重金属对程海螺旋藻生长的影响研究进展

杨 军，王艳菊，张江荣，杨文华

（丽江市质量技术监督综合检测中心，云南 丽江 674100）

重金属对程海螺旋藻生长的影响研究进展

杨 军，王艳菊，张江荣，杨文华

（丽江市质量技术监督综合检测中心，云南 丽江 674100）

对重金属对程海螺旋藻生长的影响进行了研究，主要是通过综述重金属镉、硒、铅、汞、铬、铜、锰、锌对螺旋藻生长的影响，并对螺旋藻在这些重金属环境中的生长和影响进行了具体分析和阐述，同时，对富含有益金属和有害金属的应用进行了展望，以期消除环境污染，提高螺旋藻的应用价值。

重金属；程海螺旋藻；环境污染；微量元素

随着现代社会环境污染加剧，人们对重金属造成的环境污染引起了重视。在水体中有很多藻类，绝大多数重金属都会影响这些藻类，不仅会影响到藻类的正常生长，还会对水体环境和人们的身体健康造成严重影响。基于此，对重金属对程海螺旋藻生长影响进行研究，具有重要的现实意义。

1 螺旋藻含义及意义

螺旋藻是一种带有丝状的微藻，呈螺旋状，又被称之为蓝细菌，是一种较早出现的光合生物。同时，螺旋藻中还含有大量的蛋白质和氨基酸，富含维生素、微量元素、多糖、Y-亚麻酸等活性物质，具有较高的医疗保健价值，也是较少成功进行规模化培养的微藻。研究表明，不同的重金属在螺旋藻生长中进行应用会产生不同的影响。重金属是影响螺旋藻正常生长和光合作用的因素之一，因此，对重金属对螺旋藻生长的影响进行了研究，以期提高螺旋藻的医用保健价值，进而将螺旋藻应用于重金属污染治理当中，有效保护环境。

2 不同重金属对螺旋藻生长的影响

2.1 镉对螺旋藻生长造成的影响

镉作为重金属之一，会对人体的健康造成重要影响。通过相关研究人员对镉这一重金属在螺旋藻生长影响研究中发现，不同浓度的镉会对螺旋藻生长造成不同程度的影响，主要体现在限制螺旋藻直线突变株成长，尤其是在镉的质量浓度为5～25 mg/L时，限制作用可以达到50%，且随着镉浓度不断递增，其限制作用也越大。同时，镉在发挥作用时，螺旋藻对质量浓度较低的镉具有较为稳定的耐受力和摄取能力，因此，可以将螺旋藻应用于质量浓度较低的镉重金属水体中。如果将螺旋藻作为医疗保健用品，则需要对螺旋藻中含有的镉含量作为重要检测指标之一，以确保螺旋藻应用于不同领域都能够起到很好的效果。

2.2 硒对螺旋藻生长造成的影响

硒是一种微量元素，是人体所必需的，不仅仅可以保证人体正常功能，还能够发挥其医疗价值，防治多种疾病。较高浓度的硒会影响生物的正常生长，特别是无机硒。而有机硒含有比较高的活性，螺旋藻在生长的过程中对有机硒进行吸收，可以提高螺旋藻的营养和医疗价值。因此，通过螺旋藻生长对有机硒发挥富集作用，可以生产和开发更多具有高价值的保健品。通过相关研究也证实了一定浓度的硒可以促进螺旋藻的生长速度，增加螺旋藻中生物量、蛋白含量。硒的质量分数在0.4 mg/g时，螺旋藻的光谱特性也没有发生任何改变。相关研究表明，将硒浓度升高至1 000 mg/mL时，能促进螺旋藻的生长。在螺旋藻中，硒的质量分数可以达到1.3 mg/g。同时，还可以在螺旋藻生长中分次增加硒，促使螺旋藻中的蛋白、维生素和类叶黄素等的增加。而螺旋藻中富含的硒就存在于蛋白质中，经过研究发现，硒在蛋白质中的质量分数可以达到0.27 mg/g。除此之外，还有的研究者对硒在螺旋藻蛋白吸收、荧光、红外、共振散射等光谱中的作用进行了分析，结果显示发生了变化。

