發(fā)布時(shí)間：2020-08-06 09:02

【摘要】：在我國(guó)的淡水湖包括巢湖、太湖、滇池等地區(qū)水華爆發(fā)時(shí)期的主要優(yōu)勢(shì)藻種之一為銅綠微囊藻,水華對(duì)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)及人類的身體健康均有嚴(yán)重威脅,傳統(tǒng)的除藻方式難以高效、安全、經(jīng)濟(jì)的去除藍(lán)藻。文章主要通過研究等離子體單獨(dú)處理以及等離子體配合不同催化劑(Graphene-γFe_2O_3、H_2O_2和Fe~(2+))處理銅綠微囊藻和片狀微囊藻后水溶液中三種長(zhǎng)壽命活性物質(zhì)(H_2O_2、NO_3~-和O_3)濃度變化、銅綠微囊藻和片狀微囊藻的失活效果及微囊藻毒素MC-LR、MC-RR降解效果;此外在以上研究基礎(chǔ)上對(duì)等離子體處理后銅綠微囊藻和片狀微囊藻的相關(guān)生理生化特性改變(包括藻細(xì)胞內(nèi)ROS、NO和MDA含量變化、藻細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及新陳代謝能力改變)和對(duì)藻細(xì)胞主要生理功能相關(guān)基因相對(duì)表達(dá)進(jìn)行檢測(cè);同時(shí)通過檢測(cè)等離子體處理后再培養(yǎng)的兩種藻細(xì)胞的藻毒素合成量、藻細(xì)胞增長(zhǎng)速率、藻細(xì)胞胞內(nèi)葉綠素含量變化、培養(yǎng)基中剩余營(yíng)養(yǎng)鹽含量及相關(guān)基因相對(duì)表達(dá)量的變化,研究了微劑量等離子體處理對(duì)銅綠微囊藻和片狀微囊藻的長(zhǎng)效效應(yīng)。(1)隨著等離子體處理時(shí)間的增加水溶液中的三種長(zhǎng)壽命液相活性物質(zhì)(H_2O_2、NO_3~-和O_3)含量均不同程度提高,與等離子體單獨(dú)處理相比在等離子體協(xié)同Graphene-γFe_2O_3和Fe~(2+)體系中三種長(zhǎng)壽命活性物質(zhì)含量均不同程度的減少,可能是由于這三種活性物質(zhì)被催化生成了·OH等其他活性物質(zhì);等離子體協(xié)同H_2O_2體系中,三種長(zhǎng)壽命液相活性物質(zhì)含量有不同程度的提高。(2)等離子體處理后銅綠微囊藻和片狀微囊藻濃度隨著處理時(shí)間迅速下降,具有良好的失活效果。同樣水溶液中的微囊藻毒素MC-LR和MC-RR含量隨著處理時(shí)間的增加先提高后降低,而在添加了不同催化劑(Graphene-γFe_2O_3、H_2O_2和Fe~(2+))后,藻溶液中的藻細(xì)胞失活率及微囊藻毒素降解率均有所提高。(3)等離子體處理后銅綠微囊藻和片狀微囊藻中ROS、NO及MDA含量均大幅提升,而具有完整膜結(jié)構(gòu)、形成代謝能力的藻細(xì)胞比例迅速下降。對(duì)于兩種藻細(xì)胞中藻毒素合成、群落增長(zhǎng)、光合作用和營(yíng)養(yǎng)鹽吸收的代表性基因相對(duì)表達(dá)量均不同程度的降低,說(shuō)明微劑量等離子體處理可影響藻細(xì)胞的核酸轉(zhuǎn)錄表達(dá)等過程。(4)微劑量等離子體處理后銅綠微囊藻和片狀微囊藻子代細(xì)胞的藻毒素合成能力、藻細(xì)胞增長(zhǎng)速率、藻細(xì)胞光合作用相關(guān)色素合成能力及營(yíng)養(yǎng)鹽吸收能力均有不同程度下降,且相關(guān)代表性基因相對(duì)表達(dá)量均不同程度下降,說(shuō)明藻細(xì)胞的相關(guān)基因表達(dá)受到抑制。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X524
【圖文】：

