三角褐指藻對(duì)環(huán)丙沙星的去除過(guò)程及影響因素

姜現(xiàn)靜，呂劍,*，武君，王建華，張翠

1. 中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所，中國(guó)科學(xué)院海岸帶環(huán)境過(guò)程與生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，煙臺(tái) 264003 2. 山東省海岸帶環(huán)境過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，煙臺(tái) 264003 3. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049 4. 煙臺(tái)哈爾濱工程大學(xué)研究院，煙臺(tái) 264006

隨著沿海地區(qū)生產(chǎn)生活活動(dòng)日益加劇，大量污染物持續(xù)輸入海岸帶，生態(tài)環(huán)境面臨著嚴(yán)重威脅[1]。近年來(lái)，包括抗生素在內(nèi)的新污染物備受關(guān)注[2]。在我國(guó)約1.8萬(wàn)km的海岸線上采取水樣，可以檢測(cè)出7種目標(biāo)抗生素，總濃度為389～3 302.3 ng·L-1，其中諾氟沙星、羅紅霉素和環(huán)丙沙星最為常見(jiàn)[3]。并且我國(guó)沿海水體及沉積物中多數(shù)抗生素的濃度明顯高于其他國(guó)家和地區(qū)[1]。大多數(shù)抗生素因具有一定的疏水性和親脂性不容易被降解[4]，從而在環(huán)境中持續(xù)積累，氟喹諾酮類(lèi)抗生素在環(huán)境中就表現(xiàn)出較強(qiáng)的持久性[5]。雖然水體中抗生素的濃度一般介于ng·L-1～μg·L-1[6]，但是細(xì)菌長(zhǎng)期暴露于低濃度抗生素環(huán)境中可以產(chǎn)生耐藥性，進(jìn)一步導(dǎo)致抗生素抗性基因的傳播，隨著食物鏈傳遞將對(duì)生態(tài)系統(tǒng)平衡與人類(lèi)身體健康帶來(lái)很大風(fēng)險(xiǎn)。

微藻位于生物鏈底端，生物量巨大，在淡水、河口、海洋，乃至陸地環(huán)境中均有分布[7-8]。微藻因?yàn)榧?xì)胞體積小，比表面積大，受光面積大，所以與高等植物相比具有更高的光合效率。其生物質(zhì)可用于生產(chǎn)生物燃料、動(dòng)物飼料、保健品和化妝品等高價(jià)值產(chǎn)品[7]。在綠色經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的大背景下，微藻在污水處理中的應(yīng)用也越來(lái)越受關(guān)注。微藻能夠攝取氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、光合放氧緩解富營(yíng)養(yǎng)化，在污泥表面形成微藻生物膜防止污泥解體加劇水質(zhì)惡化，甚至還會(huì)減少致病菌的數(shù)量[9]?；旌蠣I(yíng)養(yǎng)型微藻在無(wú)光環(huán)境中以有機(jī)碳為碳源能夠緩解弱光條件下深色污水光供應(yīng)不足的問(wèn)題，并且生長(zhǎng)周期短、生物質(zhì)產(chǎn)量高[10]。將微藻與抗生素的生物降解過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，為生物質(zhì)的資源化利用和水體中污染物同步有效去除提供了新思路。目前，在利用微藻處理抗生素廢水方面已經(jīng)開(kāi)展了一些研究。例如，用小球藻去除左氧氟沙星[11]、氟苯尼考[12]、阿莫西林[8]或混合抗生素[13]，用衣藻去除環(huán)丙沙星[14-15]等。微藻對(duì)抗生素廢水的凈化效果受微藻種類(lèi)、環(huán)境條件和抗生素濃度等多種因素的影響。已有研究多以淡水系統(tǒng)作為研究對(duì)象，而海洋環(huán)境較淡水環(huán)境更為復(fù)雜，微藻應(yīng)用于海水抗生素污染治理的潛力有待探索。

