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近年来,藻类被认为是理想的生物修复材料而受到人们的广泛关注。江蓠为温带或热带、亚热带性藻类,在我国沿海都有分布。江蓠属的种类适应性强、生长快、产量高、栽培方法简单,容易推广。本次实验研究将以大型海藻细基江篱繁枝变型(Gracilaria tenuistipitata Var.liui Zhang et Xia)为研究材料,以Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)重金属离子为污染因子,通过室内静态模拟实验,综合利用等离子发射光谱仪,超速离心机,差速离心机等实验手段从不同角度比研究了江蓠藻粉吸附水溶液中Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)重金属离子的特性及吸附平衡模型;活体江蓠在单一重金属离子Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)污染胁迫下江蓠对Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)重金属离子的短期去除效果、各重金属离子在其体内蓄积效应、江蓠质外体、共质体以及江蓠各功能细胞器中重金属离子的分布情况。初步评价江蓠对重金属的净化效果。为进一步探讨江蓠吸附重金属的生理生化机制及其在重金属污染环境中的实际应用奠定理论基础。在江蓠藻粉的吸附实验中,我们发现,pH值在2.3-5.2范围内,pH值越低江蓠藻粉对Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)重金属离子的吸附量越小,pH值在5.2-6.8时有较大吸附量。在水温20℃、pH值6.8的条件下,江蓠藻粉分别对Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)离子的吸附量最高可达65.5和45.2mg/g。Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)重金属离子对江蓠的生长均有一定的影响,其中Pb(Ⅱ)对江蓠的毒害作用比Ni(Ⅱ)对江蓠的毒害作用严重。在单一重金属污水环境下,江蓠对水体重金属离子的累积去除率大小为Pb(Ⅱ)＞Ni(Ⅱ),在低浓度(0.05mg/L)时,经过1d的生物吸附,江蓠对Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除率均在90%以上,说明江蓠对低浓度的Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)在短期内有很好的生物修复效果。重金属Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)在江蓠体内蓄积量的大小为Pb(Ⅱ)＞Ni(Ⅱ),在Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)重金属离子浓度均为5mg/L时,Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)重金属离子在江蓠体内的蓄积量分别为985.64μg/gFW和649.5μg/gFW。Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)重金属离子主要分布在江蓠的质外体中,在细胞质的各功能细胞器之间Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的分布量的大小顺序为叶绿体＞核糖体＞线粒体＞细胞核。另外,还分别研究了不同浓度的Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)重金属离子对江蓠处理3d和6d时,江蓠藻体内藻红素含量、叶绿素a含量、蛋白质含量、藻胆蛋白(包括藻红蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白)含量的变化以及水体重金属Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)对江蓠超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、脯氨酸含量的影响。结果显示,在Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)重金属离子的胁迫下,江蓠的生长、生理生化指标均呈现出一定的变化规律。通过制作石蜡切片观察发现,Pb(Ⅱ)对江蓠细胞的损伤程度比Ni(Ⅱ)对其损伤程度严重,高浓度(5mg/L)的Pb(Ⅱ)对江蓠细胞的损伤比较厉害,外周细胞层数明显减少,细胞破裂现象比较严重。