重金屬對程海螺旋藻生長的影響研究進展

楊 軍，王艷菊，張江榮，楊文華

（麗江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心，云南 麗江 674100）

重金屬對程海螺旋藻生長的影響研究進展

楊 軍，王艷菊，張江榮，楊文華

（麗江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心，云南 麗江 674100）

對重金屬對程海螺旋藻生長的影響進行了研究，主要是通過綜述重金屬鎘、硒、鉛、汞、鉻、銅、錳、鋅對螺旋藻生長的影響，并對螺旋藻在這些重金屬環(huán)境中的生長和影響進行了具體分析和闡述，同時，對富含有益金屬和有害金屬的應(yīng)用進行了展望，以期消除環(huán)境污染，提高螺旋藻的應(yīng)用價值。

重金屬；程海螺旋藻；環(huán)境污染；微量元素

隨著現(xiàn)代社會環(huán)境污染加劇，人們對重金屬造成的環(huán)境污染引起了重視。在水體中有很多藻類，絕大多數(shù)重金屬都會影響這些藻類，不僅會影響到藻類的正常生長，還會對水體環(huán)境和人們的身體健康造成嚴重影響?；诖耍瑢χ亟饘賹Τ毯Ｂ菪迳L影響進行研究，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 螺旋藻含義及意義

螺旋藻是一種帶有絲狀的微藻，呈螺旋狀，又被稱之為藍細菌，是一種較早出現(xiàn)的光合生物。同時，螺旋藻中還含有大量的蛋白質(zhì)和氨基酸，富含維生素、微量元素、多糖、Y-亞麻酸等活性物質(zhì)，具有較高的醫(yī)療保健價值，也是較少成功進行規(guī)?；囵B(yǎng)的微藻。研究表明，不同的重金屬在螺旋藻生長中進行應(yīng)用會產(chǎn)生不同的影響。重金屬是影響螺旋藻正常生長和光合作用的因素之一，因此，對重金屬對螺旋藻生長的影響進行了研究，以期提高螺旋藻的醫(yī)用保健價值，進而將螺旋藻應(yīng)用于重金屬污染治理當中，有效保護環(huán)境。

2 不同重金屬對螺旋藻生長的影響

2.1 鎘對螺旋藻生長造成的影響

鎘作為重金屬之一，會對人體的健康造成重要影響。通過相關(guān)研究人員對鎘這一重金屬在螺旋藻生長影響研究中發(fā)現(xiàn)，不同濃度的鎘會對螺旋藻生長造成不同程度的影響，主要體現(xiàn)在限制螺旋藻直線突變株成長，尤其是在鎘的質(zhì)量濃度為5～25 mg/L時，限制作用可以達到50%，且隨著鎘濃度不斷遞增，其限制作用也越大。同時，鎘在發(fā)揮作用時，螺旋藻對質(zhì)量濃度較低的鎘具有較為穩(wěn)定的耐受力和攝取能力，因此，可以將螺旋藻應(yīng)用于質(zhì)量濃度較低的鎘重金屬水體中。如果將螺旋藻作為醫(yī)療保健用品，則需要對螺旋藻中含有的鎘含量作為重要檢測指標之一，以確保螺旋藻應(yīng)用于不同領(lǐng)域都能夠起到很好的效果。

2.2 硒對螺旋藻生長造成的影響

硒是一種微量元素，是人體所必需的，不僅僅可以保證人體正常功能，還能夠發(fā)揮其醫(yī)療價值，防治多種疾病。較高濃度的硒會影響生物的正常生長，特別是無機硒。而有機硒含有比較高的活性，螺旋藻在生長的過程中對有機硒進行吸收，可以提高螺旋藻的營養(yǎng)和醫(yī)療價值。因此，通過螺旋藻生長對有機硒發(fā)揮富集作用，可以生產(chǎn)和開發(fā)更多具有高價值的保健品。通過相關(guān)研究也證實了一定濃度的硒可以促進螺旋藻的生長速度，增加螺旋藻中生物量、蛋白含量。硒的質(zhì)量分數(shù)在0.4 mg/g時，螺旋藻的光譜特性也沒有發(fā)生任何改變。相關(guān)研究表明，將硒濃度升高至1 000 mg/mL時，能促進螺旋藻的生長。在螺旋藻中，硒的質(zhì)量分數(shù)可以達到1.3 mg/g。同時，還可以在螺旋藻生長中分次增加硒，促使螺旋藻中的蛋白、維生素和類葉黃素等的增加。而螺旋藻中富含的硒就存在于蛋白質(zhì)中，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，硒在蛋白質(zhì)中的質(zhì)量分數(shù)可以達到0.27 mg/g。除此之外，還有的研究者對硒在螺旋藻蛋白吸收、熒光、紅外、共振散射等光譜中的作用進行了分析，結(jié)果顯示發(fā)生了變化。

