全 文 :热带亚热带植物学报 2004,l2(5):440—443
Journal ofTropical and SubtropicalBotany
特丁基三嗪对两种赤潮藻去除的实验研究
刘洁生 ,张 珩,杨维东,高 洁,
(暨南大学生物工程学系,广东 广州 510632)
柯 琼
摘要:研究了特丁基三嗪(tertbutyl triazine)对塔玛亚历山大藻和球形棕囊藻两种赤潮生物的杀灭和控制作用。结果表
明,特丁基三嗪能有效地控制和杀灭塔玛亚历山大藻和球形棕囊藻,其中 96 h杀灭塔玛亚历 山大藻的有效浓度为
0.2mgL- ,杀灭球形棕囊藻的有效浓度为0.3mgL- 。特丁基三嗪具有高效、作用时效长的特点,可能是一种比较理想
的赤潮藻去除剂。
关键词:藻类;灭藻剂;特丁基三嗪;塔玛亚历山大藻;球形棕囊藻;赤潮
中图分类号:Q948.885.3 文献标识码:A 文章编号:1005—3395(2004)05—0440—04
Experimental Study on Algaecide Tertbutyl
Triazine for Removing Red Tide
LIU Jie-sheng’,ZHANG Heng,YANG Wei-dong,GAO Jie,KE Oiong
(Department ofBiotechnology,.~nan University,Guangzhou 510632,China)
Abstract: Herbicide tertbutyl triazine was used for removal and control of red tide caused by Phaeocystis globosa
and A lexandrium tamarense under laboratory condition.The results showed that the efective concentration of
tertbutyl triazine for killing P globosa and A.tamarense was 0.3 mg L。 and 0.2 mg L~,respectively,for 96 hours.
Tertbutyl triazine might be a good algaecide wim high eficiency and durative action.
Ke words:Algae;Algaecide;Tertbutyl triazine;A lexandrium tamarerise;Phaeocystis globosa;Red tide
塔玛亚历山大藻 lexandrium tamarense)是一
种 能产生麻痹性贝毒(paralytic shelfish poisoning,
PSP)的有害赤潮藻种,这类产毒藻在世界各地的危
害日益严重㈣。近年来,我国这种有毒赤潮藻发生
的频率和规模也不断增加【圳,严重威胁着海产养殖
业和人民健康。球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)属
于定鞭金藻,是一种广温广盐性的藻类 ,从极地到
温带地区的海洋中都有分布,是我国新记录的赤潮
藻种。1997年起在我国南海海域接连发生多起大规
模的Phaeocystis赤潮【 ,给当地水产养殖业造成了
重大损失。棕囊藻赤潮已成为我国主要的有害赤潮
之一。因此,探讨和研究塔玛亚历山大藻和球形棕
囊藻赤潮的治理方法具有非常重要的意义。
目前,已报道了多种治理赤潮的方法,如硫酸铜
法、臭氧法、黏土法以及生物防治法等同。这些方法存
在着毒性强、药剂用量大、对环境生态可能造成二次
污染或者难操作等问题,因而实际应用很少。寻找低
毒、高效、无害的除藻剂和易操作的赤潮防治方法迫
在眉睫。化学除藻剂因其除藻快,效果明显仍然是赤
潮治理研究的热点和实际应用的首选同。
三嗪类物质作为一种除草剂,广泛应用于玉米、
小麦、高粱等农作物田中和森林、果树杂草的治理,
仅美国每年消耗三嗪类物质就达数万吨。三嗪类除
草剂具有广谱性,适用农作物多、选择性强、低毒等