三角褐指藻（Phaeodactylumtricornutum）是典型的硅藻，富含油脂[16]，可利用多種有機(jī)物作為碳源進(jìn)行混合營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)[17]。它也是海洋生態(tài)系統(tǒng)中非常重要的初級(jí)生產(chǎn)者，可作為水產(chǎn)養(yǎng)殖的優(yōu)良餌料[17]。然而，常見(jiàn)抗生素對(duì)綠藻的研究最多，對(duì)硅藻的研究較少[18]。因此，本文選三角褐指藻作為模型微藻。氟喹諾酮類(lèi)抗生素被廣泛用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)，其中諾氟沙星、環(huán)丙沙星（ciprofloxacin, CIP）和氧氟沙星在多種環(huán)境介質(zhì)中均處于相對(duì)較高的濃度水平[18-19]。而CIP的殺菌效果高于諾氟沙星[20]，在環(huán)境中的行為更值得關(guān)注。所以，本文以CIP為目標(biāo)污染物，研究了三角褐指藻對(duì)CIP的去除動(dòng)力學(xué)規(guī)律。并進(jìn)一步探究了pH、光照、鹽度和抗生素初始濃度等因素對(duì)去除效率的影響，為微藻在海洋抗生素污染治理領(lǐng)域的應(yīng)用提供有價(jià)值的參考。

1 材料與方法（Materials and methods）

1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器

實(shí)驗(yàn)所用藻種為實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)備的三角褐指藻。所用海水來(lái)自煙臺(tái)市向海延伸100 m處水域（pH～8.5，鹽度～30‰）。CIP（純度98%）購(gòu)自上海麥克林生化科技有限公司，其他所有試劑均為分析純。主要儀器為智能光照培養(yǎng)箱（GXA-380B，寧波江南儀器廠，中國(guó)）、超高效液相色譜儀（UPLC）（ACQUITY UPLC H-Class，沃特世科技有限公司，美國(guó)）和紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（TU-1810PC，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司，中國(guó)）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 CIP母液配制方法

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.010 g CIP，加入0.1 mL過(guò)濾除菌的1 mol·L-1HCl溶液，加入甲醇溶解并定容至10 mL獲得1 g·L-1CIP母液，4 ℃密封于棕色瓶保存。用0.22 μm醋酸纖維素濾膜過(guò)濾后的培養(yǎng)基配制CIP標(biāo)準(zhǔn)溶液供定量檢測(cè)使用。

1.2.2 培養(yǎng)基制備及微藻培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)所用微藻需每個(gè)月進(jìn)行一次傳代培養(yǎng)以維持活力。用0.22 μm醋酸纖維素濾膜過(guò)濾后的海水，根據(jù)Guillard[21]提供的方法配制f/2培養(yǎng)基，121 ℃、高溫濕熱滅菌20 min，自然冷卻至室溫后，繼續(xù)添加過(guò)濾除菌的維生素貯備液和Na2SiO3貯備液，充分混勻備用。在超凈臺(tái)中以10%的接種量（藻液和培養(yǎng)基的體積比）將藻種接種到培養(yǎng)基中，放置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。光照培養(yǎng)箱參數(shù)設(shè)置為光照度33%，光暗周期L∶D=14 h∶10 h，溫度20 ℃。每天定時(shí)搖瓶3次，防止微藻細(xì)胞沉底或貼壁，并保證體系中氧氣和二氧化碳的交換。

1.2.3 微藻細(xì)胞干質(zhì)量（DCW）與光密度（OD680）相關(guān)關(guān)系的測(cè)定

微藻培養(yǎng)到生長(zhǎng)穩(wěn)定期時(shí)（約40 d），將藻液靜置1 d后用移液槍吸取細(xì)胞沉淀，取適量f/2培養(yǎng)基將藻液稀釋成不同濃度，控制OD680在0.1～1.5。取0.45 μm玻璃纖維濾膜于105 ℃烘干24 h，干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱(chēng)量質(zhì)量。取一定體積稀釋后的藻液過(guò)濾，再用10 mL 0.5 mol·L-1NH4HCO3溶液分2次洗滌藻細(xì)胞。用鑷子收取濾膜，于95 ℃烘干24 h，干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱(chēng)量質(zhì)量。根據(jù)公式計(jì)算細(xì)胞干質(zhì)量，繪制OD680-DCW標(biāo)準(zhǔn)曲線。

