1.4浮游藻類對多環(huán)芳烴富集的意義

藻類對PAHs富集的重要意義表現(xiàn)在:①富集程度決定多環(huán)芳烴在細(xì)胞作用位點(diǎn)的濃度。而濃度是決定PAHs對藻類毒性大小的決定性因素;②PAHs在浮游藻類中的富集可在一定程度上減少對其它生物的直接影響:③藻類對多環(huán)芳烴的富集是毒物物理轉(zhuǎn)移的重要途徑.可通過食物鏈在高濃度水平上轉(zhuǎn)移多環(huán)芳烴;④藻類能通過縮短污染物與浮游藻類間的距離而提高目標(biāo)PAHs的生物有效性，對PAHs的降解產(chǎn)生促進(jìn)作用。目前有關(guān)藻類對PAHs富集的相關(guān)研究開展不多。較早的有SOTO等研究了衣藻對萘的富集和釋放，發(fā)現(xiàn)藻培養(yǎng)在含萘質(zhì)量濃度為30 mg/L的培養(yǎng)基密閉試管中，到7d達(dá)到最高富集量，此時(shí)把藻轉(zhuǎn)移到純凈培養(yǎng)基中，藻能迅速釋放出萘。洪有為等發(fā)現(xiàn)中肋骨條藻和菱形藻可快速地吸附菲和熒蒽，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長.培養(yǎng)液中菲和熒蒽的含量呈逐漸下降趨勢。

1.5實(shí)驗(yàn)方法

應(yīng)用了unisense氧微電極和pH微電極，所使用的氧微電極尖端直徑都為10微米、PH電極的尖端直徑都為100微米，所使用的電極都經(jīng)過了兩點(diǎn)矯正法獲取了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，其中的氧氣濃度以及pH是在定制通入的流動海水的系統(tǒng)中，結(jié)合解剖顯微鏡測試束毛藻周圍環(huán)境剖面的氧氣濃度以及pH值，了解藻類對PAHs的降解機(jī)理和環(huán)境因子對降解過程的影響。

2藻類對多環(huán)芳烴的降解

2.1藻類對多環(huán)芳烴的降解特征及機(jī)制

與細(xì)菌和真菌等微生物相比，浮游藻類對水體中PAHs降解的相關(guān)研究開展的較少。比較早的有CERNIGLIA等在1982年的研究，研究表明l8個(gè)不同門類的微藻，包括藍(lán)藻、硅藻、綠藻、紅藻等均對萘(NAP)均具有一定的降解能力，推測其分解代謝的基本途徑為:萘首先代謝為水楊酸，再轉(zhuǎn)化為鄰苯二酚。隨后進(jìn)入三羧酸循~(TCA1進(jìn)一步氧化開環(huán)徹底降解為二氧化碳和水，實(shí)現(xiàn)完全降解，其具體代謝途徑見圖2。

NARRO等的研究成果表明，Agmenellum qua.druplicatum PR一6可以通過單加氧酶途徑把菲降解成為9一甲氧基菲、單羥基菲和反式一9，10一雙羥基菲，且以后者為主要代謝產(chǎn)物:SCHOENY等的研究結(jié)果則表明羊角月牙藻、纖維藻、萊茵衣藻、眼蟲藻等可以不同程度地降解苯并。

浮游藻類對多環(huán)芳烴的降解，主要通過2種方式實(shí)現(xiàn):①以多環(huán)芳烴作為唯一碳源和能源;②多環(huán)芳烴與其它有機(jī)物質(zhì)以共代謝方式被降解。研究表明，藻體細(xì)胞首先通過生物轉(zhuǎn)化將PAHs轉(zhuǎn)化成易代謝的分子，然后通過礦化作用將有機(jī)代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成無機(jī)礦物質(zhì)。JUHASZ等的研究表明，羊角月牙藻通過類似于細(xì)菌的雙加氧酶途徑降解苯并芘。CHAN等2006年研究了羊角月牙藻對菲、芘和熒蒽的降解行為。發(fā)現(xiàn)單加氧和雙加氧途徑同時(shí)存在于羊角月牙藻細(xì)胞內(nèi)。羅麗娟等的研究成果進(jìn)一步證實(shí)了羊角月牙藻細(xì)胞中既存在單加氧酶，也存在雙加氧酶，對低環(huán)PAHs主要是采用單加氧酶系統(tǒng)進(jìn)行代謝，即藻體細(xì)胞通過單加氧酶，加一個(gè)氧原子到苯環(huán)上形成環(huán)氧化物，轉(zhuǎn)化為反式一二氫二醇后進(jìn)一步礦化:而對高環(huán)芳烴則主要采用雙加氧酶系統(tǒng)進(jìn)行代謝，通常認(rèn)為，藻類主要是利用雙加氧酶進(jìn)攻苯環(huán)形成鄰苯二酚，而后鄰苯二酚通過鄰位或間位雙加氧酶的作用裂解為粘康酸半醛或粘康酸，從而使苯環(huán)斷裂。催化鄰苯二酚內(nèi)開環(huán)即鄰位裂解的酶是鄰苯二酚1，2一雙加氧酶，而催化鄰苯二酚外開環(huán)即間位裂解的酶是鄰苯二酚2，3一雙加氧酶。藻類降解PAHs的機(jī)理示意圖具體見圖3。

2.2環(huán)境因素對藻類降解PAHs的影響

藻類對PAHs的降解受到諸多環(huán)境因素影響，如光照、溫度、pH值、PAHs、營養(yǎng)鹽和金屬離子濃度等(見圖3)，而降解的難易程度則取決于降解酶的適應(yīng)程度和多環(huán)芳烴化學(xué)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

2.2.1光照對水體中藻類的光合作用及其對多環(huán)芳烴降解率的影響

光照是藻類降解PAHs的一個(gè)重要影響因子.研究表明，PAHs不僅會對水體中藻類種群結(jié)構(gòu)和藻細(xì)胞的形態(tài)產(chǎn)生影響，還對藻類的光合系統(tǒng)中電子傳遞產(chǎn)生影響。同時(shí)能使類囊體膜氧化.并最終累積在光合膜上，影響藻類的光合作用。作為一種光敏化物質(zhì)，PAHs引起的生物學(xué)效應(yīng)通常與紫外線的輻射和由此引起的光敏化作用有關(guān)。唐學(xué)璽等的研究表明，PAHs對浮游藻類DNA的傷害作用會由于紫外線的輻射處理而加劇，這種傷害加重效應(yīng)是由于紫外線輻射處理會引起PAHs的光敏化作用，從而引發(fā)對生物有氧化傷害作用的活性氧的大量產(chǎn)生，加劇PAHs對浮游藻類的傷害。