改性粘土治理藻华对典型底栖生物的影响研究

【摘要】作为有害藻华的一种防治方法，改性粘土絮凝法的有效性已在中国、日本、韩国和澳大利亚等多个国家和地区被实践证明。本文中，作者在实验室内以仿刺参（ApostichopusjaponicasSelenka）稚参、虾夷扇贝(Patinopectenyessoensis)稚贝和锥状斯氏藻（Scrippsiellatrochoidea）为实验对象，研究了改性粘土治理藻华对三种典型底栖生物的影响，结果如下：1改性粘土治理藻华对仿刺参稚参的影响研究。96h急性毒性试验发现，改性粘土对仿刺参稚参的半致死浓度（LC50）为6.01g/L；安全浓度为0.601g/L，高于现场使用浓度（0.1g/L）；慢性毒性试验显示改性粘土对仿刺参稚参成活率和体重增长率无显著影响，不同浓度的改性粘土添加组中，发现仿刺参稚参的体壁组份（包括水分、灰分、总糖、总脂和粗蛋白）含量变化不大，改性粘土的加入对减少仿刺参稚参的种内竞争有一定积极作用。另外，针对仿刺参稚参食用包括改性粘土在内的底层颗粒物的现象，考察了不同实验组仿刺参稚参体壁中铝的含量，分析结果显示各实验组与对照组没有显著差异。在此基础上，考察了改性粘土有效去除有害藻华的过程仿刺参稚参的影响，发现与对照组相比，改性粘土不仅有效的去除了有害藻华，还明显降低了仿刺参稚参的死亡率。因此，适量的改性粘土是一种有效治理仿刺参养殖水体有害藻华、对仿刺参无负面影响的藻华治理技术。2改性粘土治理藻华对虾夷扇贝稚贝的影响研究。96h急性毒性试验发现，改性粘土对虾夷扇贝稚贝的半致死浓度（LC50）为2.3g/L，安全浓度为0.23g/L，高于其通常的现场使用浓度0.1g/L。慢性毒性试验显示，0.1到1.0g/L的改性粘土对虾夷扇贝稚贝的存活率、壳长和壳高略有影响，但是影响不显著。对稚贝滤食率的研究发现，加入改性粘土会影响其摄食，并且随着改性粘土浓度的增高影响越明显。模拟养殖水体爆发藻华后喷洒改性粘土的实验表明，改性粘土在有效去除有害藻华营养细胞，改善水体环境的同时，还能使虾夷扇贝稚贝的存活率从22%提高到38%。另外，如采用先用改性粘土治理，再向养殖水体投放稚贝的策略，稚贝的存活率会大大提高，约是对照组的3倍。本文的实验结果说明采取适当的策略和适当用量的改性粘土既可以效去除有害藻华，也可以对虾夷扇贝稚贝无害甚至有益，是一种极具应用前景的藻华治理技术方法。3改性粘土对锥状斯氏藻孢囊的影响研究。锥状斯氏藻在改良的f/2培养基中培养到对数生长期的中期（第10天）后，分别加入浓度为0,0.1,0.5和1.0g/L的改性粘土。实验发现：改性粘土对锥状斯氏藻去除效果明显，加入改性粘土24h后，随着改性粘土浓度的增加，营养细胞的去除率从69.1%增加到97.7%。而在改性粘土组中，孢囊的形成率也较高，最高的形成率出现在第四组，为24.6%。这说明改性粘土的加入，能够促使部分营养细胞停止增殖，形成孢囊沉积到水底，孢囊的形成有助于有害藻华的消亡。另外，作者发现在实验中形成的孢囊有两种主要形态：具刺孢囊和无刺孢囊。两种孢囊在对照组和粘土组中所占的比例有巨大差异，从对照组到改性粘土组，具刺孢囊所占比例分别为76.9%,46.6%,39.7%和24.1%。这种现象的原因可能是：改性粘土吸附水体中的Ca2+沉降到水底，使得孢囊形成时水体中没有足够的钙元素形成钙质刺。通过萌发实验发现，相对于具刺孢囊，无刺孢囊的萌发周期长，萌发率低。由于添加改性粘土后更易于形成无刺孢囊，这使得改性粘土组中形成的孢囊的萌发率远比对照组中的孢囊低，各组中孢囊的萌发率分别为82.1%，71.3%，47.5%和45.0%。在进行萌发实验前，为了让孢囊度过强制性休眠期，在低温黑暗中储存了3个月，发现改性粘土组孢囊数量降低，这说明在实验开始时改性粘土组形成的孢囊中，有部分是因为粘土的加入造成环境的突变而形成的暂时性孢囊，这部分孢囊只能短暂抵抗不利环境，长时间的低温保存使得孢囊细胞破裂死亡。