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本文首先研究了海水体系中纳米Al2O3对Fe离子的吸附过程,通过单因素和正交试验探讨了Fe初始浓度、海水pH和盐度等因素对吸附过程的影响。其次,以普通小球藻和球等鞭金藻为受试对象,用藻体的叶绿素a含量、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量为指标,研究了不同浓度和粒径的纳米Al2O3、与Fe共存的纳米Al2O3对海洋微藻的生长效应。主要结论如下: (1)纳米Al2O3对铁离子吸附的平衡时间为15min,为准二级反应吸附,平衡吸附量qe为8.55mg/g。同等条件下(25℃、初始铁离子浓度为0.100~0.400mg/L),30nm和80nm的纳米Al2O3对铁离子的吸附量无明显差异(分别为2.72~10.01mg/g和2.57~9.55mg/g);15~35℃下,两种粒径的纳米Al2O3对铁离子的吸附均符合Temkin模型,温度升高吸附量降低,以化学吸附为主;吸附过程的自由能变ΔG<0,吸附自发进行。 (2)浓度为5~30mg/L的纳米Al2O3对铁离子的吸附量随浓度增大而降低(由14.78mg/g降到6.16mg/g),但吸附率提高(由29.9%增到74.9%);正交试验表明,纳米Al2O3浓度是影响其对铁离子吸附的主要因素。纳米Al2O3对铁离子的吸附量在pH为6.65~6.99时提高47.4%,为7.95~8.64时只提高8.5%;在盐度为0.0~29.5时,增加19.5倍,大于19.8时只增加10.8%。 (3)浓度为10和50mg/L的纳米Al2O3暴露5d对受试藻生长的影响均较小;浓度为100mg/L~2.5g/L时均有明显促进作用(平均叶绿素a相对增长百分比Y分别为22.0~44.9%和18.1~39.6%),2.5g/L对小球藻促进最明显,1.0g/L对球等鞭金藻促进作用最强;5.0g/L对小球藻仍有明显促进作用(Y为27.2%),对球等鞭金藻则起抑制作用(Y为-4.7%)。粒径为30nm和80nm的纳米Al2O3对受试藻生长的影响差异不明显。 (4)综合受试藻的Y和蛋白质相对增长百分比X蛋白质值,纳米Al2O3对受试藻生长促进作用的浓度应为50mg/L~2.5g/L。受试藻的SOD和MDA相对增长百分比(XSOD和XMDA)随纳米Al2O3浓度的增加(100mg/L~5.0g/L)分别增加2.4~2.9倍和2.5~6.0倍,表明受试藻能够启动自身的抗氧化防御机制,抵抗氧化损伤,维持细胞生长。 (5)10~100mg/L的纳米Al2O3对受试藻的生长有促进作用(Y为1.2~20.6%),铁离子的共存削弱了纳米Al2O3对小球藻生长的促进作用,在0.1~1.0mg/L范围内削弱程度减小(其叶绿素a相对增长百分比Z为-6.7%~-2.2%),在10~50mg/L范围削弱程度增大(Z为-18.1%~-29.8%);对球等鞭金藻在0.1和50mg/L时削弱了纳米Al2O3对其生长的促进作用(Z为-3.0%和-4.2%),在1.0~30mg/L范围却加强了纳米Al2O3对其生长的促进作用(Z为2.8~10.9%)。此外,随纳米Al2O3浓度增大铁离子对受试藻生长促进作用的削弱程度减小(Z为-39.5%~3.6%),表明铁离子的存在掩盖了纳米Al2O3对受试藻生长的促进作用,纳米Al2O3又可以弱化铁离子所带来的影响。因为不同浓度的铁离子对受试藻的生长有促进或抑制作用,浓度为0.1~0.5mg/L对小球藻有促进作用((Y)为1.6~2.4%),1.0~50mg/L为抑制作用((Y)为-1.8~-30.4%),浓度为0.1~30mg/L对球等鞭金藻有促进作用((Y)为5.1%~12.7%),50mg/L有抑制作用((Y)为-9.1%)。