过氧化物制剂对铜绿微囊藻生长及毒性的调控机制与生态修复应用研究

本研究针对全球日益严重的蓝藻水华问题，系统评估了Oximycin? P5、Phycomycin?SCP、Lake Guard? Oxy等五种过氧化物制剂对产毒铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的抑制效果及微囊藻毒素(MCs)降解特性。通过多浓度梯度实验证实，3 mg H2O2 L-1剂量下所有制剂均能有效控制藻生物量，其中液体制剂在低剂量(1 mg L-1)即展现优势，为水体应急治理提供了科学依据。

　　

随着全球水体富营养化加剧，蓝藻水华已成为威胁水生生态系统和人类健康的重大环境问题。其中，产毒铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)因其能释放肝毒性微囊藻毒素(MCs)而备受关注。传统治理方法如铜基除藻剂存在重金属残留风险，而过氧化氢(H₂O₂)因其可分解为水和氧的特性被视为环保替代方案。然而，H₂O₂的快速分解限制了其持续作用效果，亟需开发新型缓释制剂。

荷兰瓦赫宁根大学环境科学系水生生态与水质量管理组(Wageningen University, Department of Environmental Sciences, Aquatic Ecology & Water Quality Management Group)的研究团队在《Harmful Algae》发表重要成果，系统比较了三种新型制剂(Oximycin? P5、Phycomycin?SCP、Lake Guard? Oxy)与传统过氧化物对铜绿微囊藻的抑制效果。研究采用PHYTO-PAM分析仪监测光合效率，结合LC-MS/MS毒素检测技术，通过设置150-600 μg Chl-a L^-1三个初始藻密度梯度，评估了不同制剂在1-20 mg H₂O₂ L^-1浓度范围内的作用效果。

3.1 低藻密度下的抑制效果

在150 μg Chl-a L^-1条件下，Oximycin? P5和Phycomycin?SCP在1 mg L^-1剂量即可显著抑制藻类生长，而CaO₂需要3 mg L^-1才达到同等效果。PSII效率检测显示，高剂量(≥3 mg L^-1)处理组的光合活性完全抑制，且伴随pH值下降和H₂O₂持续残留。

3.2 中高藻密度的响应差异

当初始藻密度升至300-600 μg Chl-a L^-1时，10 mg L^-1剂量下所有制剂均能完全抑制藻类复苏。值得注意的是，在600 μg L^-1高密度组，Lake Guard? Oxy和CaO₂在3 mg L^-1剂量出现藻类复苏现象，揭示固体制剂的缓释特性可能导致有效浓度不足。

3.3 微囊藻毒素动态变化

所有处理组在暴露1天后均出现胞外MCs浓度升高，反映细胞膜损伤导致的毒素释放。至第9天，处理组MCs浓度显著低于对照组，证实过氧化物能促进溶解态MCs降解。其中Oximycin? P5表现突出，其含有的过氧乙酸(PAA)可能通过氧化Adda苯环结构加速毒素分解。

研究结论表明，五种过氧化物制剂均能有效控制铜绿微囊藻水华，但作用特性存在差异：液体制剂(Oximycin? P5、H₂O₂)在低剂量快速起效，而固体制剂(Phycomycin?SCP、Lake Guard? Oxy)更适合持续释放场景。特别值得注意的是，10 mg H₂O₂ L^-1的高剂量能完全阻止藻类复苏并降解MCs，这对保障饮用水安全具有重要意义。

该研究为蓝藻水华的应急治理提供了科学决策依据，建议在实际应用中根据水体特征（如藻类密度、分布深度）选择适宜制剂。漂浮型Lake Guard? Oxy适用于表层藻华，而沉水型Phycomycin?SCP则对全水柱分布的藻类更有效。未来研究需重点关注制剂对非靶标生物的影响及现场中试验证，以推动这些技术的大规模应用。