典型性微量金属元素对藻华的激励趋势探讨
摘要:Fe,Mn,Zn等典型性微量营养元素对藻类增殖的影响是探讨藻华成因分析的重要内容．通过设计系列正交实验，研究代表性微量元素Fe,Mn,Zn对常见藻华生物(蓝藻、绿藻)的影响，结果表明：P,Fe,Mn,Zn的浓度变化对藻生长速率激励效果明显，显著性顺序依次为：Zn﹥P﹥Fe﹥Mn．通过单独添加Fe,Mn,Zn的方法进一步进行了藻增长潜力实验．结果表明：在Fe,Mn,Zn浓度分别为0.20mg/L, 0.13mg/L, 0.033mg/L时，藻类生长速率达到最大值，低于该浓度时，金属离子浓度与藻类生长速率、生物量呈正相关；高于该浓度时，金属离子浓度与藻生长水平呈反相关；拟合Fe,Mn,Zn浓度与藻生长速率之间的数值关系，分别得到相关系数为0.93, 0.87, 0.90的回归方程；根据微量元素与藻类生长速率之间的相关性，可以对藻华的爆发时间或程度进行一定精度的预测．正交实验中，锰的激励作用受微量元素之间的竞争性抑制而被消弱，反映出锰的作用机理比较复杂，有待于深入研究．
关键词: 微量金属元素；藻华；生长速率；生物量；激励
有害藻华的发生对当地的经济、生态、人类身体健康造成严重危害，寻找有害藻华的诱发因素成为人们共同努力的目标．长期以来，关于藻华(赤潮)成因的研究均侧重于N,P及N:P比对藻类生长速率及最终生物量的影响评估方面，直到上世纪80年代，Martin, J.H等人在北太平洋发现在高营养低叶绿素(HNLC)的水体，浮游生物产量与铁(Fe)相关，以及后来在北太平洋、赤道地区、瑞典内陆湖泊等地区陆续发现铁对初级生产力有所限制后，人们越发清晰的认识到微量元素在藻华(赤潮)形成过程中的重要性 [1-4]．
最近20年来，人们在探寻微量元素与藻华因果关系方面取得了一系列的成果，对可能诱发藻类增殖的微量元素种类及每种元素的作用机理进行了细致的分析和深入的揭示，目前的研究成果主要体现在生物学的微观角度，已经发现：铁是叶绿素合成中某些酶或酶辅基的活化剂，补充铁可以提高藻类各种酶的活性；适量锰可加快藻类光合速率；Cu2+作为藻类呼吸和光合作用中多种酶的辅助因子，能提高酶的表达量；锌可促进各种酶的活性 [5-13] ．
这些研究在水处理研究领域则意味着：金属离子可能在藻华爆发中发挥积极的作用．但关于这些微量营养发挥作用的程度，与常规营养因素影响的比较，以及各种金属对藻类产生不同生物促进作用(促进或抑制)的浓度限值还很少报道，而这方面的研究对于深化认识藻华诱发机理，为藻华的防控提供科学依据至关重要．
Fe, Mn和Zn三种元素因分布广泛及高度可生物利用，本研究中作为微量元素中的代表，结合常规营养磷(P)，设计正交实验，比较P与Fe,Mn,Zn影响的显著关系，并通过单因素实验分析不同的Fe,Mn,Zn对不区分藻种的混合群体的作用效应，为富营养化水源藻华的预警和防控提供技术保障．
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