62Dm(大型水蚤)食藻虫生物株助力湖泊生态修复

中国环境学会  2011年 03月30日

  高世荣 潘力军  (中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所,北京,100050)
     
  [摘 要] 采用室内受控生态系统的实验方法,研究了富营养化水体中62Dm (大型水蚤)食藻虫生物株对藻类生长的控制作用。通过食藻虫种群的壮大来遏制浮游植物的发展,从而降低藻类生物量,提高水的透明度,最后达到改善水质的目的。并逐步连接恢复从沉水植物、微生物、水生昆虫到鱼等湖泊原有生态食物链,恢复水体生态系统的良性循环和自净能力。试验结果表明,食藻虫食藻效果十分显著,能有效减少蓝细菌以及铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生物量,自然环境稳定性良好,易于操控。
   
  关键词:食藻虫    浮游植物   藻类  甲基汞
   
  62Dm (Daphnia magna sp) food algae insect biology boost lake ecology repair     Gao Shirong .Pan Lijun
  (Chinese Center for Disease Control and Prevention environment and health related product security institute, Beijing, 100050)  
  [abstract] uses indoor is controlled the ecosystem the experimental technique, has studied in the eutrophication water body 62Dm (Daphnia magna sp) food algae insect biology the control action which grows to the algae. Contains the plant plankton through the food algae insect population's strength the development, thus reduces the algae biomass, enhances the water the transparency, finally achieves the improvement water quality the goal. And connects gradually restores from the submerged plant, the microorganism, the aquatic insect to lake original ecology food chain and so on fish, restores the water body ecosystem the positive cycle and automatic depuration ability. The test result indicated that eats the algae insect food algae effect to be very remarkable, can reduce the cyanobacteria as well as the verdigris microcyst algae effectively (Microcystis aeruginosa) the biomass, the natural environment stability is good, easy to control.   
  key word: Eats the algae insect  Plant plankton  Algae  methyl mercury
   
  富营养化已成为全球关注的问题。由富营养化引发的水华会进一步加重水体污染。水华不仅导致水产养殖业蒙受经济损失,同时也破坏水域生态景观,导致生态系统失衡,危害人体健康。因此如何有效控制有害藻类一直是人们关注的领域。目前湖内藻类控制技术主要有物理法、化学法和微生物抑藻、动物捕食法、生物操纵法等。62Dm生物株食藻虫是个体相对较大,最大体长5·4毫米。食藻虫虽然是一个低等动物,但它的构造复杂,体内存在有各种功能的内部器宫,因此国外学者称他为十大器宫具全的动物。食藻虫繁殖速度很快,可大量吞食藻类植物,据有人报导一个食藻虫一昼夜能沪取小球藻的数量为3O万个。治理水面藻类污染,同时食藻虫的营养价值很高,氨基酸和活性物质的含量比蔬菜高20倍,是鱼类的3倍,体内含有大量蛋白质,含量竞高达其本身干重的4O一6O%。按干重百分数蛋白质含量为44·6l、脂肪含量5·l5、碳水化合物含量l6·75、灰分33·49。是鲢鳙等经济鱼类的主要饵料,目前利用浮游动物进行水体富营养化控制己有一些成功的案例。如在美国的Michigan湖、Tuesday湖和Peter湖[1],以及捷克的Rimoy水库[2],都有研究者进行实验并取得理想效果,国内也有相关的资料报导[3]。然而,利用浮游动物控制藻类生长及吸附富集水中有害物的研究未见报导。本文通过室内受控生态系统的实验方法,研究浮游动物对藻类生长的控制及吸附富集水中有害物。为湖泊生态修复提供依据


  一、材料和方法


  食藻虫(属枝角类、甲壳纲)是62年采自北京动物园水池中,经分类鉴定后,用孤雌生殖法获取食藻虫的单克隆纯品系,以渌藻为饵进行培养,获得纯品系62Dm(大型水蚤) 食藻虫生物株。汞的测定是采用色谱法进行分析测定.