2.3 鉛對螺旋藻生長造成的影響

相關(guān)研究者對鉛重金屬對螺旋藻的生長造成的影響進行了多次分析發(fā)現(xiàn)，即使是濃度較低的鉛對螺旋藻的生長都會造成嚴重的影響，制約螺旋藻的正常生長，且隨著鉛濃度的增加，這一制約作用就越明顯。再研究發(fā)現(xiàn)，在螺旋藻的生長中，鉛的質(zhì)量濃度超過50 mg/L時，會對螺旋藻正常生長起到毒害作用。

2.4 汞對螺旋藻生長造成的影響

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度的汞對螺旋藻正常生長造成的影響不同。當螺旋藻生長中汞的濃度小于0.01 mg/L時，螺旋藻可正常生長，沒有發(fā)生明顯的變化。但當螺旋藻中汞的質(zhì)量濃度升高至0.05 mg/L時，螺旋藻生長速度明顯減慢，出現(xiàn)了較為明顯的毒害現(xiàn)象，具體體現(xiàn)在螺旋藻藻葉變色上，到第二天時，螺旋藻已經(jīng)不生長，藻體已經(jīng)全部死亡。

2.5 鉻對螺旋藻生長造成的影響

通過經(jīng)典Zarrouk培養(yǎng)基，鉻的質(zhì)量濃度在0.02～0.05 mg/L。在螺旋藻生長的過程中，鉻的濃度低于1 mg/L時，螺旋藻處于正常生長狀態(tài)。在這一狀態(tài)下，持續(xù)增加鉻的質(zhì)量濃度，直至10 mg/L，螺旋藻生長明顯遭到抑制，生長速度減慢。在螺旋藻生長的環(huán)境中，鉻的質(zhì)量濃度達到50 mg/L時，螺旋藻不再生長，藻體全部死亡。

2.6 銅對螺旋藻生長造成的影響

通過經(jīng)典Zarrouk培養(yǎng)基，銅的質(zhì)量濃度在0.01～0.02 mg/L。通過相關(guān)研究表明，在螺旋藻正常生長中，銅的質(zhì)量濃度保持在0.1 mg/L時，可以促進螺旋藻正常生長，提高藻類蛋白、維生素的含量等，螺旋藻也會增強對銅的富集作用，進而提高了螺旋藻的營養(yǎng)價值。

隨著銅濃度的增加，銅對螺旋藻生長發(fā)揮的抑制作用也更加明顯，具體表現(xiàn)在螺旋藻生長速度減慢，直至藻體全部死亡。在研究中發(fā)現(xiàn)，當藻體中銅的質(zhì)量濃度達到1.9 mg/L時，藻體對銅的富集作用升高至120倍以上，極大程度地提高了螺旋藻的生長速度。

2.7 錳對螺旋藻生長造成的影響

通過經(jīng)典Zarrouk培養(yǎng)基，錳的質(zhì)量濃度約為0.5 mg/L。在螺旋藻正常的生長環(huán)境中，當錳的質(zhì)量濃度超過0.5 mg/L時，螺旋藻生長速度明顯提高，干燥中含有的錳金屬量也不斷增加，且在這一濃度環(huán)境中，螺旋藻對錳的富集作用也不斷增強。

隨著錳濃度不斷升高，螺旋藻正常生長遭受到限制，尤其是錳的質(zhì)量濃度超過20 mg/L時，限制率達到了50%以上。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在螺旋藻的生長環(huán)境中，錳重金屬的質(zhì)量濃度達到15.98 mg/L時，螺旋藻對錳的富集作用最強，富集系數(shù)可達到600倍以上。

2.8 鋅對螺旋藻生長造成的影響

通過經(jīng)典Zarrouk培養(yǎng)基，鋅的質(zhì)量濃度約為0.05 mg/L。在螺旋藻正常生長環(huán)境中，當鋅的質(zhì)量濃度超過0.05 mg/L時，螺旋藻的生長速度明顯升高，尤其是在鋅的質(zhì)量濃度為1.49 mg/L時，螺旋藻的生長速度達到最高，含有的鋅含量也在不斷增加，螺旋藻對鋅的吸收富集能力增強，富集系數(shù)超過了120倍。但當鋅的質(zhì)量濃度超過10 mg/L時，螺旋藻生長速度明顯減緩。

3 結(jié)束語

綜上所述，不同的重金屬對螺旋藻生長會造成不同程度的影響。一般情況下，較低濃度的重金屬不會對螺旋藻生長造成影響，在一定含量下，可以促進螺旋藻的生長速度和提高螺旋藻的價值。螺旋藻對重金屬發(fā)揮的富集作用可促使螺旋藻營養(yǎng)價值的升高。同時，螺旋藻還可以對濃度較低的重金屬水體污染進行有效治理。在目前的研究中，僅僅是對螺旋藻生長方面進行了研究，對其他方面還需要進一步研究。

X173

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.20.053

2095－6835（2017）20－0053－02

〔編輯：張思楠〕