总体来说，改性粘土对锥状斯氏藻有较好的去除效率，能够促使营养细胞转变成孢囊，从而促进藻华的消亡，粘土组中更容易形成萌发率低的无刺孢囊和暂时性孢囊，从最终结果来看，改性粘土使用不会为下次藻华的爆发留下比对照组多的种源。该研究为有害藻华的防治提供了重要的参考依据。另外，为了解释改性粘土对锥状斯氏藻孢囊的影响结果，作者研究了NO3-N和NH4-N对锥状斯氏藻生长和孢囊形成的影响。锥状斯氏藻培养在缺少氮和硅的f/2培养基中，将培养液分为两组，经过3天的饥饿培养后，第一组以硝酸盐作为氮源，第二组用铵盐作为氮源，浓度梯度均设置为0、10、30、60和90μM。最终的结果显示NO3–N能够促进藻细胞的生长，但是浓度越高越不利于孢囊的形成。而NH4-N则能同时促进藻细胞的生长和孢囊的形成。在相同浓度下，NH4-N不如NO3-N利于藻细胞的生长，但是其能明显提高孢囊的形成率。这说明NH4-N浓度是调控孢囊形成的一个重要因子。我们认为NH4-N对孢囊的诱导作用是生态系统的一种自我调节能力，具有非常重要的生态学意义。
【作者】王志富；
【导师】俞志明；宋秀贤；
【作者基本信息】中国科学院研究生院（海洋研究所），环境科学，2014，博士
【关键词】改性粘土；仿刺参；虾夷扇贝；孢囊；锥状斯氏藻；铵盐；

【参考文献】
[1]张保栋.不同肾功能状态冠心病患者的中医证素特点及相关因素研究[D].北京中医药大学,中西医结合临床,2014,硕士.
[2]杜永乾.超高频射频识别标签芯片的射频/模拟前端及微功耗EEPROM设计实现[D].西安电子科技大学,微电子学与固体电子学,2014,博士.
[3]阳欣玲.FDI中污染转移的法律对策研究[D].湖南师范大学,国际法学,2014,硕士.
[4]李新燕.Pt基催化剂上H_2选择催化还原NO的研究[D].大连理工大学,物理化学,2013,硕士.
[5]夏竹,张振生,孙长虹,陈耿毅,程怡.利用频率属性识别和划分陆相盆地多期时频层序——以松辽盆地乾西北地区下白垩统青山口组—姚家组为例[J].石油地球物理勘探,2004,06:730-738+627-751.
[6]王凤艳.安全保障义务研究[D].中国社会科学院研究生院,民法（专业学位）,2014,硕士.
[7]孔艳妮.企业知识合作的动力机制研究[D].西北大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[8]张筱君.树脂吸附—分步结晶法分离纯化可利霉素工艺研究[D].华东理工大学,化学工程,2014,硕士.
[9]吕骥.正极纳米添加剂对MH/Ni电池性能的改善[D].浙江大学,材料学,2004,硕士.
[10]韩冬.光催化石墨烯-TiO_2复合物的生物学效应研究[D].山西医科大学,2014.
[11]王鸿亮.论我国审前羁押制度的完善[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[12]许春华.两种短命植物抗旱性评价及其机理研究[D].新疆农业大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[13]田轶伦.以益心胶囊治疗冠心病心绞痛（气滞血瘀证）的临床研究及其对血浆血管紧张素含量的影响[D].黑龙江中医药大学,中医内科学,2004,硕士.
[14]高化猛,姚景顺.利用数据挖掘进行辅助决策[J].计算机与数字工程,2004,02:69-71.
[15]王萍.蒋荫恩的新闻教育理念与实践研究[D].上海大学,传播学,2013,硕士.
[16]栢凤女.大肠杆菌、单增李斯特菌近红外特征敏感组分的研究[D].河南科技大学,食品科学,2013,硕士.
[17]冯阳阳.元杂剧风尘女子称谓研究[D].山东大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[18]曹勇.技能型人才培养模式的构建[D].华中师范大学,教育管理,2012,硕士.
[19]王清爽.高性能CeO_2纳米颗粒湿度传感器研究[D].厦门大学,微电子与固体电子学,2014,硕士.
