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磺胺类药物(SAs)是具有对氨基苯磺酰胺结构的一类应用最广、用量最大的广谱抑菌药物,主要用于预防和治疗细菌感染性疾病,并在畜禽养殖业和水产养殖业中作为动物饲料添加剂,以起到刺激动物生长和促进增产的作用。磺胺类抗生素通过抑制病原体体内叶酸的合成,阻碍对氨基苯甲酸的转换,以达到抑菌的效果,其不仅对环境中细菌有害,而且还对单细胞藻类、无脊椎动物、植物和鱼类都有不良影响,破坏生态系统的平衡。光合自养型微藻是环境中的初级生产者,在水生生态系统中意义重大。其种类的多样性和初级生产量会直接影响水生生态系统结构功能。因而,藻类成为监测和评价水环境质量的重要指示生物。本项目拟通过研究钝顶螺旋藻对磺胺类抗生素的敏感性和降解规律,为磺胺类抗生素污染的生态风险评价提供基础资料,同时探讨螺旋藻在生物修复磺胺类抗生素污染的水产养殖水体及地表水的潜力。试验结果表明:(1) Zarrouk营养液培养钝顶螺旋藻,6h-10h左右,藻体进入对数生长期。持续性光照会严重损害钝顶螺旋藻的活性,使其快速死亡,而持续暗处理,钝顶螺旋藻可以保持良好的活性,但生长量不会增加。钝顶螺旋藻适合周期性光照,最佳光照周期为12h:12h。钝顶螺旋藻培养液和无钝顶螺旋藻液培养液中的pH都随培养时间的延长不断上升,前者比后者上升的快。培养基pH变化速率与初始藻体细胞浓度大小无关,与藻体生长过程中的比生长速率有关。(2)急性毒性试验期间,低浓度(<1mg/L)磺胺嘧啶对钝顶螺旋藻的生长有一定刺激作用,随着浓度的进一步升高,抑制作用逐渐显现出来。而磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑则表现出低浓度条件(>0.4mg/L)下对钝顶螺旋藻抑制作用。磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑对钝顶螺旋藻的抑制程度随污染物浓度的增大而增大,呈现了较明显的浓度-效应关系。同时,磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑在暴露48h对钝顶螺旋藻叶绿素a抑制最强,抑制作用随暴露时间的延长呈现先升高后下降的“钟形曲线”,表明钝顶螺旋藻对三种磺胺类抗生素具有一定的适应能力。磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑暴露条件下,钝顶螺旋藻比生长速率的变化与叶绿素a的变化结果相一致。暴露48h后,磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑抑制钝顶螺旋藻叶绿素a的ECso值分别为12.10mg/L、6.06mg/L和5.33mg/L,表明其急性毒性随磺胺类抗生素的正辛醇-水分配系数log KOW值(-0.08、0.26和0.89)的增大而增强。(3)培养96h后,除去光解、水解等自然因素引起的降解外,因钝顶螺旋藻作用而使培养液中磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑的含量分别下降了4.42%、3.50%和7.24%。无钝顶螺旋藻的培养液中磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑的降解速率常数分别为0.72×10-41/h、1.37×10-41/h和1.35×10-41/h,而钝顶螺旋藻的培养液中则达到了1.29×10-41/h、3.27×10-41/h和3.55×10-41/h,分别提高了79.18%、138.69%和162.96%,表明钝顶螺旋藻可提高培养液中磺胺类抗生素的消解速率。钝顶螺旋藻培养液中磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑的消解速率常数随着磺胺类抗生素的正辛醇-水分配系数log KOW值的增大而增大,表明抗生素的亲脂性越强,越容易进入藻体细胞,便于钝顶螺旋藻的消解。抑制浓度条件下,钝顶螺旋藻对磺胺类抗生素的消解作用降低。试验数据显示钝顶螺旋藻对磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑都存在富集和降解作用。培养24h时,钝顶螺旋藻对磺胺二甲嘧啶和磺胺甲噁唑的富集量和生物浓缩因子(BCF)分别达到最大,此后其随着培养时间的延长呈逐步下降趋势,降解作用所占的比例逐渐增强,从而导致其对藻体抑制作用的减弱,毒性作用也随之减小。钝顶螺旋藻不仅对磺胺类抗生有一定的适应能力,并且具有净化被磺胺类抗生素污染水体的潜力。