【摘要】：水體富營(yíng)養(yǎng)化,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外眾多湖庫(kù)藍(lán)藻生長(zhǎng)泛濫,對(duì)飲用水安全造成了嚴(yán)重威脅。為防止藍(lán)藻“水華”危害,必須采取有效措施對(duì)其實(shí)施治理。但現(xiàn)有的藍(lán)藻“水華”防治技術(shù),存在防治不徹底及易產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題。因此,研究能夠克服以上技術(shù)的不足,能有效防治藍(lán)藻“水華”的新技術(shù)迫在眉睫。 γ-射線輻照和介質(zhì)阻擋放電在作用過(guò)程中能產(chǎn)生活性很強(qiáng)的自由基,將水中許多有機(jī)污染物完全降解和礦化。作為高級(jí)氧化技術(shù),與常規(guī)污染處理技術(shù)相比,γ-射線輻照和介質(zhì)阻擋放電在常溫常壓下進(jìn)行,工藝簡(jiǎn)單,效率高、無(wú)二次污染,適用于常規(guī)技術(shù)難以處理的環(huán)境污染物。 本課題對(duì)γ-射線輻照抑制“水華”優(yōu)勢(shì)藻—銅綠微囊藻和魚腥藻生長(zhǎng)的情況進(jìn)行了研究；分析了γ-射線輻照對(duì)銅綠微囊藻和魚腥藻細(xì)胞內(nèi)葉綠素a(Chl-a)、類胡蘿卜素(Cartenoid)、藻藍(lán)蛋白(PC)、總可溶性蛋白(TSP)和超氧化歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)等酶活及丙二醛(MDA)的影響；對(duì)比分析了γ-射線輻照處理前后銅綠微囊藻和魚腥藻細(xì)胞表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化,找出了輻照抑制兩種藍(lán)藻生長(zhǎng)的機(jī)理；考察了γ-射線輻照和介質(zhì)阻擋放電兩種輻照手段對(duì)自然水體中“水華”藍(lán)藻的去除,為輻照技術(shù)除藻的實(shí)際應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)；根據(jù)藍(lán)藻的生理特性,研究γ-射線輻照對(duì)太湖越冬藍(lán)藻復(fù)蘇的抑制,為藍(lán)藻“水華”的防治提供一個(gè)新思路。取得的主要研究結(jié)果為： (1)初始葉綠素a濃度為5.62mg/L的銅綠微囊藻懸浮液,經(jīng)劑量9kGy的Y-射線輻照處理后,培養(yǎng)5d,懸浮液中Chl-a含量?jī)H為對(duì)照樣的2%,相當(dāng)于98%銅綠微囊藻細(xì)胞被去除。酸性環(huán)境有利于γ-射線輻照對(duì)銅綠微囊藻的抑制。Y-射線輻照產(chǎn)生的.OH和H202對(duì)銅綠微囊藻細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制起主要作用。銅綠微囊藻細(xì)胞經(jīng)γ-射線處理后,細(xì)胞內(nèi)光合色素和蛋白含量隨輻照劑量增加而降低,細(xì)胞內(nèi)MDA含量逐步增加,說(shuō)明細(xì)胞膜質(zhì)已被氧化。γ-射線輻照處理后,銅綠微囊藻細(xì)胞內(nèi)SOD、POD和CAT酶活性隨輻照劑量增加是先增加后降低,輻照劑量達(dá)到9kGy時(shí),藻細(xì)胞內(nèi)活性酶系統(tǒng)幾乎完全被損傷。藻細(xì)胞SEM和TEM圖表明,輻照處理后銅綠微囊藻細(xì)胞萎縮,細(xì)胞內(nèi)類囊體逐漸溶解和消失,降低了藍(lán)藻細(xì)胞色素的光能捕獲和傳遞能力,影響了細(xì)胞內(nèi)蛋白電子產(chǎn)率和傳遞速率。最終,藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)化和電子傳遞過(guò)程終止,細(xì)胞生長(zhǎng)所需的能量和有機(jī)物供給不足,代謝活性降低,其生長(zhǎng)受到抑制。 (2)初始Chl-a濃度為5.62mg/L的魚腥藻,經(jīng)劑量11kGy的γ-射線輻照處理后培養(yǎng)5d,懸浮液中Chl-a含量為對(duì)照樣的1.3%,相當(dāng)于98.7%魚腥藻被去除。酸性環(huán)境有利于γ-射線輻照對(duì)魚腥藻的抑制。11kGy的γ-射線輻照處理后,魚腥藻細(xì)胞內(nèi)光合色素和蛋白含量幾乎降低為零。魚腥藻細(xì)胞內(nèi)SOD、POD和CAT活性隨輻照劑量的增加是先增加后降低,細(xì)胞內(nèi)MDA含量隨輻照劑量增加而逐步增加。通過(guò)SEM和TEM分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)11kGy的γ-射線輻照處理后魚腥藻大部分藻絲斷裂,藻細(xì)胞嚴(yán)重萎縮,細(xì)胞內(nèi)類囊體溶解消失,細(xì)胞內(nèi)部生理功能受到不可逆損傷,以致藻細(xì)胞死亡。 (3)γ-射線輻照能有效去除太湖水體中的“水華”藍(lán)藻。初始Chl-a濃度為12.38mg/L的太湖“水華”藍(lán)藻,經(jīng)劑量10kGy的γ-射線輻照處理后培養(yǎng)5d,懸浮液中Chl-a含量為0.56mg/L,與對(duì)照樣相比,相當(dāng)于95.5%“水華”藍(lán)藻被去除。γ-射線輻照處理后藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)Cartenoid、PC和TSP含量顯著降低。隨輻照劑量增加,藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)SOD和POD酶活性先增加后降低。輻照劑量越高,細(xì)胞內(nèi)MDA含量越高,藍(lán)藻細(xì)胞被氧化的程度越深。 (4)介質(zhì)阻擋放電也能有效去除太湖“水華”藍(lán)藻。放電功率、放電時(shí)間、空氣流速對(duì)去除效率均有影響。放電功率越高,放電時(shí)間越長(zhǎng),空氣流速越大,藍(lán)藻去除率越高。放電功率100W,放電時(shí)間18min,空氣流速1.0L/min條件下,初始Chl-a濃度為9.58mg/L的藻液,經(jīng)放電處理后培養(yǎng)4d,懸浮液中Chl-a濃度為對(duì)照樣的12.2%,即藍(lán)藻去除率達(dá)到了87.8%。放電處理后,藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)Cartenoid、PC、SOD、POD和MDA發(fā)生顯著變化。 (5)γ-射線輻照能有效抑制太湖越冬藻類的復(fù)蘇,輻照劑量越大,抑制效果越好。太湖原水經(jīng)5kGy的γ-射線輻照處理后培養(yǎng)40d,其Chl-a、Chl-b和PC含量?jī)H為對(duì)照樣的8.66%、16.8%和17.2%,太湖原水中越冬藻類的復(fù)蘇受到了較大抑制。太湖底泥原樣經(jīng)劑量13kGy的Y-射線輻照處理后,采用BG11培養(yǎng)基培養(yǎng)60d,培養(yǎng)液中Chl-a、Chl-b和PC含量?jī)H為對(duì)照樣的18.8%、14.8%和20.5%,說(shuō)明γ-射線對(duì)底泥中越冬藻類復(fù)蘇有一定抑制。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X524;X173

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 辛文克;大萍及其堿類提取物對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的抑制作用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：2650858