2.3 铅对螺旋藻生长造成的影响

相关研究者对铅重金属对螺旋藻的生长造成的影响进行了多次分析发现，即使是浓度较低的铅对螺旋藻的生长都会造成严重的影响，制约螺旋藻的正常生长，且随着铅浓度的增加，这一制约作用就越明显。再研究发现，在螺旋藻的生长中，铅的质量浓度超过50 mg/L时，会对螺旋藻正常生长起到毒害作用。

2.4 汞对螺旋藻生长造成的影响

经过研究发现，不同浓度的汞对螺旋藻正常生长造成的影响不同。当螺旋藻生长中汞的浓度小于0.01 mg/L时，螺旋藻可正常生长，没有发生明显的变化。但当螺旋藻中汞的质量浓度升高至0.05 mg/L时，螺旋藻生长速度明显减慢，出现了较为明显的毒害现象，具体体现在螺旋藻藻叶变色上，到第二天时，螺旋藻已经不生长，藻体已经全部死亡。

2.5 铬对螺旋藻生长造成的影响

通过经典Zarrouk培养基，铬的质量浓度在0.02～0.05 mg/L。在螺旋藻生长的过程中，铬的浓度低于1 mg/L时，螺旋藻处于正常生长状态。在这一状态下，持续增加铬的质量浓度，直至10 mg/L，螺旋藻生长明显遭到抑制，生长速度减慢。在螺旋藻生长的环境中，铬的质量浓度达到50 mg/L时，螺旋藻不再生长，藻体全部死亡。

2.6 铜对螺旋藻生长造成的影响

通过经典Zarrouk培养基，铜的质量浓度在0.01～0.02 mg/L。通过相关研究表明，在螺旋藻正常生长中，铜的质量浓度保持在0.1 mg/L时，可以促进螺旋藻正常生长，提高藻类蛋白、维生素的含量等，螺旋藻也会增强对铜的富集作用，进而提高了螺旋藻的营养价值。

随着铜浓度的增加，铜对螺旋藻生长发挥的抑制作用也更加明显，具体表现在螺旋藻生长速度减慢，直至藻体全部死亡。在研究中发现，当藻体中铜的质量浓度达到1.9 mg/L时，藻体对铜的富集作用升高至120倍以上，极大程度地提高了螺旋藻的生长速度。

2.7 锰对螺旋藻生长造成的影响

通过经典Zarrouk培养基，锰的质量浓度约为0.5 mg/L。在螺旋藻正常的生长环境中，当锰的质量浓度超过0.5 mg/L时，螺旋藻生长速度明显提高，干燥中含有的锰金属量也不断增加，且在这一浓度环境中，螺旋藻对锰的富集作用也不断增强。

随着锰浓度不断升高，螺旋藻正常生长遭受到限制，尤其是锰的质量浓度超过20 mg/L时，限制率达到了50%以上。经过研究发现，在螺旋藻的生长环境中，锰重金属的质量浓度达到15.98 mg/L时，螺旋藻对锰的富集作用最强，富集系数可达到600倍以上。

2.8 锌对螺旋藻生长造成的影响

通过经典Zarrouk培养基，锌的质量浓度约为0.05 mg/L。在螺旋藻正常生长环境中，当锌的质量浓度超过0.05 mg/L时，螺旋藻的生长速度明显升高，尤其是在锌的质量浓度为1.49 mg/L时，螺旋藻的生长速度达到最高，含有的锌含量也在不断增加，螺旋藻对锌的吸收富集能力增强，富集系数超过了120倍。但当锌的质量浓度超过10 mg/L时，螺旋藻生长速度明显减缓。

3 结束语

综上所述，不同的重金属对螺旋藻生长会造成不同程度的影响。一般情况下，较低浓度的重金属不会对螺旋藻生长造成影响，在一定含量下，可以促进螺旋藻的生长速度和提高螺旋藻的价值。螺旋藻对重金属发挥的富集作用可促使螺旋藻营养价值的升高。同时，螺旋藻还可以对浓度较低的重金属水体污染进行有效治理。在目前的研究中，仅仅是对螺旋藻生长方面进行了研究，对其他方面还需要进一步研究。

X173

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.20.053

2095－6835（2017）20－0053－02

〔编辑：张思楠〕