圖 1. 1 微囊藻毒素 MC-LR 和 MC-RR 分子結(jié)構(gòu)式Figure 1.1 Molecular structural of Microcystin MC-LR and MC-RR微囊藻毒素主要由銅綠微囊藻和片狀微囊藻等微囊藻屬淡水藍(lán)藻產(chǎn)生的，其主要特征為單環(huán)七肽并在不同位點(diǎn)結(jié)合不同氨基酸，同時(shí)藻毒素的結(jié)構(gòu)對(duì)其毒性表達(dá)影響巨大，如圖 1.1 分別為最為常見的微囊藻毒素 MC-LR 和 MC-RR 分子結(jié)構(gòu)式[34-38]。微囊藻毒素在自然界中通常很難被自然降解，且由于其極強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性使得在食物鏈和食物網(wǎng)中更易被傳遞和富集。當(dāng)人類反復(fù)暴露于富含微囊藻毒素的環(huán)境中（如藍(lán)藻爆發(fā)水域）將極大可能引起胃腸炎、皮膚敏感等不良反應(yīng)，由于微囊藻毒素以肝細(xì)胞為靶細(xì)胞通過破壞肝細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)抑制相關(guān)蛋白磷酸酶的合成導(dǎo)致肝臟大量出血及慢性肝炎等疾病。由于微囊藻毒素的高致病性，目前關(guān)于微囊藻毒素的理化性質(zhì)、生物毒性及降解去除等方面的研究已經(jīng)越來(lái)越多。Guo 等人[39]研究了水溶液中 MC-LR 的紫外/過氧化氫降解過程�？疾炝俗贤廨椛鋸�(qiáng)度、MC-LR 初始濃度、H2O2用量、初始 pH 值和陰離子對(duì) UV/H2O2降解MC-LR 的影響。結(jié)果表明，僅用 H2O2去除 MC-LR 去除率幾乎為零，紫外處理可以在一定程度上降解 MC-LR。但由于紫外-過氧化氫協(xié)同作用，紫外-過氧化氫

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文體子體簡(jiǎn)介 年英國(guó)物理學(xué)家 Crooks 在研究陰極射線管時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中存在負(fù)電荷的帶電粒子，是不同于物質(zhì)通常三種形態(tài)（固、液、氣）”。大氣壓等離子體產(chǎn)生方式多種多樣，從等離子體源的電極數(shù)電極放電（如微波放電）、單電極放電（電暈放電、單極放等離極放電（如介質(zhì)阻擋放電、）等[41]。在等離子體放電過程中可以包括中性粒子、高能電子、紫外光輻射、電磁場(chǎng)及各種離子。而等離子體的不同應(yīng)用領(lǐng)域均起到不同作用，如圖 1.1 所示為等離域與等離子體作用物質(zhì)之間對(duì)應(yīng)。

O3）含量變化、銅綠微囊藻和片狀微囊藻的失活效果及微囊藻毒C-RR 降解效果。此外通過熒光染色配合熒光顯微鏡鏡檢研究了等銅綠微囊藻和片狀微囊藻的相關(guān)生理生化特性改變（包括藻細(xì)胞導(dǎo)致氧化損傷、藻細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和形成代謝能力的改變）和對(duì)藻細(xì)胞相關(guān)基因表達(dá)的影響。部分驗(yàn)裝置驗(yàn)反應(yīng)裝置如圖 2.1 所示。該反應(yīng)裝置主要由等離子體高頻高壓等離子體反應(yīng)器等組成。等離子體反應(yīng)器包括兩根直徑為40mm的高壓電源作為高壓電極，一個(gè)為接地電極。兩電極之間的距離可通將一塊直徑為 80 mm 的石英片粘在高壓電極下作為電介質(zhì)。一個(gè)托盤放在接地電極上面作為反應(yīng)器，每次取 10 mL 反應(yīng)液加入到放電處理。電介質(zhì)和反應(yīng)器之間范圍為放電區(qū)域。在放電過程中針、電流探針和示波器對(duì) DBD 等離子體放電過程中的電流電壓進(jìn)

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1 武e

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