实验海洋生物学重点实验室知识库

近年来，世界范围内沿海核电站的数量大幅增加，尤其是日本福岛核事故发生后，海洋放射性核素污染问题引起了广泛关注。放射性核素污染会对沿海生态环境甚至人体健康产生严重的影响，主要修复方式有物理修复、化学修复及生物修复。生物修复具有效率高、成本低、易操作及环境友好的优点。本研究针对海洋核素污染的问题，从几种重要核素对海藻生长的胁迫、海藻对核素的吸附及海藻在海水核素污染修复中的应用这三个方面进行了探究。

本文系统研究了核素钴对海带和裙带菜不同生长阶段的影响。结果表明，高浓度的钴会抑制海带和裙带菜孢子萌发、配子体营养生长、配子发生、幼孢子体形成、孢子体营养生长及叶绿素荧光效率。不同生长发育阶段对核素钴的敏感性排序为：配子发生＞配子体营养生长（孢子体营养生长）＞孢子萌发。配子发生是海藻由微观配子体世代到大型孢子体世代的过渡阶段，该阶段受到抑制会严重影响海藻孢子体群体的形成，从而影响到沿海生态环境。

海藻对核素吸附的研究表明，不同的海藻对核素的吸附能力有很大的差别，因此对海藻种类的筛选至关重要。铜藻和海带具有较强的吸附锶的能力，吸附平衡状态符合Langmiur方程和Freundlich方程，吸附动力学符合拟二级动力学方程。裙带菜和海带具有较强的吸附铯的能力，随着外界铯浓度的升高，藻体中铯的含量显著增加。海带同样具有较强的去除海水中核素碘的能力。大型水箱模拟实验的结果表明，成体海带对核素锶、铯和碘的吸附速率在前24 h内较高，之后可考虑对藻体进行回收，并再次投放新鲜海带，直到对应核素减少到要求的浓度范围。

短时间内获得巨大的生物量是将大型活体海藻应用于海洋核素污染修复实践中主要的技术瓶颈之一。漂浮铜藻和绿潮浒苔是近年来频发的海洋生态灾害“金潮”和“绿潮”爆发时的灾害藻类，其打捞生物量的后续处理一直是个难题。从“变废为宝”的角度出发，本论文详细探究了漂浮铜藻和绿潮浒苔对人工模拟核素污染海水的修复能力及动力学。结果表明，铜藻对多核素（锶、钴和锰）污染海水中各个核素均具有较好的去除效果，不同核素之间存在一定程度的相互影响。绿潮浒苔对核素铯和钴污染海水具有较好的修复效果。此外，通过遗传结构分析发现，定生铜藻群体与之后漂浮到附近的铜藻群体无明显的遗传关联性，漂浮铜藻生物量形成的繁殖方式主要是无性繁殖。

综上所述，本研究从生物学的角度，较为系统地探究了几种重要核素对我国常见大型海藻生长的影响及这些大型海藻对核素污染的修复潜力及应用前景。可为核电站核泄漏事故发生时，海洋放射性核素污染的修复预案提供一定的理论基础和技术储备。