全 文 ：第 1 9卷第 2期
l999年 3月
生 态 学 报
ACTA ECO l OGICA S1 ICA
Vo1．19，NO．2
M ar．。1 999
东湖富营养水体中藻菌异味性
次生代谢产物的研究
黎 雯 吴文忠
( 国雨写磊 互 物研究所 武投 430072
92g-
’
张 甬元
摘要 以闩制的开环畎脱捕捉 (OLSA)装置富集东湖营 养水体中的藻菌异睬性坎生代谢产橱 ．并对这些 化
台 韧进行鉴定和周年 监剐(1995一O5～1996—04)。同时计数采样中的藻、苗生物量 研 究发现．东湖水体产生
土霉味”的主要成分为 2甲基异茨醇(M1B)．它来源于席藻和放线菌的次生代谢，其 随季节变化的规律为一
年有 3十高峰期．即 1月、4月和 9月；并且，M1B的浓度与东体富营养化程度 及席藻和放线菌的生橱量呈
正 相关
关键词
．盔塑．宜叠羞出连·蘧茸，异味性次生代谢产物(Q j
STUDY 0N AQUATICD 0FF—FLAV0RS IN
EUTR0PHIC D0NGHU LAKE
XU Ying LI W en W U W en—Zhong ZHANG Yong—Yuan
(Institute ofHydroblology，ChineseAcadetny ofSci~ es，Wuhan．430072．China)
Abstract The Donghu Lake，in Hube Province，is selected as a typical eutrophic water for
the study The off—flavor compounds from different loeations monthly were indentified and
m onitored in the years from 1995 to 1996．M eanwhile，the species and biomasses for algae
and bacteria were identified and counted．It was found that the principal compound produc—
ing earthy—m usty odors in the Donghu Lake was 2-methy¨ sob。rnel (M IB)，which came
from the secondary metabolites of P。tenue and Actinoraycets．There were three apex periods
f0r MIB occurrences，i，e January．April and September Furthermore，their concentrations
were directly proportional to the eutrophication levels and the biomasses of P．tenue and
Actinoraycets
Key words eutrophic waters，off—flavors，secondary metabolite，algae，bacteria．
水体异味是当今水环境研究的熟点之一。引起水体异睐的原因除工业废水污染造成外，水体的富营养
化、藻菌过盛生长而分泌产生的次生代谢产物也是产生水体异味的重要原因
湖北东湖是全国闻名的风景区、工农业和居民生活用水水源 ，也是重要的趋业养殖基地 。近年来 ，由于
车课题得到 中国科学院水生生物研究所谈水生态与生物技术国家重点实验室基金资助
吴国憔同志在异睐化台物 的畋脱捕捉装置加工过程中给予大力协助．谨表澍意
收稿日期：1997—0l 23，修改穑收到 日期 ：1997—05 21
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1
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2期 徐 盈等 ：求胡富营养水体中藻苗 异昧性次生代谢 产物的研究 213
生活污水大量排入，使水质下降，湖水产生严重土霉味。不仅饮水用户抱怨，渔业经济效益下降，而且影响
了该风景区的环境美学价值 。
本研究从 5种典型的土霉味化合物 着手．研究东湖水体异味的主要成分 ，探讨其来摇【，为水质管理
与水污染控制提供科学依据。
l 材料和方法
1 】 试剂
3种 内 标 l氰 代辛 烷 (c )}I-氯代 癸烷 (C )；卜氯 代十 二 烷 (c． )及 5种 标 样 布牯 叶树 脂
(Geosmin)、2甲基异茨醇 (MIB>、2-异丙基一3甲氧基吡唪(IPMP)、2-异丁基一3一甲氧基吡嗪(IBMP)和 2，3，
6一三氯代茴香醚 (TCA)均 为色谱纯。Geosmin是 日本 WAKO公司产品 ，M1B本实验室 自行合成 ，经 GC，
GCMS和红外光谱多重验证 ，其纯度达 95 以上 。其余均为 日本东京化成工业株式会社产品：内标混合浓
浓度为 5rLg!~l，5种标样的混合液浓度为 4rLg／~L 丙酮、二氰甲烷为分析纯 ，并经全玻重蒸 活性碳 。邑谱
纯)为 120目，在空气流中于 300c活化 24h。NaC1、Na SO 均为分析纯，使用前在马福炉 中 700C烤 6h。纯
水用 日本 Millipore公司的纯水器耐备
1．2 样品的采集
东湖由郭郑湖、育箕斗湖 、后湖、汤林湖、水果湖和牛巢 湖等于湖组成 ，根据其水环境特征 ，在湖内设立
了 3个采样点 。各个采样 焦的基本情况列于表 1。
表 1 采样点的概况及主要生物营养物质含量(rag／[)
