微藻生物標(biāo)志物在缺氧海水中降解的模擬研究.pdf

1、近幾十年來，一些近岸海區(qū)底層海水季節(jié)性的低氧/缺氧現(xiàn)象日益嚴(yán)重，威脅著河口/近海與陸架淺海生態(tài)系統(tǒng)的安全。季節(jié)性缺氧區(qū)也逐漸成為生物地球化學(xué)和環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)區(qū)域。近些年來，我國(guó)一些主要河口及附近海域如長(zhǎng)江口、珠江口經(jīng)常出現(xiàn)的季節(jié)性缺氧現(xiàn)象，伴隨著頻繁發(fā)生的赤潮，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。研究有機(jī)物在這些環(huán)境中的降解，對(duì)研究近海碳循環(huán)和海洋環(huán)境保護(hù)有重要意義。
　　本研究以中國(guó)近海常見的赤潮藻中肋骨條藻為研究對(duì)象，通過建立一系列

2、模擬實(shí)驗(yàn)，追蹤該微藻中的多種脂類生物標(biāo)志物在不同缺氧環(huán)境海水中的降解行為，模擬有機(jī)物在中國(guó)近海缺氧海水中的降解過程。通過調(diào)配空氣，氮?dú)夂虲O2體積比例建立氧飽和度分別為0％，25%，50%和100%不同程度的缺氧環(huán)境，并在這些環(huán)境中對(duì)指數(shù)生長(zhǎng)后期的中肋骨條藻進(jìn)行系列培養(yǎng)。在不同的培養(yǎng)時(shí)間下從模擬培養(yǎng)的藻樣中分別提取出其中的中性脂類和脂肪酸類化合物，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）分析測(cè)定它們的含量，追蹤培養(yǎng)周期內(nèi)脂類化合物濃度隨時(shí)

3、間的變化情況并計(jì)算出降解速率常數(shù)。結(jié)果表明：海水體系中氧氣的含量對(duì)微藻脂類標(biāo)志物（中性脂和脂肪酸）降解有重要影響。（1）不同環(huán)境體系中，氧飽和度越高，脂類有機(jī)物降解越快，相應(yīng)降解度也越高。培養(yǎng)結(jié)束時(shí)（T=90天），0%含氧組中仍有一定的殘留，且甾醇類殘留百分量相對(duì)較高；而含氧組中降解程度均較高，甚至完全降解。（2）通過代入有機(jī)物降解經(jīng)典的multi-G模型，對(duì)中肋骨條藻中多種脂類化合物的降解進(jìn)行模擬并計(jì)算它們的降解速率，結(jié)果顯示，培養(yǎng)周

4、期內(nèi)（90天）中性脂的平均降解速率常數(shù)為0.019 d-1~0.31d-1，脂肪酸的平均降解速率常數(shù)0.15 d-1~0.46 d-1。而且多數(shù)中性脂和脂肪酸的降解速率常數(shù)Kav與含氧量（氧飽和度）的相關(guān)性結(jié)果顯示兩者呈線性正相關(guān)關(guān)系，表明氧飽和度對(duì)海水中有機(jī)物降解影響的顯著性不同。（3）通過進(jìn)一步計(jì)算和對(duì)比各種脂類化合物在不同含氧體系中降解速率常數(shù)與無(wú)氧體系降解速率常數(shù)比值（Ε）發(fā)現(xiàn)，不同含氧體系中的同一化合物Ε值隨含氧量的升高而變大

5、，氧飽和度100%體系中的十六烷醇和菜籽甾醇值較高，分別為6.31和7.21；脂肪酸類化合物的Ε值也有類似變化趨勢(shì)，但各不同含氧體系中脂肪酸的Ε值（100%含氧組的最高值僅為2.85）明顯低于相應(yīng)含氧體系的中性脂的Ε值。結(jié)果說明，氧氣量的改變對(duì)中性脂化合物降解影響更大，且相同環(huán)境中有機(jī)化合物自身結(jié)構(gòu)的差異也導(dǎo)致它們有不同的降解行為。（4）相同氧飽和度體系中，脂肪酸化合物的降解速率Kav要高于中性脂化合物，表明脂類化合物自身結(jié)構(gòu)以及環(huán)境中