特点,是 目前除草剂中的重要类型 9】。但应用到赤潮
治理,至今还未见报道。本文探讨特丁基三嗪对塔玛
收稿 日期 :2003—09—27 接 受日期 :2004—02一l1
基金项 目:国家重点基础研究发展规划项 目“973”(2001CB409710);广东省 自然科学基金重点项 目(021168);广州市科技重点项 目
(2002J1-C0011)资助
+通讯作者 Corresponding author
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 5期 刘洁生等:特丁基三嗪对两种赤潮藻去除的实验研究
亚历山大藻和球形棕囊藻赤潮生物生长的抑制作
用,以期为相关赤潮的治理提供参考和依据。
1材料和方法
实验材料 塔玛亚历山大藻由厦门大学海
洋环境科学研究中心提供,由暨南大学水生生物研
究所于 1991年从香港海域底泥中分离获得;球形
棕囊藻由暨南大学水生生物研究所藻种室提供,由
暨南大学水生生物研究所于 1997年 7月采 自广东
饶平海域。特丁基三嗪购 自南京化工大学武进市水
质稳定剂厂(产品编号JN一978),用前配制成一定浓
度的母液。
藻种培养 实验前将保存藻种转移到三角
瓶并放置在培养温度21+1℃、光照强度 4 000 Ix、光
暗比12 h:12 h的LRH一250一GS型光照人工气候培
养箱中进行扩大培养,细胞生长至指数生长期时用
于实验。塔玛亚历山大藻的培养液为人工海水加营
养盐配成的k培养液经0.20 m 纤维滤膜除菌所
,得【埘。球形棕囊藻的培养液为人工海水加营养盐配
成的 培养液经 0.20 m 纤维滤膜除菌所得。
杀藻实验 当塔玛亚历山大藻(约8 d)和球形
棕囊藻(约6 d)母液生长到指数增长期,达到一定的
藻密度时,在一系列200 ml锥瓶中分别加入 100 ml
藻液,再用精密移液器依实验要求的浓度加入一定
量的特丁基三嗪母液,以不加杀藻剂为空白对照,
双份平行实验,置培养箱中继续培养,分别于24,
48,72,96,120 h测量藻液 680 nm 处光密度值(OD
值),并由此计算藻细胞数【7】。倒置显微镜下观察藻
细胞【n】,计算特丁基三嗪对藻细胞的杀灭效果。
除藻率=f对照样品的藻细胞数一加入除藻剂样
品中的藻细胞数)/对照样品的藻细胞数
2结果和分析
2.1特丁基三嗪对塔玛亚历山大藻的除藻效果
2.1.1不同浓度特丁基三嗪对塔玛亚历山大藻的去
除效果
塔玛亚历 山大藻起始藻细胞密度 为 7.8×
l06 cels L-1时,在装有 100 ml藻液的锥瓶中加入终
浓度分别为 1.0,0.8,0.6,0.4,0.3,0.2,0.1,0.05,
0.04 mg L 的特丁基三嗪,每隔 24 h测定培养液藻
细胞密度。
从图1可知,在加入除藻剂特丁基三嗪的浓度
大于 0.4mgL 时,72h的除藻率达到 90%以上,而
浓度为0-3 mg L- 时的除藻率只有 63.6%。作用24 h
后,相对对照组,除藻剂浓度大于 0.3 mg L。组的藻
液颜色变淡,藻溶液发出一股腥臭昧,瓶底出现无
色沉淀,可能是藻细胞死亡分解所致。显微镜下观
察发现 0.4 mg L 处理的藻细胞开始裂解死亡。
2.1.2时间对特丁基三嗪除藻效果的影响
从图2可知,特丁基三嗪浓度为 0.1 mgL 时,
除藻效果较差,整个作用时间最高除藻率不到
65%,72 h后除藻率不再增加。96 h时只有等于或大
于 0.2 mg L- 的特丁基三嗪,仍能维持 80%以上的除
藻率,因此,可认为0.2 mg L- 为特丁基三嗪对塔玛
亚历山大藻96 h的最低有效除藻浓度。但 120 h
后,镜检发现0.2 mg L 特丁基三嗪的除藻率下降,藻
细胞开始增多;大于 0.3 mgL 组细胞裂解成碎片,继
24 48 -/2 96 12O
时间Time oftre~_rnent(h)
图2时间对特丁基三嗪(mg L-’)去除塔玛亚历山大藻效果的影响
Fig.2 Efect oftreaUnent time on the elim ination
ofA.t~ nse by tertbutyl triazine