式中：DCW指單位體積細(xì)胞干質(zhì)量（g·L-1）；m0指過(guò)濾前干燥濾膜的質(zhì)量（g）；m指過(guò)濾后干燥濾膜和藻細(xì)胞的總質(zhì)量（g）；V指稀釋后所取藻液的體積（mL）。

1.2.4 抗生素去除過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型擬合

在250 mL三角瓶?jī)?nèi)加入150 mL培養(yǎng)基，再加入90 μL CIP母液（1 g·L-1），使抗生素初始濃度約為600 μg·L-1。微藻接種量為1%（OD680～1）。培養(yǎng)條件同1.2.1，定時(shí)搖瓶3 次·d-1。設(shè)置無(wú)微藻和微藻121 ℃滅活2個(gè)對(duì)照組。接種第0～90天間隔取樣，將藻液搖勻后取1 mL，12 000 r·min-1離心12 min，取0.8 mL上清液測(cè)培養(yǎng)基中殘留的CIP濃度；取3 mL藻液測(cè)OD680。所用器皿均經(jīng)過(guò)滅菌處理，取樣全程無(wú)菌操作。

分別用一級(jí)動(dòng)力學(xué)和二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)三角褐指藻去除CIP的過(guò)程進(jìn)行擬合：

式中：c0和ct分別指培養(yǎng)物中CIP的初始濃度和t時(shí)刻的濃度（μg·L-1），k1和k2分別指一級(jí)動(dòng)力學(xué)和二級(jí)動(dòng)力學(xué)降解速率常數(shù)（d-1）。

1.2.5 三角褐指藻去除抗生素影響實(shí)驗(yàn)

探究pH影響時(shí)，f/2培養(yǎng)基滅菌前用1 mol·L-1HCl或1 mol·L-1NaOH調(diào)節(jié)pH為5.5、6.5、7.5、8.5和9.5。設(shè)置無(wú)微藻和無(wú)抗生素2個(gè)對(duì)照組，其他條件同1.2.3。

探究鹽度影響時(shí)，海水過(guò)濾后先用蒸餾水調(diào)節(jié)鹽度為10‰、20‰和30‰，再用于配制培養(yǎng)基。設(shè)置無(wú)微藻和無(wú)抗生素2個(gè)對(duì)照組，其他條件同1.2.3。

探究光照強(qiáng)度影響時(shí)，根據(jù)光照培養(yǎng)箱參數(shù)設(shè)置光照強(qiáng)度為0、33%、66%和100%。其中光照度為0的實(shí)驗(yàn)組用鋁箔紙避光作暗處理。設(shè)置無(wú)微藻和無(wú)抗生素2個(gè)對(duì)照組，其他條件同1.2.3。

探究抗生素初始濃度影響時(shí)，向150 mL培養(yǎng)基中分別加入15、30、60、90、120和150 μL CIP母液（1 g·L-1），使抗生素初始濃度約為100、200、400、600、800和1 000 μg·L-1。設(shè)置無(wú)抗生素對(duì)照組，其他條件同1.2.3。經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)表明，CIP母液中HCl和甲醇對(duì)三角褐指藻生長(zhǎng)的影響可以忽略。

1.2.6 CIP定量檢測(cè)

用UPLC檢測(cè)CIP濃度。UPLC配備C18反相色譜柱，檢測(cè)器為熒光檢測(cè)器，進(jìn)樣量2 μL，柱溫40 ℃，流動(dòng)相為0.01 mol·L-1磷草酸/乙腈/甲醇（80/10/10，V∶V），流速0.3 mL·min-1，激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)分別為280 nm和450 nm，保留時(shí)間約為1.7 min。

1.2.7 數(shù)據(jù)分析

所有實(shí)驗(yàn)均做3組平行。采用單因素方差分析（ANOVA）確定主效應(yīng)的顯著性，用Tukey’s test確定水平之間是否具有顯著差異。對(duì)于所有的統(tǒng)計(jì)分析，α值為0.05，P<0.05被認(rèn)為是顯著的概率。所有數(shù)據(jù)分析和繪圖均使用OriginPro 2021完成。

