1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 大型海藻藻重和藻体切割方式对营养盐吸收的影响 学 院： 学生姓名： 专 业： 生物科学 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 - 目录 中文摘要 .I Abstract . II 引言 . 3 1 海水与营养盐介绍 . 4 1.1 海水中营养盐的分布 . 4 1.2 水体富营养化 . 5 1.3 水体富营养化的形成及影响因素 . 5 1.3.1 磷 . 6 1.3.2 氮 . 6 1.4 藻类对环境中营养盐的吸收作用 . 7 1.4.1 氮藻类生物膜作用 . 7 2 实验材料、仪器及设备 . 9 2.1 藻类材料 . 9 2.2 仪
2、器及设备材料 . 9 3 实验过程 . 10 3.1 实验设计方案 . 10 3.1.1 藻重对营养盐吸收的影响 . 10 3.1.2 藻体切割位置对海藻营养盐吸收的影响： . 10 3.2 试 验操作步骤 . 10 3.2.1 海藻采集和暂养 . 10 3.2.2 试验过程 . 11 3.2.3 测定方法 . 11 4 实验结果及分析 . 16 4.1 实验数据 . 16 4.1.1 营养盐测定中标准曲线的制作 . 16 4.1.2 铁钉菜 藻重对营养盐吸收的影响 . 17 4.1.3 石莼 藻重对营养盐吸收的影响 . 19 4.1.4 铁钉菜 藻体不同部位对磷酸盐吸收的影响 . 22 4.
3、2 实验分析 . 22 4.2.1 实验分析展开 . 23 5 小结与讨论 . 24 5.1 论文小结 . 24 5.2 实验讨论 . 24 毕业论文 - 5.2.1 治理 水体富营养化的其他措施： . 24 5.2.2 如何防止海水养殖带来的赤潮危害 ： . 25 参考文献 . 26 致谢 . 28 毕业论文 - 大型海藻藻重和藻体切割方式对营养盐的吸收的影响 摘要 利用大型藻类可以有效的吸收海水中的营养物质。选取舟山市朱家尖海域大型藻类，铁钉菜、石莼两种藻类，研究其不同藻重以及藻体部位对营养盐的吸收。研 究结果表明，随着藻重的增加，铁钉菜和石莼对氨氮，硝氮和磷酸盐的吸收速率增加；石莼的吸收
4、效果好于铁钉菜。对于不同部位，相同质量下，藻体的尖端部位对营养盐吸收最好，其次是根部，中间部位对营养盐的吸收最少。经实验发现，铁钉菜更易于保存，而石莼吸收营养盐效果更明显。通过研究大型藻类对营养盐的吸收，可以有效的利用藻类解决当今日益加剧的海洋污染问题，特别是由富营养化问题引起的海洋赤潮，造成鱼类以及其他好痒生物大量死亡、水质恶化的现象。 关键词 铁钉菜； 石莼； 藻重；不同部位；营养盐 毕业论文 - Abstract Absorption of nutrients of different acroalgae weight as well as different parts Abstrac
5、t Using large algae can be effective absorption of nutrients in the water, selecting large algae in zhujiajian, Zhoushan sea area, Ishige okamurae and Ulva pertusaKjellm two algal species, study the different algae weight as well as body parts on the absorption of nutrients. Studies showed that, wit
6、h the increasing of algae weight, Ishige okamurae and Ulva pertusaKjellm on the ammonia nitrogen, nitrate and phosphate uptaking increased; in addition, different parts under the same quality, frond has the most sophisticated sites on nutrient absorption, followed by root, intermediate parts with mi
