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海洋赤潮的频繁爆发、范围扩大,加剧了海洋灾害,对我国近岸海域环境质量亮出了红牌。赤潮灾害反复爆发的重要成因之一是休眠性孢囊,又称赤潮“种源”,在合适条件下萌发后爆发性增殖。如何高效杀灭具有坚硬外壳的赤潮藻孢囊是学术界研究的重点和难点之一。依托国家科技支撑计划项目(2013BAC06B01、2013BAC06B02)和科技部创新人才推进计划重点领域创新团队(2015RA4008),本文利用大气压强电离放电产生高浓度气态氧活性碎片,注入管路后和海水碰撞反应,在微气泡破裂的极端高温高压条件下生成高浓度·OH,在管路中实现快速高效杀灭锥状斯氏藻孢囊,主要结果如下:(1)利用SYTOXGreen荧光染色法判断锥状斯氏藻孢囊死活,确定了·OH杀灭孢囊的剂量、时间和CT阈值。·OH法杀灭有机质壁孢囊和钙质壁孢囊的剂量分别为1.46和1.90mg/L,仅为蛋白酶抑制剂方法的1/27,CuSO4法的1/105和H202法的1/1316;·OH法杀灭有机质壁孢囊和钙质壁孢囊的时间分别为3.1和4.1 s,仅为蛋白酶抑制剂方法的1/878,甲萘醌法的1/1756和H202法的1/42146;·OH法杀灭有机质壁孢囊和钙质壁孢囊CT阈值分别为0.24和0.28 mg·min/L,仅为 C102 法的 1/25714,CuSO4 法的 1/107142 和 H202 法的 1/428571;(2)通过萌发实验判断·OH对锥状斯氏藻孢囊萌发率的影响,结果表明,在杀灭阈值下,钙质壁孢囊和有机质壁孢囊萌发率均为0,表明孢囊失去了萌发为营养细胞的潜能,被彻底杀灭。(3)进行了·OH处理锥状斯氏藻孢囊的形态学分析。结果表明,杀灭阈值下,·OH不破坏孢囊整体结构,由孢囊壁表面细小裂纹处进入孢囊体内,氧化降解叶绿素,破坏DNA,分解内容质,彻底杀灭具有坚硬外壳的孢囊。(4)进行了·OH和常规药剂的对比实验,结果表明,·OH杀灭锥状斯氏藻孢囊的CT阈值为0.28 mg·min/L;C1O2完全杀灭孢囊的CT阈值为7200 mg min/L,为·OH的2.6×104倍;CuSO4的CT阈值为30000 mg·min/L时仅杀灭12.9%的孢囊,为·OH 的 10.7×104倍;H202 的 CT 阈值为 120000mg·min/L 时仅杀灭 24.1%的孢囊,为·OH的42.9×1 04倍。综上,只有·OH可以快速高效杀灭锥状斯氏藻孢囊,具有常规药剂无可比拟的优势。综上,本文利用大气压强电离放电制备高浓度·OH,首次实现了快速高效杀灭具有坚硬外壳的锥状斯氏藻孢囊,初步探究了 ·OH杀灭孢囊的生物学过程,为防控赤潮灾害和外来生物入侵提供了全新方法。