∞ ∞ ∞ ∞ ∞
^一基宣 嗣量∞错 凿
∞ ∞ ∞ ∞ O
一 )lI巷 虿 m附|I璧
维普资讯 http://www.cqvip.com
442 热带亚热带植物学报 第 12卷
续培养数天,未能观察到藻细胞。低于0-3 mg L。各组
藻液颜色则逐渐变深,藻细胞数目逐渐增多。
2.2特丁基三嗪对球形棕囊藻的除藻效果
2.2.1不同浓度的特丁基三嗪对球形棕囊藻的去除
效果
棕囊藻起始藻细胞密度为 1.24x10 cels L 时,
在装有 100 ml藻液的锥瓶中加入终浓度分别为 2.0,
1.0,0.9,0.8,0.6,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,0.05 mg L。的特
丁基三嗪,每隔24 h测定培养藻细胞密度。72 h时
对球形棕囊藻的作用效果如图3所示。
0.∞ 0.1 0.2 0. 0.4 0.5 0.6 0 8 0 9 1
浓度 Concentration(弹 L。)
图3不同浓度特丁基三嗪对棕囊藻 72 h的去除效果
Fig.3 EffeCt ofdifferent concentrations oftertbutyl
triazine on elimination ofP gtobosa within 72 h
起始藻密度 1.24 X10’cels L-
从图3可以看出,特丁基三嗪对球形棕囊藻的除
藻效果与其浓度明显相关。随着特丁基三嗪浓度的增
加,其对球形棕囊藻的去除效果增大。加药 72 h,小于
0.3 mg L。时除藻效果不理想,而当浓度等于或大于
0.3 mg L。时除藻率可达到 80%以上。加入特丁基三
嗪 24 h后,大于 0.8 mgL-。组的藻液变成近无色;
0.6,0.5,0.4,0.3,0.2 mg L。组的藻液颜色与对照组
相比明显变浅。 -
2.2.2时间对特丁基三嗪除藻效果的影响
从图4可知,随特丁基三嗪浓度的增加,其对
球形棕囊藻的去除效果增大。特丁基三嗪浓度为
0.05 mg L。时,120 h除藻率高达 66%。但只有当除
藻剂的浓度达到 0-3 mg L-。时, 96 h的除藻率才能
达到 80%以上,达到基本除藻的目的。因此,我们确
定96 h时特丁基三嗪对球形棕囊藻的最低有效浓
度为 0-3 mg L~。藻液继续培养数天,大于或等于
0.3 mg L 组的藻液,未能观察到藻细胞的存在,而低
于此浓度组的藻细胞逐渐增多,藻液颜色逐渐变深。
、 - ,
C
.2
+j
唰
.三
吕
-
【工】
鼹
橱}
24 48 72 96 12O
时闻 Time (h)
图 4时间对特丁基三嗪 (mg L )去除棕囊藻效果的影响
Fig.4 Efect of teatment time on elimination
ofP.globosa by tertbutyl triazine
3讨论
本实验研究发现,棕囊藻密度在 10 cels L。数
量级时,塔玛亚历山大藻密度在 10 celsL。数量级
时,特丁基三嗪对棕囊藻、塔玛亚历 山大藻的 96 h
有效控制和杀灭浓度分别为 0-3 mg L~、0.2 mg L~。特
丁基三嗪的浓度为 0.05 mg L-。时,对棕囊藻的 72 h
除藻率即可达到 65.25%,推测在低于 0.05 mg L。对
棕囊藻有一定的去除作用。
在赤潮发生水域,大部分棕囊藻总细胞数仅为
104-10 cels L~,只有少部分达到 10 cels L~B2],比本
实验藻密度低 3个数量级。按照 日本安达六郎根据
赤潮藻密度评价赤潮发生的标准,发生塔玛亚历山
大藻赤潮时其藻密度为 10 cels L-。不过,塔玛亚历
山大藻一般很难以优势种形成赤潮。但是,在较低
密度下塔玛亚历山大藻就能蓄积较高的麻痹性贝
毒而产生毒害作用,密度为 100 cels L。时对栉孔扇
贝受精卵的孵化影响已经很明显[13Il4],所 以在其大
规模爆发之前对其进行治理非常必要。 因此,实际
进行棕囊藻、塔玛亚历山大藻赤潮治理时,所需特
丁基三嗪的浓度可能会更低。
特丁基三嗪是一种强杀藻剂,能有效地杀灭和
控制藻类,具有适用 pH值广,杀藻效果好等特点,
