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加拿大一枝黄花控制富营养化水体有害藻类技术的研究

作　者: 黄莹莹
导　师: 王艳
学　校: 上海交通大学
专　业: 环境科学
关键词: 化感作用加拿大一枝黄花控藻技术富营养化生长抑制
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 59次
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内容摘要

我国饮用水源地的富营养化问题日趋严重,灾害性水华频发,直接威胁到供水安全。针对这一严峻现实,开发能够直接在水源地域内消除有害藻类的技术亦成为关注热点。与此同时,加拿大一枝黄花(Solidago Canadensis L.)是我国一种重要的外来入侵植物,在城乡已有蔓延成灾的趋势,在研究如何有效控制其危害的同时,其利用价值也备受关注。本课题将有害藻类控制和加拿大一枝黄花资源化利用相结合,开展了加拿大一枝黄花对藻类生长抑制的相关研究。通过实验室纯培养实验和户外围隔模拟实验,探讨了该技术的可行性,并通过电镜观察和对加拿大一枝黄花抑藻有效成分分离,分析控藻抑藻机理,为该技术的应用提供理论支持。所得主要结论如下:1)通过水浸提的方式提取加拿大一枝黄花中抑藻化感物质,实验结果证明,在实验室纯培养和户外围隔模拟条件下,水浸液均对藻类生长有抑制作用。2)纯培养条件下,加拿大一枝黄花水浸液对铜绿微囊藻生长有明显抑制作用,在宏观上表现为藻细胞浓度随着培养时间增加而降低,藻细胞呈现负增长。加拿大一枝黄花根部、茎部、叶部水浸液对铜绿微囊藻的72h-EC50分别为35.55、13.86和7.73g/L,呈递减趋势,三个部位水浸液对铜绿微囊藻生长的抑制作用由大至小依次为叶>茎>根。在微观上表现为藻细胞亚显微结构明显受到破坏,细胞内片层结构解体,淀粉粒增大且内含物总量上升以及出现质壁分离现象,进而细胞壁和细胞膜破裂的同时各细胞器也溶解,最终导致细胞死亡。3)不同受试藻种对加拿大一枝黄花水浸液的敏感性不同,而不同部位水浸液对同种受试藻种的作用效果也不一样。不同部位的水浸液均对铜绿微囊藻和斜生栅藻的生长有抑制作用,对蛋白核小球藻、水华鱼腥藻和羊角月牙藻生长的影响则呈现明显的特异性。4)在户外围隔模拟条件下,加拿大一枝黄花水浸液能有效抑制围隔内水华。投加水浸液25天后,300g实验组和1500g实验组中叶绿素a浓度分别降低了81.47%和78.55%,围隔中藻类消亡的同时,并不会引起水体藻毒素大量积累。投加水浸液初期对围隔中水质影响较大,随着时间延长影响不断减弱,后期对水质存在一定改善作用,部分水质标准等级提高。5)通过有机试剂对加拿大一枝黄花茎部和叶部水浸液进行分离,并检测各组分对铜绿微囊藻的抑藻活性。乙醚提取物仍能有效抑制铜绿微囊藻的生长,并随投加浓度的增加,抑制效果增强。对乙醚提取物进一步分离得到组分F、G、I,3个组分均有有效抑制铜绿微囊藻的生长,各组分对铜绿微囊藻生长的抑制存在联合作用。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-30
  1.1 湖库富营养化及水华  10-15
    1.1.1 富营养化概述  10-11
    1.1.2 我国湖泊、水库饮用水源地富营养化现状  11-13
    1.1.3 水华的危害  13-15
  1.2 控藻技术研究进展  15-18
    1.2.1 物理除藻  16-17
    1.2.2 化学除藻  17
    1.2.3 生物除藻  17-18
  1.3 植物化感作用控藻技术  18-24
    1.3.1 植物化感作用  18-20
    1.3.2 抑藻化感植物  20-21
    1.3.3 植物化感作用抑藻效果  21
    1.3.4 植物化感作用的工程应用  21-22
    1.3.5 化感植物的投放方式  22-23
    1.3.6 植物化感作用控藻机制  23-24
  1.4 加拿大一枝黄花及其化感作用  24-28
    1.4.1 加拿大一枝黄花的化学成分  24-27
    1.4.2 加拿大一枝黄花的利用现状  27-28
    1.4.3 加拿大一枝黄花的化感作用  28
  1.5 本研究的意义、内容及技术路线  28-30
第二章材料、设备和方法  30-38
  2.1 供试藻种  30
  2.2 实验仪器及药品  30-32
  2.3 实验方法  32-38
    2.3.1 培养液配制  32
    2.3.2 藻的培养  32
    2.3.3 藻生长曲线  32-33
    2.3.4 加拿大一枝黄花水浸提液的制备  33-34
    2.3.5 加拿大一枝黄花水浸液抑藻活性测定  34-35
    2.3.6 藻亚显微结构的观察  35
    2.3.7 户外围隔实验  35-36
    2.3.8 化学组分  36-38
第三章结果与讨论  38-82
  3.1 加拿大一枝黄花水浸液对藻类生长的抑制效果  38-58
    3.1.1 加拿大一枝黄花不同部位水浸液对铜绿微囊藻生长的抑制效果  38-45
    3.1.2 加拿大一枝黄花水浸液对铜绿微囊藻亚显微结构的影响  45-50
    3.1.3 加拿大一枝黄花水浸液抑藻效应的种间特异性  50-56
    3.1.4 小结  56-58
  3.2 加拿大一枝黄花水浸液控藻技术应用初探  58-69
    3.2.1 加拿大一枝黄花水浸液对围隔内水华藻类的影响  59-62
    3.2.2 加拿大一枝黄花水浸液对围隔内水质的影响  62-67
    3.2.3 小结  67-69
  3.3 加拿大一枝黄花水浸液组分分离及其抑藻活性鉴定  69-82
    3.3.1 加拿大一枝黄花水浸液组分分离  69
    3.3.2 乙醚提取物的抑藻活性  69-72
    3.3.3 萃取组分的抑藻活性  72-76
    3.3.4 萃取组分之间的联合作用  76-80
    3.3.5 小结  80-82
第四章结论与展望  82-85
  4.1 研究结论  82-83
  4.2 研究展望  83-85
参考文献  85-93
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  93-94
致谢  94-95

加拿大一枝黄花控制富营养化水体有害藻类技术的研究

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