[20]李明闯.甲状腺乳头状癌中DKK3基因启动子甲基化及其表达失活的研究[D].郑州大学,外科学,2013,硕士.
[21]郁万萍.《法律顾问合同》汉英翻译实践报告[D].大连海事大学,英语笔译,2014,硕士.
[22]郝媛媛,邹鹏,李一军,叶强.基于电影面板数据的在线评论情感倾向对销售收入影响的实证研究[J].管理评论,2009,10:95-103.
[23]张楠.京剧打击乐在民族管弦乐队和交响乐队中的应用[D].中国音乐学院,音乐学,2012,硕士.
[24]汪宁渤,马彦宏,丁坤,周识远,周强.酒泉风电基地脱网事故频发的原因分析[J].电力系统自动化,2012,19:42-46.
[25]罗彩虹.中国民歌英译研究[D].鲁东大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[26]巴格根图牙.科尔沁右翼前旗满族乡查干敖包祭祀习俗探析[D].内蒙古师范大学,民俗学,2013,硕士.
[27]傅才芳.叠前子波处理[J].石油地球物理勘探,1984,03:210-223.
[28]戎文晋.最大独立集问题及其成长算法的研究[D].太原理工大学,应用数学,2004,硕士.
[29]杨明秀.中国金黄壳囊孢菌遗传多样性及杨树防御机制研究[D].东北林业大学,森林保护学,2014,博士.
[30]迟毓凯.人格与情境启动对亲社会行为的影响[D].华东师范大学,2005.
[31]李磊.单颗粒气溶胶质谱仪的改进及环境应用[D].上海大学,环境工程,2014,博士.
[32]玉珍.基于主成分分析的呼包鄂地区城市化水平评价研究[D].内蒙古大学,生态学,2014,硕士.
[33]马勇.丹红注射液防治小腿皮神经营养血管皮瓣术后血管危象的临床研究[D].福建中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2014,硕士.
[34]吕杰.落地墙对部分框支剪力墙结构转换梁受力性能的影响[D].华中科技大学,结构工程,2013,硕士.
[35]彭菲,林莉.我国体育标准研究现状综述与展望[J].中国标准导报,2015,02:48-51.
[36]徐慧鑫,赵文宏,陈晨,周芬芬,程城远.双面抛光机上研磨盘振动抑制的半主动控制方法[J].机电工程,2012,11:1255-1258.
[37]黄生军.新生隐球菌荚膜多糖血清型D的合成研究[D].第二军医大学,药物化学,2013,硕士.
[38]洪卫,李玲,樊露,王敬,毛乐宝,梁可可.搅拌棒萃取-紫外可见分光光度法测定苋菜红[J].分析试验室,2014,11:1268-1270.
[39]曹冉.公司内部治理机制、市场竞争与自愿信息披露研究[D].山东财经大学,会计学,2013,硕士.
[40]丁燕红.从《香港末代总督彭定康》看协同翻译质量管理[D].浙江大学,英语笔译（专业学位）,2014,硕士.
[41]郑雪冬.BSC法在我国民营高科技企业绩效评价中的应用研究[D].吉林大学,企业管理,2004,硕士.
[42]孟令杰.增稠剂辅助成孔防水透湿涂层整理技术研究[D].浙江理工大学,纺织化学与染整工程,2012,硕士.
[43]赵博.基于现场实测的施工期高层建筑风致振动研究[D].重庆大学,土木工程,2014,硕士.
[44]王雪冰,路瑛丽,冯连世,张漓,徐建方.不同低氧训练对大鼠腓肠肌糖酵解酶活性的影响[J].中国运动医学杂志,2014,12:1174-1178+1190.
[45]冯福平.偏心环空注水泥顶替界面边界及形状描述模型研究[D].东北石油大学,石油与天然气工程,2014,博士.
[46]刘伟波.基于层次分析法的某型舰船主动力装置综合评估研究[D].大连海事大学,轮机工程,2013,硕士.
[47]王宇辉,杨丽,彭其渊.考虑单位车辆运力的运输-库存随机需求决策模型[J].控制与决策,2013,12:1903-1906+1911.
[48]陈晴空.基于SO_4·~-的非均相类Fenton-光催化协同氧化体系研究[D].重庆大学,2014.
[49]顾传青.关于矩阵指数的PADE逼近新算法[J].自动化学报,1999,01:97-102.
[50]闫辉.基于高速光纤环路通讯的高功率IGBT数字驱动技术[D].浙江大学,电力电子与电力传动,2013,硕士.