其毒害作用与光合作用有关。三嗪类物质能捕捉光
合作用中的电子,干扰光合作用中电子转移过程,
进而杀灭杂草和藻类,但对不能进行光合作用的生
物毒性则较低。Gaggi等研究了 5种常用三嗪类物
质对海洋甲壳类 Artemia salina卤虫的毒性[151,结果
∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 们 ∞ 加 O
∞ 吣 ∞ ∞ ∞ ∞ 仲 O
o^/o)g葛重点∞瓣麟
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 5期 刘洁生等:特丁基三嗪对两种赤潮藻去除的实验研究 443
显示,24 h的EC50(半抑制浓度)均大于 20 mg L 。三
嗪类物质对动物细胞的遗传毒性也很低。15 mg L
三嗪类物质不能诱发人淋巴细胞染色单体交换、染
色体失常[91。因此,可以认为特丁基三嗪是一种低
毒、高效的除藻剂。但是,由于三嗪类物质对海洋生
物生长的影响及其毒副作用报道不多,其对海洋生
态环境的影响尚不清楚。因此,有必要对其进行生
态安全性评价。另外,由于海洋环境和生态的复杂
性,在实际水体中,三嗪类物质的灭藻效果如何也
需进一步的探讨[16]。
参考文献
[1] Dale B,Yentsch C M.Red tide and paralytic shellfish poisoning
[J].Oceanus,1978,2l:41-49.
[2] Halegraef G M. A review of harmful algal blooms and their
apparent global increase[J].Phycologia,l993,32:75—79.
[3]Jiang T J(江天久),Ying Y w(尹伊伟),Lou Y M(骆育敏),et a1.
Paralytic shellish toxins in shellfish from Daya Bay an d Dapeng
Bay[J].Mar Envir Sci(海洋环境科学),2000,l9(2):l一5.(in
Chinese)
[4]Lin Y s(林元烧).Red tide caused by a marine toxic dinoflagelate,
Alexandrium tanu~ense(Lebour) Baleon,in shrimp ponds in
Xiamen[J].J Oceanogr Taiwan Str(台湾海峡),1996,l5(1):16一
l 8.(in Chinese)
[5]Cheng J F(陈菊芳),xu N(徐宁),Jiang T J(江天久),et a1.A report
of Phaeocystis gf06os0 bloom in coastal water of Southeast China
[J].J Jinan Univ(Natl Sci)(暨南大学学报 自然科学版),1999,20
(3):124-129.(in Chinese)
[6]Chen Y Q,Wang N,Zhang P,et a1.Molecular evidence identifes
bloom·forming Phaeocystis(Prymnesiophyta)from coastal waters
of southeast China as Phaeocystis gf06∞0[J].Biochem Syst Ecol,
2002,30:1 5-22.
[7]Zhang H(张珩),Yang W D(杨维东),Gao J(高洁),et a1.Inhibition
and elimination of chlorine dioxide on Phaeocystis g如6os0 [J】.
Chin J Appl EcoI(应用生态学报),2003,l4(7):l173一l176.(in
Chinese)
[8] Worthing C Walker S B.The Pesticide Manual[M].7th ed.