7、nimal absorption of nutrients. The experimental results show that Ishige okamurae more easily save, nutrient absorption effect more apparent.By studying the large algae on the absorption of nutrients, we can effectively use algae to address todays growing problems of marine pollution, particularly b
8、y eutrophication caused by red tide, killing fish and other good itch phenomenon of bio-mass, deterioration of water quality. Key words Macroalgae； Ulva pertusaKjellm； algaeWeight； body part； Nutrients； 毕业论文 - 引言 藻类属于原生生物界一类真核生物。藻类植物是植物界中没有真正根、茎、叶分化，行光能自养生活，生殖器官由单细胞构成和无胚胎几种具代表性的藻类发育 的一大类群。 舟山是一个海岛，有
9、着丰富的海域和发达的海洋资源，城市生活污水和工业废水的排放 , 尤其是海水养殖海域受施肥、投饵等的影响 , 其养殖水域严重的富营养化 , 导致近海生态环境日益恶化。养殖大型海藻是吸收利用营养物质 , 延缓水域富营养化的有效措施之一 4。种植海生植物 (大型海藻 ) 可吸收、限制水体的营养盐水平 5。如徐永健等 6采用均匀设计方法研究了温度、光照、盐度和营养盐因子交互作用对菊花江蓠氮、磷吸收速率的影响；许忠能等 7研究了营养盐浓度与温度 , 氮磷比与营养盐浓度 , 不同化合态氮比例等条件 对细基江蓠繁枝变种氮、磷营养盐吸收速率的影响；包杰等 8 研究了不同温度和盐度组合 , 不同温度和光照组合对
10、鼠尾藻氮、磷营养盐吸收速率的影响。国外研究表明 9,许多大型海藻对环境中营养盐的变动产生了很好的适应性 , 它们在外界营养盐丰富的情况下 ( 尤其是 NH4+ ) 对其吸收的最大速率远远大于维持最大生长速率所需要的氮。 因此 , 利用大型海藻净化富营养化水体 , 对富营养化海水进行生物修复成为研究热点 , 主要应用实例包括 :利用龙须菜净化轻度富营养化海水水体 ( 彭长连等 2007; 赵先庭等 2007)；在网箱养殖 区用菊花心江蓠改善水环境 ( 汤坤贤等 2005)；江蓠与三文鱼共养 , 降低水体中的氨氮含量 ; 建立藻鱼混养系统 , 大幅度降低水体中的营养物质；实验室内研究海藻吸收氮、磷
11、营养盐的主要进展包括 : 蛎菜和草叶马尾藻等 7种大型藻类吸收营养盐的情况 ( 岳维忠等 2004)；细基江蓠繁枝变型、孔石莼和蜈蚣藻在不同温度和盐度下的对氨氮的吸收情况 ( 刘静雯等 2001)。可是目前可利用的海藻种类还较少 , 对各种海藻去除氮、磷营养盐的能力了解不足 , 这导致利用海藻改善水质受到种类选择的限制。 本次试验通过研究藻类（铁钉菜， 石莼 ）藻 重量和不同藻体部位对营养盐的吸收来初步掌握这两种藻类的氮磷营养盐吸收状况，可以有效的利用藻类解决当今日益加剧的海洋污染问题，特别是由富营养化问题引起的海洋赤潮，造成鱼类以及其他好痒生物大量死亡、水质恶化的现象。 毕业论文 - 1 海
