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发表于 2008-5-6 07:31:44
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蓝藻(原核生物)
蓝藻亦称蓝细菌或蓝绿藻。过去被划为藻类,但近代研究表明,它们的细胞核结构中无核膜核仁,属原核生物。加之不进有丝分裂,细胞壁也与细菌相似,由肽聚糖组成,革兰染色阴性,故现在将它们归于原核微生物中。
蓝藻为单细胞生物,个体比细菌大,一般直径或宽度为3~15微米。但是,蓝藻很少以单一个体生活,通常是在分裂后仍集合在一起,形成丝状或单细胞的群体。当许多个体聚集在一起,可形成很大的群体,肉眼可见。
蓝藻含有色素系统。由于每种蓝藻细胞内所含各种色素的比例不一,所以可呈现蓝、绿、红等颜色。蓝细菌的营养简单,不需要维生素,以硝酸盐或氨作为氮源,有固氮作用的种很多。蓝藻进行放氧性的光合作用,为专性光能无机营养型微生物,这些特点与一般藻类相似。其生殖以裂殖为主,少数种类有孢子,丝状蓝藻还可以通过断裂形成段殖体进行系列,没有有性生殖。蓝藻具有趋光性(在光照强度低的情况下做向光运动,在光照强度高的情况下做背光运动)。
蓝藻有一个共同的特点,即大多数具有气胞,这种包胞由中空的膜亚单位即气囊排列而成,气囊成堆排列在一起,囊壁由不溶性蛋白质构成。其强度能承受200KPa,超过这一压力,气囊破裂。气囊随藻龄的增长而加大,主要功能是为藻类在水面的漂浮提供浮力,使藻类便于在水中散布。(一些蓝藻(如铜绿微囊藻)能够随光照调节其浮力,夜间的浮力无法控制。)
蓝藻的危害:蓝藻对环境适应性强,繁殖迅速,在富营养水体中,可大量繁殖造成以下主要危害:(1)形成水华,影响水体富氧作用,导致鱼和其它水生动物的死亡,使生态系统破坏(2)产生臭味。富营养化水体常发生多种令人不愉快的味道,这种味道多来自藻类,不但污染空气,而且使以此水为水源的自来水带有异味,影响饮用和人体健康。还可使与水相关工业产品质量降低(3)产生藻毒素、藻类能产生的毒素的种类不少属于蓝藻如铜绿微囊藻,水华鱼腥藻、水华束红藻等饮用含毒藻的水可使野生动物和家畜死亡,也可对人类健康造成危害。
藻毒素:是由水华水体中有毒藻类产生的一类多肽类毒素,其中微囊藻毒素LR和YR型异构体(Microcystin . MC-LR . MC-YR)是其主要毒性成分,藻毒素急性毒性实验表明,藻毒素可以引起充血肿胀,病理学观察显示肝脏严重淤血、出血和片状坏死,表明肝脏是藻毒素的靶器官。藻毒素具有促进肝细胞增生的功能,藻毒素单独作用不能激活GSTPi基因的表达,但能促进已启动的GSTPi基因表达增加,对肝癌的发生具有促进作用。(国标 0.001mg/L)
蓝藻试验研究表明:虽然生长期的藻细胞也能主动释放毒素(40%),但大部分的毒素是在细胞衰老和死亡时释放(60—80%)。
微囊藻毒素(Microcystins,简称MC)是一类具有明显肝毒性的细胞内毒素,在细胞内合成单环七肽,运用免疫学技术发现藻毒素主要存在于类囊体和类核区域,而细胞壁和鞘内较少,当藻类死亡或细胞破裂时释放到周围水体。其结构式见图,,由1位置的D-丙氨酸(D-Ala),2和4位置的2个不同的L-氨基酸,3位置的D-赤-β-甲基天冬氨酸(D-Me-Asp),5位置的(2S,3S,8S,9S)-3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯基-4,6-二烯酸(Adda),6位置的D-谷氨酸(D-Glu),7位置是N-甲基脱氢丙氨酸(Mdha)组成。由于2和4位置的2个L-氨基酸的不同及Me-Asp和Mdha的甲基化/去甲基化产生的差异,可以形成近70种不同的异构体,其中存在最普遍也是含量较多的是LR、RR,L、R分别代表亮氨酸(Leucine)和精氨酸(Arginine),MC-LR分子式为C49H74N10O12,相对分子质量994,MC-RR分子式为C49H75N13O12,相对分子质量1037。MC的化学性质较为稳定,但由于其分子中的Adda基团有两个不饱和双键,易被氧化、光降解和生物降解。有人通过试验确证了自然水体中利用细菌等生物种属降解藻毒素的可能性,但自然降解速度较慢。微囊藻毒素MC–LR在环境水体中可发生生物降解,其半衰周期约为一周。(2002年上海复旦大学公共卫生学院鉴于藻细胞密度测定较测定MC–LR容易,根据多年对藻密度与MC–LR测定的结果回归所获得的两者的关系式,提出了饮用水源中藻密度的安全限值、警戒限值、危险限值。2005年5月17日卫生部组织的全国环境卫生标准委员会鉴定了该学院提出的饮用水水源中,蓝藻密度的限值为9.1ⅹ105个/L,并作为推荐性国家标准的报批稿上报。)
微囊藻毒素MC-LR和MC-RR的结构式
蓝藻多数在春夏与夏秋之交时繁殖,容易在水温15~30℃、PH值大于8、COD Mn大于5mg/L、硝酸盐氮高于0.12~0.13mg/L的水体中生长。 |
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