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

（麗江市質量技術監督綜合檢測中心，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

（麗江市質量技術監督綜合檢測中心，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用進行了展望，以期消除環境污染，提高螺旋藻的應用價值。

重金屬；程海螺旋藻；環境污染；微量元素

隨著現代社會環境污染加劇，人們對重金屬造成的環境污染引起了重視。在水體中有很多藻類，絕大多數重金屬都會影響這些藻類，不僅會影響到藻類的正常生長，還會對水體環境和人們的身體健康造成嚴重影響。基于此，對重金屬對程海螺旋藻生長影響進行研究，具有重要的現實意義。

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，是一種較早出現的光合生物。同時，螺旋藻中還含有大量的蛋白質和氨基酸，富含維生素、微量元素、多糖、Y-亞麻酸等活性物質，具有較高的醫療保健價值，也是較少成功進行規模化培養的微藻。研究表明，不同的重金屬在螺旋藻生長中進行應用會產生不同的影響。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用保健價值，進而將螺旋藻應用于重金屬污染治理當中，有效保護環境。

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。通過相關研究人員對鎘這一重金屬在螺旋藻生長影響研究中發現，不同濃度的鎘會對螺旋藻生長造成不同程度的影響，主要體現在限制螺旋藻直線突變株成長，尤其是在鎘的質量濃度為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，鎘在發揮作用時，螺旋藻對質量濃度較低的鎘具有較為穩定的耐受力和攝取能力，因此，可以將螺旋藻應用于質量濃度較低的鎘重金屬水體中。如果將螺旋藻作為醫療保健用品，則需要對螺旋藻中含有的鎘含量作為重要檢測指標之一，以確保螺旋藻應用于不同領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，還能夠發揮其醫療價值，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和醫療價值。因此，通過螺旋藻生長對有機硒發揮富集作用，可以生產和開發更多具有高價值的保健品。通過相關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。硒的質量分數在0.4 mg/g時，螺旋藻的光譜特性也沒有發生任何改變。相關研究表明，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，硒的質量分數可以達到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中，經過研究發現，硒在蛋白質中的質量分數可以達到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，結果顯示發生了變化。

2.3 鉛對螺旋藻生長造成的影響

相關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現，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。再研究發現，在螺旋藻的生長中，鉛的質量濃度超過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

經過研究發現，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，沒有發生明顯的變化。但當螺旋藻中汞的質量濃度升高至0.05 mg/L時，螺旋藻生長速度明顯減慢，出現了較為明顯的毒害現象，具體體現在螺旋藻藻葉變色上，到第二天時，螺旋藻已經不生長，藻體已經全部死亡。

2.5 鉻對螺旋藻生長造成的影響

通過經典Zarrouk培養基，鉻的質量濃度在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。在這一狀態下，持續增加鉻的質量濃度，直至10 mg/L，螺旋藻生長明顯遭到抑制，生長速度減慢。在螺旋藻生長的環境中，鉻的質量濃度達到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

通過經典Zarrouk培養基，銅的質量濃度在0.01～0.02 mg/L。通過相關研究表明，在螺旋藻正常生長中，銅的質量濃度保持在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價值。

隨著銅濃度的增加，銅對螺旋藻生長發揮的抑制作用也更加明顯，具體表現在螺旋藻生長速度減慢，直至藻體全部死亡。在研究中發現，當藻體中銅的質量濃度達到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

通過經典Zarrouk培養基，錳的質量濃度約為0.5 mg/L。在螺旋藻正常的生長環境中，當錳的質量濃度超過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，尤其是錳的質量濃度超過20 mg/L時，限制率達到了50%以上。經過研究發現，在螺旋藻的生長環境中，錳重金屬的質量濃度達到15.98 mg/L時，螺旋藻對錳的富集作用最強，富集系數可達到600倍以上。

2.8 鋅對螺旋藻生長造成的影響

通過經典Zarrouk培養基，鋅的質量濃度約為0.05 mg/L。在螺旋藻正常生長環境中，當鋅的質量濃度超過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，富集系數超過了120倍。但當鋅的質量濃度超過10 mg/L時，螺旋藻生長速度明顯減緩。

3 結束語

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。螺旋藻對重金屬發揮的富集作用可促使螺旋藻營養價值的升高。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〕