2 結(jié)果（Results）

2.1 抗生素去除過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型擬合

如圖1（a）所示，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，無(wú)微藻對(duì)照組（CK1）和微藻滅活對(duì)照組（CK2）中CIP的濃度變化趨勢(shì)一致，說(shuō)明剛接種的微藻細(xì)胞對(duì)CIP的吸附作用可忽略不計(jì)。對(duì)照組中CIP去除率均在5%～15%范圍內(nèi)波動(dòng)，證明包括水解、光解在內(nèi)的非生物作用甚微，可見(jiàn)CIP在海水中具有持久性。接種三角褐指藻55 d后，CIP的去除效率逐漸趨于平緩，最終去除率達(dá)（60.0±0.94）%。對(duì)該過(guò)程進(jìn)行一級(jí)和二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合，擬合參數(shù)如表1所示。數(shù)據(jù)顯示，該過(guò)程更符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，半衰期47 d。

因?yàn)槿呛种冈宓腛D680與DCW具有良好的線性相關(guān)關(guān)系（DCW=0.66586×OD680-0.03154，R2=0.97），所以可以用OD680監(jiān)測(cè)微藻的生長(zhǎng)情況。從微藻OD680隨時(shí)間的變化曲線（圖1（b））看，接種41 d后，三角褐指藻進(jìn)入生長(zhǎng)穩(wěn)定期。三角褐指藻受到CIP長(zhǎng)時(shí)間的脅迫，仍然保持良好的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，對(duì)CIP具有較強(qiáng)的耐受性和去除能力。

2.2 pH影響實(shí)驗(yàn)

如圖2（a）所示，在不同pH體系中，三角褐指藻對(duì)CIP的去除趨勢(shì)大致相同。pH為5.5時(shí)，接種微藻6 d后即有（46.0±3.63）%的CIP被去除。pH為6.5～8.5時(shí)，CIP的去除率無(wú)明顯差別。pH為9.5時(shí)，去除率最低（62.4±4.11）%。由圖2（b）可知，pH在6.5～9.5之間，三角褐指藻的生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期隨pH升高而縮短，弱堿性培養(yǎng)基中微藻生長(zhǎng)速度更快。pH為5.5時(shí)生長(zhǎng)周期最長(zhǎng)且生物量最高；pH為9.5時(shí)生長(zhǎng)周期最短且生物量最低，30 d時(shí)藻液顏色逐漸變淺。但pH為5.5和9.5時(shí)，CIP對(duì)三角褐指藻均表現(xiàn)出生長(zhǎng)抑制作用，OD680分別降低了（13.0±3.03）%和（18.2±3.85）%。

2.3 鹽度影響實(shí)驗(yàn)

圖1 三角褐指藻對(duì)環(huán)丙沙星（CIP）的去除率（a）和OD680（b）變化注：CK1為無(wú)微藻；CK2為微藻滅活。Fig. 1 Removal rate of ciprofloxacin （CIP） （a） and OD680（b） of P. tricornutumNote: CK1 represents group without microalgae; CK2 represents group with microalgae inactivated.

表1 三角褐指藻去除CIP的動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 1 Kinetic parameters of CIP dissipation by P. tricornutum

圖2 pH對(duì)CIP去除率（a）和三角褐指藻OD680（b）的影響注：CK1為無(wú)微藻；CK2為微藻滅活。Fig. 2 Effects of pH on removal rate of CIP （a） and OD680 of P. tricornutum （b）Note: CK1 represents group without microalgae; CK2 represents group with microalgae inactivated.

圖3 鹽度對(duì)CIP去除率（a）和三角褐指藻OD680（b）的影響注：CK1為無(wú)微藻；CK2為微藻滅活。Fig. 3 Effects of salinity on removal rate of CIP （a） and OD680 of P. tricornutum （b）Note: CK1 represents group without microalgae; CK2 represents group with microalgae inactivated.

