磁性殼聚糖復(fù)合微球?qū)Τ喑碑悶吃?Heterosigma akashiwo)抑制作用的研究.pdf

1、近年來，有害赤潮在全球范圍頻繁發(fā)生。赤潮發(fā)生時(shí)赤潮生物分泌有毒物質(zhì)或消耗水體中的溶解氧，導(dǎo)致魚類等水生生物中毒或窒息而死亡，嚴(yán)重影響了水產(chǎn)養(yǎng)殖和水產(chǎn)品的質(zhì)量與安全，威脅著人類身體健康。因此，如何治理赤潮顯得極為迫切。
　　 本文首先以殼聚糖、粘土、稀土為原料制備了三種抑藻劑，研究了其對赤潮異灣藻(Heterosigma akashiwo)的抑制效果，通過最低添加量、稀土殘留量、可回收性評價(jià)其抑藻性能，并篩選出最佳的抑藻劑磁性殼聚

2、糖-稀土-粘土復(fù)合微球(Magnetic Chitosan-Rare earth-Clay composite microsphere，簡稱MCRC)；然后通過正交實(shí)驗(yàn)確定了MCRC的制備條件，同時(shí)確定了影響MCRC抑藻效果的最佳因素組合，并對MCRC進(jìn)行表征分析；最后通過測定其抑藻過程中藻細(xì)胞內(nèi)葉綠素a含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、MDA含量、相對電導(dǎo)率、OD260的變化和對抗氧化酶體系SOD、POD、CAT酶活性的影響，初步探

3、討其抑藻機(jī)理。研究結(jié)果如下：
　　 (1)經(jīng)過比較，MCRC在添加量為0.8g/L時(shí)24h抑藻率達(dá)到80％左右；鑭離子殘留量為77μg/L，其他稀土離子幾乎無殘留，對環(huán)境的二次污染最小；MCRC因具有磁性，可以在磁場的作用下進(jìn)行回收，三次重復(fù)利用之后，抑藻率仍然達(dá)到70％以上；因此最終選擇MCRC為最佳抑藻劑。
　　 (2)MCRC的最優(yōu)制備條件為：殼聚糖：粘土：稀土添加比例為10:5:1，殼聚糖與稀土離子的反應(yīng)pH為7

4、，粘土與稀土離子的作用時(shí)間為8h，F(xiàn)e3O4用量為30mL。
　　 (3)影響MCRC抑制赤潮異灣藻的最佳因素組合為：當(dāng)藻液初始濃度為2×106cells/mL，藻液pH為7，添加量為0.8g/L，作用時(shí)間為30h。
　　 (4)FT-IR圖譜顯示，部分氨基參與了交聯(lián)反應(yīng)，C3-OH與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，殼聚糖與鈰離子發(fā)生配位。DSC圖譜顯示MCRC的熱穩(wěn)定性小于殼聚糖粉末。XRD圖譜顯示MCRC結(jié)晶區(qū)2θ角為10

5、°和20°左右的衍射峰幾乎消失，說明了殼聚糖經(jīng)過交聯(lián)之后結(jié)晶能力下降；MCRC中存在粘土和Fe3O4的特征衍射峰但強(qiáng)度有所改變，說明了在制備交聯(lián)微球時(shí)改變了粘土和Fe3O4的晶體結(jié)構(gòu)。粒徑分析顯示MCRC的粒徑比較均一，平均粒徑為443μm。MCRC的比飽和磁化強(qiáng)度為4.6585emu/g，具有超順磁性。
　　 (5)低濃度的(0.4g/L)的MCRC處理時(shí)，藻細(xì)胞內(nèi)葉綠素a和可溶性蛋白質(zhì)含量在48h之后開始低于對照組，而可溶性

6、糖含量仍然高于對照組；較高濃度的MCRC(0.8g/L、1.2g/L)處理時(shí)，葉綠素a、可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖的含量隨著作用時(shí)間的延長表現(xiàn)出先上升后下降的總體趨勢，抑制作用較強(qiáng)。不同濃度的MCRC使得藻細(xì)胞內(nèi)MDA含量隨時(shí)間不同程度的增加，周圍環(huán)境中的相對電導(dǎo)率和OD260也增大，說明MCRC使藻細(xì)胞膜發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，增大了細(xì)胞膜透性。在MCRC的作用下，SOD、POD、CAT三種酶的活性隨著作用時(shí)間的延長大體上呈現(xiàn)先上升后下降的趨

7、勢，說明三種酶發(fā)生應(yīng)激性對藻細(xì)胞起到了一定的保護(hù)作用，但是隨著MCRC濃度的增大和作用時(shí)間的延長，損害作用加重，超過了細(xì)胞防御體系的自我保護(hù)限度，從而使三種保護(hù)酶活性降低。
　　 本研究旨在利用有機(jī)、無機(jī)絮凝劑的電中和和吸附架橋作用，同時(shí)利用稀土離子對藻細(xì)胞的毒性作用，將殼聚糖、粘土、稀土三者有機(jī)的結(jié)合起來，制備一種抑藻效果好、污染小、可回收的磁性復(fù)合微球，為殼聚糖控制赤潮、研發(fā)新的除藻劑提供理論依據(jù)，為赤潮治理的研究提供新的思