重金属镉胁迫下胞外聚合物在小球藻脱氮除磷过程中的作用

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1、２０１扣刖５１５唯学巧代码学号—１０５３０密级分类号Ｘ５０３竺丑、舶渾硕±学位论文重金属福胁迫下胞外聚合物在小球藻脱氮除權过程中的作用学位申请人陈叛葛飞教授指导教师＿＿化工学院学院名称学科专业环境科学与工奪研究方向废水处理新技丞二零一五年六月五日RoleofextracellularpolymericsubstancesfromChlorellavulgarisintheremovalofammoniumandorthophosphateunderthestre

2、ssofCadmiumCandidateChenBiaoSupervisorProfessorGeFeiCollegeCollegeofChemicalEngineeringProgramEnvironmentalScienceandEngineeringSpecializationNewTechnologyinWastewaterDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune5th,2015淋潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研

3、究所取得的研究成果。除了文中特别加＾＞１标注引用，、的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，巧已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名日期；寺月Ｍ日抑学位论文版权使用授巧书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可臥将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可ｙｊｉ采用影印、缩巧或扫描等复制手段保存

4、和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名日期；＞？《年月／／日＾导师签名：曰期＜年＾月／曰ＩＶ心４＾／摘要基于藻类的生物膜技术具有脱氮除磷的优势，在城镇污水处理中具有应用前景，但污水中的重金属等毒物可影响藻细胞及其胞外聚合物（EPS）。EPS是藻类等生物在特定环境下产生的高分子物质，具有多种生物作用，而目前对于EPS在重金属胁迫藻类脱氮除磷过程的作用及机制尚不明晰。本文以小球藻（Chlorellavulgaris）为研究目标，以镉为重金属代表，在考察镉胁迫对小球藻脱氮除磷效率影响的基础上，探明镉胁迫下氮、磷、镉在EPS及

5、藻细胞内的分布；明确镉胁迫下EPS的产生特性及其与脱氮除磷效率之间的关系。论文主要得到了以下的研究结论：（1）Cd2+对小球藻生长具有较强的毒性效应，其96h-EC50值为1.17mg/L。低浓度的Cd2+（<0.1mg/L）能促进小球藻的生长、酯酶活性和脱氮除磷效率，而高浓度的Cd2+（>0.5mg/L）则会产生抑制效应。Cd2+浓度为1.0mg/L时，6天实验周期中小球藻的平均生长速率是3.29×105cells/(mL*d)，为无Cd2+对照组的59.4%。在1.0mg/LCd2+胁迫下，小球藻对氨氮（NH+3-4-N）和正磷酸盐（PO4-P）去除率

6、仍然能保持在对照组（分别为68.0%和50.5%）的62.6%和64.9%，单个+-N和PO3-藻细胞对NH44-P的去除量也能保持在对照组的69.3%和62.5%。酯酶活性的实验结果表明，EPS对Cd2+胁迫小球藻脱氮除磷中具有缓解毒性作用。（2）在1.0mg/LCd2+胁迫下，溶解态EPS（S-EPS）中总氮（TN）和总磷（TP）的含量分别减少至6.15mg/L和1.44mg/L，相比于对照组增加了56.8%和30.7%；结合态EPS（B-EPS）中TN和TP的平均含量分别为0.27mg/L和0.18mg/L，比对照组高26.8%和27.5%；处理组中

7、单个藻细胞内TN和TP的含量增加至1.39×10-6mg/L和0.20×10-6mg/L，为对照组的82.5%和79.9%。Cd2+在EPS及细胞内的分布表明，EPS（尤其是B-EPS）可作为细胞的防护栏障阻止Cd2+进入细胞。在1.0mg/LCd2+胁迫下，55.4%的Cd2+分布在B-EPS中，仅有19.5%分布在S-EPS中。此外，Cd2+胁迫减慢了EPS中氮、磷的扩散速率以及藻细胞对氮、磷的吸收速率，但NH+3-4-N和PO4-P扩散的平均速率仍然分别保持为对照组的65.8%和64.1%；藻细胞对NH+3-4-N和PO4-P的吸收速率也能保持在对照

8、组的62.0%和56.2%。（3）1.0mg/LCd2+胁迫加速了