如圖3（a）所示，接種三角褐指藻23 d后，CIP的去除效果與鹽度呈負(fù)相關(guān)，最終10‰、20‰和30‰鹽度下去除率分別為（95.1±0.84）%、（83.8±0.56）%和（67.4±0.29）%。然而，在不含微藻的空白組中CIP的濃度并沒(méi)有顯著變化，說(shuō)明鹽度主要通過(guò)影響微藻的生物作用改變CIP的環(huán)境行為。由圖3（b）可知三角褐指藻在不同鹽度條件下的生長(zhǎng)情況，其中20‰和30‰鹽度下的生長(zhǎng)趨勢(shì)相似，實(shí)驗(yàn)組接種第40天后30‰的生長(zhǎng)量更高一些；10‰鹽度下，實(shí)驗(yàn)組生長(zhǎng)量以第30天為節(jié)點(diǎn)急劇降低，50 d后趨于平緩，穩(wěn)定在0.5以下。3種鹽度水平下，空白組三角褐指藻的生長(zhǎng)量均高于實(shí)驗(yàn)組，而且空白組都呈現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)，其中10‰鹽度的OD680最低（P<0.05）。因而得知，低鹽度不利于三角褐指藻生長(zhǎng)。在本實(shí)驗(yàn)中30‰鹽度時(shí)，在CIP作用下，三角褐指藻長(zhǎng)勢(shì)迅速惡化。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行30 d后，10‰鹽度實(shí)驗(yàn)組的藻液由澄清透明變成乳白色渾濁，可能為細(xì)胞破碎胞內(nèi)物質(zhì)溶出所致。

2.4 光照強(qiáng)度影響實(shí)驗(yàn)

培養(yǎng)箱設(shè)置的光照強(qiáng)度33%、66%和100%分別大致對(duì)應(yīng)3 000、4 000和7 000 lx。無(wú)微藻空白對(duì)照組CIP的去除率隨光照強(qiáng)度的增加略有增加，光解去除率最高不足5%（圖4（a））。在含微藻的處理組中，低光照強(qiáng)度（33%）對(duì)CIP的去除率最高為（65.4±0.85）%，中、高光照強(qiáng)度66%和100%去除率分別為（56.0±0.48）%和（56.6±1.66）%。可見(jiàn)，增大光照強(qiáng)度并不會(huì)促進(jìn)三角褐指藻對(duì)CIP的降解過(guò)程。弱光條件下，CIP對(duì)藻細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用最明顯（圖4（b））。不存在CIP時(shí)，弱光條件下OD680最高，中等光照強(qiáng)度次之，可能高光照強(qiáng)度抑制了光合作用。暗處理組用鋁箔紙完全包裹瓶體，鋁箔紙會(huì)因?yàn)榕囵B(yǎng)基海水蒸發(fā)被腐蝕，發(fā)現(xiàn)透光后及時(shí)更換。所以，暗處理組的微藻緩慢增殖以及CIP的去除率逐漸升高是不可避免的。

2.5 抗生素初始濃度影響實(shí)驗(yàn)

三角褐指藻對(duì)CIP的去除率（52.7±0.84）%～（71.8±2.05）%隨CIP初始濃度的升高而降低（圖5（a））。接種微藻10 d，100 μg·L-1CIP的去除效率比1 000 μg·L-1高3.2倍。至90 d時(shí)，高濃度CIP的去除仍未達(dá)到平衡。由圖5（b）得知，抗生素處理組的生物量均低于空白對(duì)照組，不同濃度的CIP對(duì)微藻的生長(zhǎng)都有抑制作用，OD680降低了（13.1±6.94）%～（19.1±5.52）%。

