摘要：水体富营养化因产生藻毒素已经对饮用水安全构成严重危害。其中微囊藻毒素(Microcystins,MC)是水体富营养化产生最常见的藻毒素。藻毒素MC具有肝毒性和肿癌促进作用影响鱼类和人畜的安全,已引起各界的广泛关注。研究藻毒素MC产生的影响因素、利用化感作用抑制MC产生及MC预测模型对于控制藻毒素污染,减轻其对人类的危害具有。对MC的高效液相色谱(Hplc)检测条件及固相萃取(SPE)富集提取条件了优化。在比较不同条件下的分离度、峰形、提取率基础上,建立了高效、灵敏的SPE-HPLC提取检测MC的方法。此方法较水中MC测定的国家标准方法,不仅省去三氟乙酸的使用,运行时间还得以缩短,大大降低MC检测的成本。且本方法还具有很好的重现性、准确度和精密度。对MC-LR和MC-RR的准确度及精确度分别可达1.06%、2.75%和1.35%、0.42%。圆明园实际水样的MC含量测定可知,此检测方法适合实际水样中MC含量的测定。其中MC-LR及MC-RR的加标回收率分别是90.10%和91.31%。研究围绕影响微囊藻毒素产生的环境因子(包括温度、光照、起始氮磷浓度)展开。比较不同设定条件下藻密度的数量及细胞相对生长速率,铜绿微囊藻的最适生长条件为:温度25℃,光照强度6000lx,起始氮磷浓度分别为1.45mg/L,0.15mg/L(此时氮磷摩尔比为16:1);而MC产生的最适条件是:温度28℃,光照3000lx,起始氮、磷浓度分别为1.45mg/L,0.15mg/L。实验结果,温度、光照及氮磷营养影响微囊藻生长及MC产生的因素。且较高的温度,低光强更利于藻毒素的产生。而氮磷比16:1适于微囊藻的生长及MC的产生。微囊藻毒素严重危害人类健康,故考虑利用植物化感作用抑制MC的产生。主要利用植物金鱼藻与狐尾藻共同培养及初次尝试植物浸出液的方式来研究植物化感作用对铜绿微囊藻生长及藻毒素MC产生的影响。测定加入植物和植物浸出液与铜绿微囊藻共同培养中藻密度、水中氮磷含量及MC含量。分析比较两组实验结果可知,金鱼藻、狐尾藻活体及其浸出液与铜绿微囊藻共培养时,其化感作用都能地抑制微囊藻的生长和MC的产生。其中利用狐尾藻浸出液与铜绿微囊藻共同培养时,对微囊藻生长及MC产生的化感抑制能力较高,其化感抑制敏感指数RI值可分别达到-0.844、-0.542。显微镜观察发现受到化感抑制作用的藻细胞结构受到破坏。另外还圆明园实际水样化感抑制作用实用性的探索研究。其结果狐尾藻浸出液中的化感物质可地抑制圆明园水样中的藻类生长及MC的产生。利用GC-MS对植物中化感物质分析,金鱼藻中可能含有的物质N--1-萘胺及脱氢枞酸乙脂,狐尾藻中可能含有的对羟基苯甲酸、邻苯二酚、3,4,5-三羟基甲酸都曾有文献对藻类生长有的化感抑制作用。微囊藻毒素实际测定的复杂性及必要性,可利用其他指标参数来预测MC的含量。测定纯铜绿微囊藻的培养中各指标参数与MC含量,单因子性分析及粗糙集分析。其中单因子分析藻细胞数、叶绿素-a、溶解氧及水中总氮含量与MC含量的性都较好,其R~2均大于0.75。同时粗糙集分析可以,温度、叶绿素-a、光照、水中总氮含量对于MC产生的度均大于75%,其影响MC产生的因素。综合影响藻毒素MC产生的因素可知影响MC产生的主要因素包括温度、叶绿素-a、光照、水中总氮含量。综合分析微囊藻毒素产生的环境因子及影响微囊藻毒素主要因素,建立藻毒素MC的预测模型。铜绿微囊藻生长与MC产生的关系及铜绿微囊藻生长模型建立MC预测模型为。其主要适于藻类生长期时的藻毒素预测。利用圆明园实际水样的模拟富营养化中的指标参数来验证此模型的准确度,其平均相对误差为10.3%,可此模型基本合理。关键词：微囊藻毒素论文影响因子论文化感抑制作用论文粗糙集分析论文藻毒素预测模型论文
摘要3-5
ABSTRACT5-11
章 绪论11-22
1.1 水体富营养化的现状与蓝藻水华11-12
1.1.1 富营养化的现状11
1.1.2 蓝藻水华及铜绿微囊藻11-12
1.2 微囊藻毒素12-18
1.2.1 藻毒素的结构与性质12-14
1.2.2 微囊藻毒素检测与提取14-15
1.2.3 影响微囊藻毒素产生的环境因子15-17
1.2.4 藻类生长模型及微囊藻毒素的预测17-18
1.3 化感作用对藻类及藻毒素的影响18-20
1.3.1 化感作用18
1.3.2 水生植物对藻类的化感抑制作用18-19
1.3.3 水生植物化感作用对藻毒素产生的抑制作用19-20
1.4 本课题的研究目的与内容20-22
1.4.1 研究目的20
1.4.2 研究内容20-22
章 微囊藻毒素检测、提取方法的建立22-36
2.1 概述22
2.2 实验22-23
2.2.1 铜绿微囊藻的预培养22
2.2.2 实验药品与仪器22-23
2.3 实验设计方法23-25
2.3.1 液相条件的确定23-24
2.3.2 提取方法的选择24
2.3.3 实际水样藻毒素的测定及加标回收实验24-25
2.4 实验结果与分析25-35
2.4.1 液相条件的确定25-29
2.4.2 提取方法的选择29-33
2.4.3 实际水样的微囊藻毒素测定及加标回收实验33-35
2.5 小结35-36
章 影响铜绿微囊藻生长及产毒的环境因子36-47
3.1 概述36
3.2 实验与方法36-39
3.2.1 实验仪器及药品36
3.2.2 各指标的测定方法36-39
3.3 实验方案设计39-40
3.4 实验结果与分析40-46
3.4.1 温度对铜绿微囊藻生长及产毒的影响40-42
3.4.2 光照对铜绿微囊藻生长及产毒的影响42-44
3.4.3 氮元素对铜绿微囊藻生长及产毒的影响44-45
3.4.4 磷元素对铜绿微囊藻生长及产毒的影响45-46
3.5 小结46-47
章 化感抑制作用对微囊藻生长及产毒的影响47-59
4.1 概述47
4.2 实验与方法47-49
4.2.1 实验、仪器及指标测定方法47-48
4.2.2 实验设计方法48-49
4.3 实验结果与分析49-58
4.3.1 植物共培养实验49-52
4.3.2 植物浸出液实验52-55
4.3.3 圆明园实际水样化感抑制实验55-56
4.3.4 化感物质分离检测56-58
4.4 小结58-59
第五章 微囊藻毒素的预测模型59-73
5.1 概述59
5.2 实验方法设计59-60
5.3 实验数据与讨论60-71
5.3.1 微囊藻毒素与其他表征指标的性分析60-62
5.3.2 粗糙集分析62-63
5.3.3 铜绿微囊藻代谢的Monod 模型构建63-65
5.3.4 微囊藻毒素预测模型的建立65-67
5.3.5 利用圆明园实际水样验证藻毒素预测模型67-71
5.4 小结71-73
第六章 73-75
6.1 总结73-74
6.2 展望74-75
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