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藻华是由水体环境改变,引起浮游藻类爆发性增殖的一种生态异常现象。藻华不仅破坏水体正常生态系统,而且会产生藻毒素,危害人类健康。水中微量金属元素(尤其是铁)对淡水浮游生物量有不可忽略的影响作用,探索铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)等典型性微量营养元素对藻类增殖的影响是藻华成因研究的重要内容。
本文通过设计正交组合实验,研究三种典型金属元素铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn),结合代表性常规元素磷(P),考查对常见淡水藻华生物(蓝藻、绿藻)的影响。结果表明：当磷浓度介于0.04～0.32mg/L之间时,藻生物产量随着磷的增加而增加；当铁浓度低于0.05mg/L时,表现为促进藻类生长；高于0.1 mg/L时,反而抑制藻类生长。锌的情况与铁类似:在浓度低于0.01 mg/L时表现为促进藻类生长,高于0.04 mg/L时抑制藻类生长。锰没有表现出对藻类生长的规律性影响趋势,与微量元素之间的竞争性抑制有关。磷、铁、锰、锌的浓度变化对藻生长速率激励效果明显,四种物质对藻生长速率影响的显著顺序依次为:锌>磷>铁>锰。类高峰生物量不完全取决于生长速率,还与藻类的生长周期有关。实验以增长周期(迟滞期加对数期)作为评价指标,考察了磷、铁、锰、锌对藻生长周期的影响,结果表明,磷对藻生长周期无影响,而铁、锰、锌浓度与藻类生长周期成正比。为了进一步反应金属离子对藻类生长态势的激励规律,通过单独添加铁、锰、锌的方法进行了藻类增长潜力实验,试验采用0.75mmol/L EDTA配制具有精确浓度梯度的离子态溶液。结果表明:在Fe3+、Mn2+、Zn2+浓度分别为0.20mg/L、0.13mg/L、0.033mg/L时,藻类生长速率达到最大值,低于该浓度时,金属离子浓度与藻类生长速率、生物量呈正相关；高于该浓度时,金属离子浓度与藻生长水平呈反相关；拟合铁、锰、锌浓度与藻生长速率之间的数值关系,分别得到相关系数为0.93、0.87、0.90的回归方程。根据微量元素浓度与藻类生长速率或生物量之间的相关性,可以对藻华爆发的时间仓促性或严重程度进行一定精度的预测。