3 討論（Discussion）

本文從海水養(yǎng)殖餌料微藻降解處理抗生素的角度，考察了三角褐指藻對(duì)CIP的去除過(guò)程和不同因素的影響。在不含微藻的空白對(duì)照組中CIP去除率非常低，非生物作用有限[14,22]。這可能由于CIP具有疏水特性[15]，水解作用甚微。然而，有研究者認(rèn)為CIP對(duì)光敏感，在水環(huán)境中半衰期較短，主要靠光解作用被去除[23]。例如，自然光照72 h鹽酸環(huán)丙沙星在自來(lái)水中約去除80%[24]；在不含藻的反應(yīng)液中CIP經(jīng)紫外照射2 h后的降解率為46.58%[25]。本實(shí)驗(yàn)所得現(xiàn)象與前述研究結(jié)果有較大差別，可能是因?yàn)榍罢哐芯康氖堑到y(tǒng)，而本實(shí)驗(yàn)是以海水培養(yǎng)基為環(huán)境介質(zhì)。大多數(shù)抗生素分子都含有羧基、羥基或氨基等可電離的基團(tuán)，在水溶液中不同解離形式的有機(jī)污染物理化性質(zhì)和毒性取決于污染物所處的水環(huán)境介質(zhì)的組成[26]。因此，CIP在海水中的環(huán)境化學(xué)行為可能不同于淡水系統(tǒng)。顯然，微藻的生物作用對(duì)去除CIP做出了重要貢獻(xiàn)。三角褐指藻對(duì)CIP的去除過(guò)程符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，同大多數(shù)微藻去除抗生素的規(guī)律一致[11,14,27]。但是，三角褐指藻并不能快速去除CIP。因此，本文繼續(xù)探究了pH、光照強(qiáng)度、鹽度和抗生素濃度的影響規(guī)律。

圖4 光照強(qiáng)度對(duì)CIP去除率（a）和三角褐指藻OD680（b）的影響注：CK1為無(wú)微藻；CK2為微藻滅活。Fig. 4 Effects of light intensity on removal rate of CIP （a） and OD680 of P. tricornutum （b）Note: CK1 represents group without microalgae; CK2 represents group with microalgae inactivated.

圖5 抗生素初始濃度對(duì)CIP去除率（a）和三角褐指藻OD680（b）的影響Fig. 5 Effects of initial antibiotic concentration on removal rate of CIP （a） and OD680 of P. tricornutum （b）

藻類(lèi)生長(zhǎng)體系的pH可介導(dǎo)某些離子抗生素的水解[28]。大多數(shù)抗生素具有酸性和/或堿性，其電離狀態(tài)受溶液pH和酸性解離常數(shù)（pKa）控制[29]。CIP含有多個(gè)可電離基團(tuán)，存在4個(gè)pKa值：3.0、6.1、8.7和10.6[29]。羧基在pH>6.1時(shí)開(kāi)始解離，氮原子在pH<8.7時(shí)開(kāi)始質(zhì)子化[23]。在pH為6.5、7.5和8.5時(shí)，CIP主要以H2CIP+的形式存在[23]。有研究認(rèn)為CIP處于兩性離子狀態(tài)最容易發(fā)生光解，而在pH為3.0～4.0的溶液中穩(wěn)定性增加[30-31]。本實(shí)驗(yàn)之所以得到不同的結(jié)果，可能是因?yàn)樵趐H為6.5～8.5范圍內(nèi)，CIP同時(shí)帶正電荷和負(fù)電荷，削弱了其對(duì)微藻細(xì)胞的吸附親和性[23]。而生物過(guò)程發(fā)揮著主導(dǎo)作用，即使堿性環(huán)境利于非生物降解，但無(wú)法決定CIP最終的歸趨。微藻細(xì)胞表面具有呈電負(fù)性官能團(tuán)[32]，pH值越低，CIP質(zhì)子化程度越高，越容易被微藻細(xì)胞吸附，進(jìn)一步加速了CIP的生物降解過(guò)程。此外，pH變化對(duì)三角褐指藻的生長(zhǎng)有著顯著影響。據(jù)報(bào)道，三角褐指藻在低pH環(huán)境中，生長(zhǎng)速率提高5.2%[33]；當(dāng)pH超過(guò)9.0時(shí)，比生長(zhǎng)速率下降[34]。由此可見(jiàn)，高堿度超出微藻耐受范圍后會(huì)抑制其生長(zhǎng)，弱酸性環(huán)境更有利于三角褐指藻降解去除CIP。