Lavenham:Th e Lavenham Press,1983.
[9]Andrew D Carolyn L D,Alan H T.Cytogenetic studies ofthree
triazine herbicides I.In vitro studies[J】.Mut Res,2000,465:53—59.
[10]Yan T(颜天),Zhou M J(周明江),Qian PY(钱培元).Study on
the combined efects oftemperature,salinity an d irradian ce on the
growth of dinoflagelate Alexandrium tanu~ense[J].Acta Oceano
Sin(海洋学报),2000,24(2):l 14—120.(in Chinese)
[I1]Shen P P(沈萍萍),Wang Z H(王朝晖),Qi Y z(齐雨藻),et a1.An
optical density method for determ ination of microalgal biomass
[J].J Jinan Univ(Natl Sci)(暨南大学学报 自然科学版),2001,33
(3):Il5一l19.(inChinese)
[12] Huang C J(黄长 江),Dong Q x(董 巧香 ),Zheng L(郑磊 ).
Taxonomic an d ecological studies on a large scale Phaeocystis
pouchetii bloom in the southeast coast of China during late 1997
[J].Ocean Limn Sin(海洋与湖 沼),1999,30(6):58l一590.(in
Chinese)
[13]YanT(颜天),FuM(傅萌),WangY F(王云峰),et a1.The efectof
the dinoflagellate ofAlexandriura tamarense on early development
ofChlamys farreri[J].Acta Sci Circums(环境科学学报),2002,
22(2):241—246.(in Chinese)
[14]Zhang J H(张建辉),Xia x(夏新),Liu X Q(刘 雪芹),et aI_
Progress and prospect on red tide research[J].Envir Monitor Chin
(中国环境监测),2002,18(2):20—25.(in Chinese)
[15]Gaggi C,Sbrili G,El Naby A M H,et a1.Toxicity and hazard
ranking of s—triazine herbicides using microtox.two green algal
species and a marine crustacean [J].Envir Toxic Chem,1995,14
(6):1065-l069.
[16]Zhang H(张珩),Liu J s(刘洁生),Yang w D(杨维东),et a1.
Studies on biquaternary ammonium salt algaecide f0r rem oving
redtide[J]_MarEnvirsci(海洋环境科学),2003,22(4):68—71.(in
Chinese)
《亚热带植物科学)2005年征订启事
《亚热带植物科学》(原 《亚热带植物通讯》)系公开发行的学术性期刊。1972年创刊,原名 《三胶通讯》,1974年起更名
为《亚热带植物通讯》,1983年起由内部发行转为公开发行,2000年起由半年刊改为季刊,2000年第 4期起更名为 《亚热带植
物科学》。先后被《乌利希国际期刊指南》、《中国生物学文摘》、《中文科技期刊数据库》、《中国学术期刊综合评价数据库》、
《中国学术期刊 (光盘版)》、《中国科技期刊引证报告 (扩刊版)》、《中国核心期刊 (遴选)数据库》等数据库收录,并在 “中
国期刊网”、“万方数据一数字化期刊群”等全文上网。
《亚热带植物科学》主要刊载亚热带植物的育种栽培、生理生化、形态结构、生态、分类、资源保护与开发利用 以及园林绿
化、园艺花卉等方面的最新研究论文、报告、简报及综述。季刊,大 16开,每册定价 6.00元 (另加邮包费 1元),全年 28
.00元
(含邮包费),季末月 30日出版。欢迎订阅,欢迎投稿。
订阅处:全国非邮发报刊联订服务部 (300381天津市河西区大寺泉集北里别墅 17号)。漏订者可直接向本刊编辑部邮购
,
汇款地址:361006厦门市嘉禾路 780号 《亚热带植物科学》编辑部。联系电话:0592-5654157 E.mail:TSZLS@public
.xin.fi.cn
维普资讯 http://www.cqvip.com