12、水与营养盐介绍 1.1 海水中营养盐的分布 大洋之中，海水营养盐的含量分布，包括垂直分布和区域分布两方面。在海洋的真光层内，有浮游植物生长和繁殖，它们不断吸收营养盐；另外，它们在代谢过程中的排泄物和生物残骸，经过细菌的分解，又把一些营养盐再生而溶入海水中；那些沉降到真光层之下的尸体和排泄物，在中 层或深层水中被分解后再生的营养盐，也可被上升流或对流带回到真光层之中，如此循环不已。总的说来，依营养盐的垂直分布特点，可把大洋水体分成 4层： 表层，营养盐含量低，分布比较均匀； 次层，营养盐含量随深度而迅速增加； 次深层，深 500 1500米，营养盐含量出现最大值； 深层，厚度虽然很大，但是磷酸盐
13、和硝酸盐的含量变化很小，硅酸盐含量随深度而略为增加 (图 1)。就区域分布而言 ,由于海流的搬运和生物的活动，加上各海域的特点，海水营养盐在不同海域中有不同的分布。 大气中磷酸盐的沉降也是来源之一 10。 例如，在大西 洋和太平洋间的深水环流，使营养盐由大西洋深处向太平洋深处富集；南极海域的浮游植物在生长繁殖过程中，大量消耗营养盐，但因来源充足，海水中仍然有相当丰富的营养盐。近海区由于夏季时浮游植物的繁殖和生长旺盛，使表层水中的营养盐消耗殆尽；冬季浮游植物生长繁殖衰退，而且海水的垂直混合加剧，使沉积于海底的有机物分解而生成的营养盐得以随上升流向表层补充，使表层的营养盐含量增高。 目前中国受到的
14、赤潮危害逐年加剧 ,在一些重要的河口海湾 ,由于赤潮造成经济损失巨大 ,生态破坏严重 ,已经严重制约沿海海洋经济的持续发展 11。 某些营 养盐成分已经成为影响近海浮游植物正常生长的重要因素，不仅影响浮游植毕业论文 - 生物量，也影响其种种群结构，甚至直接导致有害赤潮的频发 12。因此，国内外许多河口和沿岸地区营养盐含量及其结构特征的变化越来越受到人们的关注 13。 1.2 水体富营养化 水体富营养化，是指大量氮、磷等营养物质进入水体，使藻类及其他浮游生物异常增殖，引起水体透明度和溶解氧下降，造成鱼类以及其他好痒生物大量死亡、水质恶化的现象。因浮游生物的大量繁殖，往往使水体呈现蓝色、红色、棕色
15、、乳白色等。由于海洋富营养化时，水体呈现常呈红色，故海洋富营养化被称为 赤潮，而江湖湖泊中的富营养化被称为水华 2。 1999 年，联合国环境规划署报告：全世界约 30%-40%的湖泊、水库出现富营养化。 2000 年我国海域共记录赤潮 28 起，比 1999 年增加了 13 起，累积面积超过 10000平方千米 2。 1.3 水体富营养化的形成及影响因素 营养来源：氮、磷、是藻类生产的营养物质。由于碳的供应比较充足，氮、磷成为决定藻类生长的因素。一般认为，水体含氧量大于 0.3 毫克每毫升、含量大于 0.02 毫克每毫升，藻类既能旺盛繁殖，形成富营养化。 目前，水体发生富营养化时的氮、磷的主
16、要来源如下： （ 一）含丰富氮、磷的农田径流。 （二）目前，农业偏施化学氮肥，但是其利用率只有 30%，即大量的氮肥流失，成为水体氮污染的主要来源。如太湖流域每年进入水体的氮肥量约为 25000T，导致流域内总氮量超标严重。由于农业污染控制困难，富营养化加剧的趋势难以缓解。 （三）未经处理、利用的养殖业废物和未充分利用的含氮、磷养殖饵料。 主要由于养殖业和种植业脱节，即农村畜禽业的集约化程度提高，但畜禽粪便的农业利用却减少，是大部分未经处理的畜禽粪便直接排入江河湖泊。 1998 年全国畜禽粪便生产量是全国工业固体废物上产量的 3.4 倍 ，但畜禽粪便的还田率只有 30%，结果使养殖业成为我国新
17、的污染大户，成为水体富营养化的大诱因。 此外，工业废水、未经处理的生活污水经过二次处理后任然含大量氮、磷的排水，仍是水体富营养化的传统诱因。 海水富营养化是赤潮发生的首要条件：夏季暴雨过后，又逢高温闷热天气，碧波荡漾的海洋，一夜之间，湛蓝的海水便会改变颜色，海风吹来阵阵难闻的腥臭味，思域死虾漂浮海面，贝类相聚死亡。 那么，赤潮是咋样形成的呢？科学家研究后认为，赤潮的形成原因有很多，但是，水体的富营养化是其主要原因。所谓富营养化，简单地说就是水体中 有丰富的养分，海毕业论文 - 水这块“土壤”太“肥沃”了，引起赤潮生物这种“庄家”生长太快了。近海海水营养的主要来源是沿海陆地的过多污染物排入海、海
