胞耐受限度,反应2天内胞内抗氧化性酶SOD、CAT、碱性磷酸酶AKP活性增强,非酶物质还原型GSH和AsA浓度增加,抵抗外界威胁维持细胞正常的生理功能；继续增加儿茶酚浓度,胁迫强度超过细胞耐受限度,细胞膜破损严重,大量胞内物质被释放,细胞破损死亡。儿茶酚处理实际含藻水体,一次性投加mg/L级浓度,能有效抑制藻类生长。对水中TN、TP、COD和水中溶解性有机物浓度影响不大。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 引言  8-10
2 国内外研究现状  10-20
  2.1 水体水华概述  10
  2.2 水华的控制与防治方法  10-14
    2.2.1 营养物质的控制  10-11
    2.2.2 物理法  11
    2.2.3 化学法  11-13
    2.2.4 生物法  13-14
  2.3 植物多酚在水处理中的应用  14-18
    2.3.1 植物多酚及其分类  14-15
    2.3.2 植物多酚在水处理中的应用  15-16
    2.3.3 植物多酚抑藻方面的研究  16-18
  2.4 本文的主要研究内容  18-20
3 植物多酚剂量-效应关系的研究  20-34
  3.1 实验材料和方法  20-25
    3.1.1 藻种的选择与培养  20-21
    3.1.2 实验药剂与仪器  21
    3.1.3 实验分析测定方法  21-22
    3.1.4 实验内容  22-25
  3.2 实验结果与分析  25-33
    3.2.1 植物多酚的聚类结果与分析  25-28
    3.2.2 高效抑藻植物多酚的剂量-效应关系结果  28-29
    3.2.3 高效抑藻植物多酚的抑藻动力学结果及分析  29-30
    3.2.4 抑藻过程中植物多酚浓度的变化  30-33
  3.3 小结  33-34
4 植物多酚抑藻影响因素及胞内物质变化的研究  34-53
  4.1 实验材料与方法  34-39
    4.1.1 实验药剂与仪器  34-35
    4.1.2 分析测试方法  35
    4.1.3 实验操作  35-39
  4.2 实验结果与分析  39-52
    4.2.1 藻细胞初始密度的影响  39-40
    4.2.2 投加方式的影响  40-47
    4.2.3 抑藻过程中MCLR产生和释放  47-50
    4.2.4 抑藻过程中胞内有机物的释放  50-52
  4.3 小结  52-53
5 植物多酚作用下藻生理特征的研究  53-65
  5.1 实验材料和方法  53-56
    5.1.1 实验药剂与仪器  53-54
    5.1.2 分析测定方法  54-56
    5.1.3 实验操作  56
  5.2 实验结果与分析  56-64
    5.2.1 藻细胞形貌结构的变化  56-58
    5.2.2 藻细胞内酶蛋白活性的变化  58-60
    5.2.3 藻细胞非酶物质浓度的影响  60-62
    5.2.4 藻细胞内可溶性蛋白质浓度(SP)的影响  62
    5.2.5 藻细胞脱氢酶(TTC)活性的影响  62-64
  5.4 小结  64-65
6 植物多酚处理实际含藻水样的研究  65-74
  6.1 实验材料和方法  65-66
    6.1.1 实际水样的采集  65
    6.1.2 实验药剂与仪器  65
    6.1.3 分析测定方法  65-66
    6.1.4 实验方法  66
  6.2 实验结果与分析  66-72
    6.2.1 实际水样生物相镜检结果与分析  66-68
    6.2.2 儿茶酚抑藻的结果与分析  68-69
    6.2.3 儿茶酚抑藻过程中对水质的影响  69-72
  6.3 小结  72-74
7 结论与建议  74-76
  7.1 结论  74-75
  7.2 建议  75-76
参考文献  76-83
个人简介  83-84
导师简介  84-85
致谢  85

植物多酚抑藻效能与其作用下藻细胞生理特征的研究

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