最相关种重金属亚致死暴露浓度对普通小球藻生长抑制与光合毒性的比较.pdf

2012 年 第 57 卷 第 10 期：785 ~ 793 《中国科学》杂志社 自然科学基金项目进展专栏 论 文 SCIENCE CHINA PRESS 5 种重金属亚致死暴露浓度对普通小球藻生长抑制与 光合毒性的比较 欧阳慧灵, 孔祥臻, 秦宁, 何伟, 何玘霜, 王雁, 王戎, 徐福留* 北京大学城市与环境学院, 地表过程分析与模拟教育部重点实验室, 北京 100871 * 联系人, E-mail: xufl@ 2012-01-05 收稿, 2012-02-26 接受 国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年科学基金、国家水专项(2008ZX07103-005-01)、国家环境保护公益性行业 科研专项和国家教育部博士点专项基金(20100001110035)资助 摘要 研究及比较了5 种重金属(铜、铬、锌、镉和铅)亚致死暴露浓度(0.05, 0.5, 5 μmol L1)对 关键词 普通小球藻的生长抑制作用与光合毒性作用. 在不同暴露时间(0, 24, 48, 72, 96 h)测量普通小 重金属 球藻的生物量和PS II 系统潜在最大光能转换效率(Fv/Fm), 结果表明，5 种重金属对普通小球藻 亚致死浓度 的生长抑制作用具有浓度依赖性和时间依赖性, 5 μmol L1 的5 种重金属对普通小球藻的生长 普通小球藻 1 生长抑制 均有抑制作用, 且抑制作用随着时间的延长有所减弱; 5 μmol L 铜和铬对普通小球藻的光合 光合毒性 作用强度有抑制作用, 锌和镉表现为促进作用, 而铅未表现出任何效应; 重金属对普通小球藻 生长的影响与其对光合作用的影响相互独立, 两者并不存在因果关系. 随着工业化和城市化的快速发展, 各类重金属 的毒性最强[4]. 镉是一种具有潜在危害的重金属, 在 的使用日益增加, 大量重金属进入自然水体并由此 水环境中非常稳定, 能够直接影响藻类的各项生理 引发了一系列的水环境污染问题. 藻类是水体中的 过程[5,6]. 铅可在藻类细胞中大量累积并产生毒性 [7] 初级生产力, 研究重金属对藻类生长及光合作用的 作用 . 影响, 对评估重金属的水生生态系统风险和危害具 重金属对藻类的毒性作用主要表现为阻止细胞 有重要意义. 分裂、抑制藻类的生长速率、降低酶的活性以及影响 常见的重金属中, 铜和锌是许多生物生长的必 光合作用效率等[8~10]. 目前针对重金属对藻类毒性效 需元素, 而镉、铬和铅的生物学功能并不明确. 铜是 应的研究多集中于重金属对藻类生长繁殖的影响上, 光合作用及呼吸作用过程的重要辅酶因子和电子传 主要关注重金属对藻类的致死效应(72 h-LC50 或96 h- 递链的组成成分[1,2], 锌是光合作用和代谢相关酶类 LC50)或生长抑制效应(72 h-EC50 或96 h-EC50), 随着 [3] 如碳酸酐酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的组成成分 . 叶绿素荧光技术的发展, 污染物对藻类光合作用影 铜和锌进入水体后能促进藻类的生长和繁殖, 缺乏 响的研究也不断增加,