18、水养殖自身污染、港口船舶污染等原因造成的。其主要来源是大量的工业和生活污水，尤其是大量的氮、磷等元素入海，造成海水“富营养化”，一旦温度、盐度、光照海洋水文气象条件适合时，海中赤潮物质便会在短时间内急剧而大量的繁殖起来，这就形成了赤潮 3。 1.3.1 磷 海水中的磷以颗粒态和溶解态存在。前者主要为含有机磷和无机磷的生物体碎屑，及某些磷酸盐矿物颗粒；后者包括有机磷和无机磷两种溶解态，溶 解态的无机磷是正磷酸盐。在磷的再生和循环过程中，生物体碎屑和排泄物中的无机磷，经过化学分解和水的溶解，生成的磷酸盐能够迅速返回上部水层，但一般的有机磷必须经过细菌的分解和氧化作用，才能变成无机磷而进入循环。细菌
19、的活动，对沉积物中难溶的磷酸盐的再生，也起着很重要的作用 (图 2)。 1.3.2 氮 海洋中生物碎屑和排泄物的含氮物质中，有些成分经过溶解和细菌的 硝化作用，逐步产生可溶的有机氮、铵盐、亚硝酸盐和硝酸盐等。同时，硝酸盐可被细菌作用而还原为亚硝酸盐，它可进一步转化成铵盐，也可由脱氮作用被还原成 N2O或 N2。在氮的循环中 ,生物过程起主导作用。此外，光化学作用能使一些硝酸盐还原或使铵盐氧化。溶解在海水中的无机氮，除 N2外，主要以 NH4+、 NO2 和 NO3 等离子形式存在（图 2）。铵盐在真光层中为植物所利用，但在深层中则受细菌作用，硝化而生成亚硝酸盐以至硝酸盐。因此，在大洋的真光层以
20、下的海水中，铵盐和亚硝酸盐的含量通常甚微，而且后者的含量低于毕业论文 - 前者，它们的最大值 常出现在温度跃层内或其上方水层之中。硝酸盐含量一般高于其他无机氮，它在上层水中的含量比深层水中低。在温带浅海水域中，铵盐的含量在冬末很低；春季逐渐增加，有时成为海水中无机氮的主要形式；入秋之后，含量降低。故在秋冬两季，硝酸盐成为温带浅海中无机氮的主要溶存形式。此外，在还原性的条件下，铵盐常为无机氮在海水中的主要溶存形式。 1.4 藻类对环境中营养盐的吸收作用 1.4.1 氮藻类生物膜作用 1.4.1.1 藻类生物膜处理污水的原理 利用藻类生物膜处理废水的技术在许多年以前就被提出来了，但在近年来才受到关
21、注。藻类可以有效地利用污水中的 N、 P，且在 此过程中产生氧气，有利于 BOD 物质的去除，又由于光合作用增加了 pH 值也可以起到消毒作用 (减少大肠杆菌及有毒细菌数量，并且它还可以缔合外源物质 (如重金属 )，即去除了污水中的营养盐，又促进了 N、P 等元素的循环，增加了生物量，创造了更多的经济价值。所以，藻类系统对于去除引起富营养化问题的氮、磷化合物以及污水深度处理提供了一个优良的解决方法。 1.4.1.2 对 N、 P 的去除 氮是藻类生物量的一个重要元素，一般而言，约占藻类干重的 10%，藻类可利用的氮源范围包括无机氮和有机氮，而藻类利用不同形态的 N 的优先顺序为， NH4+-N
22、 NO3 N 简单有机氮（如尿素、简单的氨酸等）。藻类消化吸收无机氮，转化生物量的能力可以有效的进行氮化合物的解毒。无机氮的同化作用包括三个步骤：首先，硝酸盐、亚硝酸盐、氨吸收，由一种特定的通透酶介导并需要能量；其次，依赖 ATP将硝酸盐还原为铵，需要 8 个电子，由两个酶活化催化（硝酸盐还原酶、亚硝酸盐酶）；最后，将钱并入碳骨架。 许多藻类除了自养方式之外，还可以运用有机物进行混合营养，直接吸收多种有机氮如尿素、氨基酸等，有些藻类能固定大气中的氮并加以利用。 从对氮的需求观点来看，城市污水富含满足藻类生长的氮源 ，氨态氮是城市污水含量最高的无机氮源；其次是尿素 (有机氮 )，它可以直接或被细
23、菌转化为氨氮而被藻类利用；而水中的游离氨浓度过高却会对藻类的生长造成抑制。 有学者认为藻细胞合成的磷仅占藻细胞干重的 1%，但它是细胞核酸的主要成分，在能量的转化过程中起着重要作用。 磷的自然界存在形态主要有溶解性磷 (DP)、颗粒磷 (PP)，其中溶解性磷又分为可溶性活性磷 (DRP)和可溶性非活性磷 (DUP)。有人研究表明磷用于能量传递和核酸合成细胞的过程，主要以无机离子 H2PO4-、 HPO42- 的形式被吸收。磷的消耗依赖于培养基中的磷浓度，细胞内的磷浓度， pH 值， Na+、 K+、 Mg2+等离子的浓度和温度。细胞内的磷被用作合成有机或无机化合物。藻类用底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化三种不