1able 1 Introduttion and environmental s|taatioI-s at sampli Io~at|ons and ~ontentration Of m~inblotit
nutrients
5 一圆 一图 < 性、定量测定湖水中的上进 种典型异味次生代谢产『： ．f开环吹1．I冰搭中二氯I，一 物．水样的测定的具体操作步骤与色谱分析条件见文 十 幽 J 塑 兰—J 1
献[3]。测定流程如下： l塑 三 签l ————
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214 生 卷 学 报 l9卷
高聂吸附等问题 }而 Boren 等』、提 出的用开环捕捉系统(oLsA)也不理 想，而且装置成本较高 本文研
制的开环捕捉装置 ，用玻璃管道作 为加热气路 ；纯化空气作为吹脱气体，不仅克眼了以上方法所存在的缺
点 ，而且简化了装置 降低了成本。本文通过 比较不同材质的加热管道对绝对回收率的影响 ，最佳萃取条件
的选 择。离子强度和捕捉时间对回收率的影响。所获得的该方法的准确及精密度列入表 2。由此可见，自制
的 OLSA装置可用于有效富集异昧化合物 ．固此 ，本文利用此装置研究了东湖水体 中的异味化台物。
表 2 木样中 5种异味化合物的添加回收测定
Table 2 Accuracy and precision for five earthy—m usty odorants
2．2 东湖不同水域 中异昧化合物的浓度和季节变化
在 1995年 5月至 1996年 4月期间，通过对东湖 I站 、I站、Ⅱ站水样中以上 5种异味化合物的鉴定和
监测 其分析结果与其水中化合物浓度随月份的变化见图 1。
毫
暑
县
图 1 5种异味化台物在东潮水域中的分布及季节变化
Fig．1 Distribution and$e[isons[variation of five odorams in th￡Donghu Lake
由图 1可以看出，5种异味化台物在东湖各水域的分布有明显的差异，其浓度分布为 I站> 口站> Ⅱ
站。说明异味浓度与水体的富营养化程度有关 ，水体的富营养化程度越严重 ．异味化台物的浓度则越高。5
种异味化合物在水体中的周年浓度变化范围，Geosmln为 0～3．3rig／1，IPMP为 o～3·5rig／1，IBMP为 o～
21．9ng／1，TCA为 o～28．5ng／I；MIB为 lO～317ng／l。可见 MIB在异味发生的高峰期浓度 比其它 4种异味
化台物均高出 1 0～100倍，且其高峰期的浓度高出其异味阿值的十几倍口 ，其浓度随季节变化表现 出明显
的规律性 ，即在一年内，其浓度变动有 3个高峰期，4月、9月和 1月份 。
2．3 东湖不同水域中与异昧发生有关的藻、苗的生物量及其季节变化
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2期 徐 盈等 ：东湖富营养水体中藻菌异味性次生代谢产物的研究 215
不同的异昧化台物其产生异昧的藻、菌
来源是不同的。根据以上研究结果 ，表 3列出
能产生 MIB次生代谢产物的几种藻和菌。针
对表 3所提供的 M1B有关的藻 种和菌种 ，从
1995年 5月至 1 996年 4月对东湖水体 中的
藻、茁生物量结果进行 了筛选 ，发现东湖水伴
中主要存在 3种 与异昧物质 M1B有关的藻和
菌，它们分别是：颤藻(o curt．,iceps)．席藻(P．
1enue)和放线菌 (Actinomycets)。图 2为这 3种
藻、菌生物量 在东湖各采 集水域 中的分布和
季节变动情况。如图 2所示 ，颤藻在东湖水体
中的生物量较低 ，其范围为 0～2．88×10。／个
／1(个，I代表每升水中所含细胞数)，且其分布
及周年季节变动无明显规律 ；而席藻和放线
表 3 产生水体的“土霉味 的藻和菌
Table 3 Species of algae and bacteria producing
earthy—milsty odorants
图 2 东湖水体中与 MIB发生有关的藻、菌生物量及季节变动的相关性
Fig 2 Relationship between seasonal variation and biomass 0f algae aad bacteria producing M IB in the Doughu
Lake
而 1月份 的MIB高峰则是由放线菌单纯所致 。
3 结论 71t~(1995～t 996年)
率研 果表 明_
． ． ⋯ ⋯ ⋯
目 。 湖 号 菌± 量
(1)自制 的 OLSA 装置可用于有教富集水体中的 的相芒件
异味化台物 。 n 3 Relac∞nship betwe⋯ ⋯ 。 1 ariation o{MIB
(2)东湖水体产生土霉昧的主要原 因是 由于 MIB (ng／D(M)concentra~n and b[omass ot"P．tenue(2400
的存在．它来 自于席藻和放线菌的次生代谢。 “。n (P’and血“州 嘣 I。 mifA、 N。-
(3)东湖水体中 M1B的发生在一年内有 3个 高峰 ㈨ pj】 g “ the Do“g La妊
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2l6 生 态 学 报 19卷
期 ．即 4月份 、9月份和 1月份 在高峰期 MIB的浓度高达 320ng／1，超过其嗅觉域值 10倍以上
(4)水体富营养化程度与异 昧化合物滩度呈正相关 ，在富营养化严重的水域 (I号采样点 )，其异 昧化
合物 的滩度 明显高于其它水域(1号和 Ⅲ号采样点)。
参 考 文 献
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