鹽度脅迫下形成的滲透壓會(huì)影響微藻細(xì)胞對(duì)脂質(zhì)、碳水化合物和蛋白質(zhì)的合成和積累，改變微藻的生理生化特性以及生長(zhǎng)規(guī)律[11]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明低鹽度不利于三角褐指藻生長(zhǎng)。相似的，葉麗等[35]發(fā)現(xiàn)，三角褐指藻誘變株MP-2在10‰鹽度條件下的生物量明顯低于20‰和30‰鹽度條件下的生物量。低鹽度處理組卻得到了最高的CIP的去除率。這可能是因?yàn)槿芤褐械腘a+能夠與藻細(xì)胞表面的羥基結(jié)合[11]，低鹽環(huán)境中Na+和CIP之間的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用減弱，從而促進(jìn)了下一步生物吸收和降解過(guò)程的進(jìn)行。天然海水的鹽度一般在30‰右左，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，自然海洋環(huán)境不利于三角褐指藻去除CIP。

在光照影響實(shí)驗(yàn)中，含抗生素的處理組中，三角褐指藻OD680隨光照強(qiáng)度的變化關(guān)系為66%>100%>33%。類(lèi)似的，研究發(fā)現(xiàn)隨著光照強(qiáng)度的增加，三角褐指藻誘變株MP-2的生物量先增加后降低[35]。抗生素處理組和空白對(duì)照組在不同光照強(qiáng)度下的OD680均相差僅0.1左右，體現(xiàn)了三角褐指藻具有較強(qiáng)的光適應(yīng)機(jī)制。據(jù)報(bào)道，三角褐指藻在光限制條件下可以通過(guò)增加葉綠素含量提高光合效率，在廣泛光照范圍內(nèi)比生長(zhǎng)速率變化不大[36-37]，即使光照強(qiáng)度超過(guò)光飽和點(diǎn)后，也不會(huì)出現(xiàn)明顯的光抑制現(xiàn)象[38]?？赡芤?yàn)槿豕鈼l件下三角褐指藻的光合作用更強(qiáng)，誘導(dǎo)產(chǎn)生更多的活性氧，所以CIP去除率更高。在空白對(duì)照組中，33%光照下生物量最高，與處理組對(duì)比可看出弱光條件下CIP對(duì)三角褐指藻的生長(zhǎng)抑制作用最強(qiáng)。

CIP去除率與初始濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但最低濃度在90 d內(nèi)也沒(méi)有完全去除，再次驗(yàn)證了CIP的持久性特點(diǎn)。CIP對(duì)多種微藻都表現(xiàn)出毒性效應(yīng)。Xiong等[14]發(fā)現(xiàn)CIP濃度增大會(huì)顯著抑制衣藻C.mexicana的生長(zhǎng)。連鵬等[39]發(fā)現(xiàn)高濃度的鹽酸環(huán)丙沙星對(duì)亞心形扁藻的生長(zhǎng)有明顯的抑制作用，且呈現(xiàn)出濃度-效應(yīng)關(guān)系。劉濱揚(yáng)[40]發(fā)現(xiàn)CIP對(duì)羊角月牙藻的生長(zhǎng)速率、葉綠素合成、光合系統(tǒng)等生長(zhǎng)和生理代謝均有抑制作用。低于1 mg·L-1的CIP對(duì)三角褐指藻都表現(xiàn)出生長(zhǎng)抑制作用，但生長(zhǎng)趨勢(shì)一致，反映了三角褐指藻對(duì)CIP具有較強(qiáng)的耐受能力。

在影響因素實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常檢測(cè)到無(wú)微藻的空白對(duì)照組CIP濃度高于初始值，可能是儀器狀態(tài)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差所致，并未對(duì)其他處理組CIP濃度的變化趨勢(shì)產(chǎn)生明顯影響。綜合pH、鹽度、光照和抗生素濃度4個(gè)因素對(duì)三角褐指藻去除CIP的影響，在改變鹽度時(shí)，CIP去除率變化幅度最大，且在10‰鹽度條件下獲得最大去除率為（95.1±0.84）%。由此可見(jiàn)，鹽度影響最顯著。

根據(jù)本文研究，三角褐指藻在弱酸、低鹽和弱光環(huán)境中才能更高效地去除微濃度CIP。而自然海水呈弱堿性且鹽度高，為CIP在海水中穩(wěn)定存在創(chuàng)造了條件。因此，需要繼續(xù)探究CIP對(duì)三角褐指藻的生長(zhǎng)抑制作用，提高三角褐指藻的耐受性和降解能力，探索更高效的CIP生物降解方法。