  二、结果和讨论
 

  1, 食藻虫吞食藻类结果
  在铜绿微囊藻和篮绿藻生长繁殖到一定浓度的情况下放入食藻虫,从 图1、图2中看出食藻虫对篮藻的吞食很明显,在原藻浓度的情况下24h吞食铜绿微囊藻为27,047,000个藻,48h、72h分别为27,963,000个藻和28,,341,000个藻。而对篮绿藻24h吞食藻的浓度为1,074,000个藻,48h、72h分别达到1,305,000个藻和1,485,000个藻。可见食藻虫不仅喜欢吃蓝藻,而且被吞食后的水变清,改变了水体的理化性质,抑制铜绿微囊藻和篮绿藻的生长,增加了水体透明度,改善水质。
        表l 食藻虫对蓝藻的吞食效果

  藻种类

 

         吞食藻浓度(个藻/L)

藻原浓度(个藻/L)

24h

48h

72h

备注

 

铜绿微囊藻

29250000

27047000

27963000

28341000

 

篮绿藻

1650000

1074000

1305000

1485000

  2,食藻虫对水中污染物的吸附富集
  表2食藻虫对甲基汞的吸附富集(mg/kg)                                                                                         
  富集时间(h)     通过食物链富集      自水中富集             
  对照组           未检出              未检出
    3                  0.184                             0.565
  6                 0.247                            0.708
  12               0.431                            0.900
  24               0.801                            1.26
  48                1.511                            2.72
  72                  ---                               3.75
  96                  ---                               3.92
                                                                                                                               
  有1.38mg/kg甲基汞的栅藻喂养食藻虫,食藻虫通过食饵对甲基汞有一定吸附富集,虫体中甲基汞含量随时间的延长逐渐增加,48h体内甲基汞含量1.51mg/kg,浓缩系数为1.511。将食藻虫放入含0.001mg/L甲基汞的溶液中,定时取样测定其体内甲基汞含量,实验表明,食藻虫自水中直接吸附富集甲基汞的能力也很强。48h体内甲基汞含量为2.72mg/kg。可见食藻虫不仅喜欢吃蓝绿藻、铜绿微囊藻,而且被吞食后的水变清,改变了水体的理化性质,抑制蓝绿藻、铜绿微囊藻的生长,增加了水体透明度。总之食藻虫还可转化蓝藻毒素,净化水质,清除蓝藻。


  小结
 

  1, 食藻虫(大型水蚤)是一种功能经过改良的滤食性枝角类,是经过驯化的浮游动物,它可以在各种恶劣的藻水环境中生长繁殖,比野生枝角类个体大得多,食藻效果十分显著。自然环境稳定性良好、易于操控。且对水中污染物也有一定吸附富集作用。
  2, 食藻虫(大型水蚤)具有爆炸性繁殖的机能,在消化蓝绿藻的同时,还会释放酸性的粪便和代谢产物,抑制微囊藻等单胞藻的再生,既增加了湖水水体透明度,又可以增加湖水水质弱酸性,促进沉水植物的萌发和生长,将给污染严重的藻型化湖泊转变为生命力旺盛、水质清澈的草型化湖泊带来巨大希望。
  3, 食藻虫(大型水蚤)置于蓝绿藻水域的围隔中或是移动网箱中,待该水域的蓝绿藻消除后将网箱移到其它蓝绿藻存在的水域。接着种植苦草、睡莲等各类挺水植物、浮叶植物及沉水植物,形成“水下小森林”,吸收过量的氮、磷物质,从而通过营养竞争作用,抑制蓝藻繁殖生长。另一方面,发挥这些植物天然的自净能力,优化水体水生生物的多样性,逐步恢复原有的水生生态系统。
   
  参考文献
  [1] CARPENTER SR,KITCHELLJF,Consumer control of lake productivity[J]Bioscience,1988,38:764-769
  [2]   JAROMIR S Jan K , Long-term biomanipulation of rimov reservoir (Czech republic) [J].Hydrobiologia, 1997, 345: 95-108
  [3]   张丽彬,等,富营养化水体中浮游动物对藻类的控制作用,生态环境学报2009,18(1):64-67.
   
  作者简介:高世荣(1953-),男,毕业于广州中山大学生物系, 主要从事生态毒理学的研究,现副主任技师。
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