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砷(As)所造成的水污染与生物分子毒效应是当前环境污染过程与毒理学研究的科学问题之一,同时水体腐殖酸(Humic acid, HA)存在增加了砷污染毒效应的复杂性,因此迫切需要研究人类开发利用类金属过程中的环境污染风险,以保障生态安全。本文研究砷主要存在形态三价砷[As(III)]在腐殖酸介导下对典型指示生物硅藻的毒效应及其胞壁界面相互作用机制,通过测定EC5o、叶绿素a浓度和活性氧浓度明确砷毒效应,采用吸附等温线与扫描电镜(SEM)观察腐殖酸在硅质细胞壁的聚集行为,利用傅里叶红外光谱(FTIR)与电泳光散射等技术研究腐殖酸对细胞壁性质的影响机理,探讨腐殖酸对砷的硅藻毒效应介导机制,主要研究结论如下：(1)腐殖酸浓度介导下As(Ⅲ)对硅藻毒效应差异。当腐殖酸浓度≤20mgL-1时,对硅藻的生长具有轻微促进作用；当腐殖酸浓度≥40mgL-1,则会抑制硅藻生长。20mg L-1HA对As(Ⅲ)的毒性调控能力最强,腐殖酸介导作用强弱与硅藻种类相关,不同硅藻耐受性存在差异,舟形藻Navicula sp.,谷皮菱形藻Nitzschia pale,与梅尼小环藻Cyclotella meneghiniana对As(Ⅲ)的EC5o值分别提高了1.75倍、2.82倍以及2.87倍。腐殖酸介导作用差异机理在于改变硅藻细胞内活性氧含量,10和20mg L-1HA介导下,As(Ⅲ)处理(10μM)的舟形藻Navicula sp.中活性氧含量分别下降了12.64%以及5.95%。(2)腐殖酸与As(111)产生络合作用并影响砷在细胞界面分布。20mg L-1HA、1-100μM As(Ⅲ)时,As(Ⅲ)-HA络合条件平衡常数(DHA)为460-3050L kgDOC-1(logDHA=2.66-3.48),络合率为0.91%-6.0%,As(Ⅲ)-HA络合程度随As(Ⅲ)浓度升高而降低,同时砷浓度高于50μM时,As(Ⅲ)-HA络合趋于饱和。三维荧光光谱(EEMs)分析As(Ⅲ)-HA络合对腐殖酸特定组分的荧光淬灭作用的可知,随着As(Ⅲ)浓度升高,高分子腐殖质(Ex=330-380nm, Em=420-460nm)和芳香氨基酸腐殖物质(Ex=250-270nm, Em=430-480nm)两类荧光峰团强度均有显著降低。腐殖酸介导下As(Ⅲ)离子的胞壁分布亦产生变化,胞壁砷与胞内砷浓度分别降低了20.1%与20.2%。(3)硅藻吸附态腐殖酸产生的表面特性及界面聚集作用机制。硅藻对腐殖酸具有较强的吸附能力,当腐殖酸在环境浓度(0-20mg L-1)时符合线性吸附模型HAads=KH×[HA],亨利吸附常数KH为2.35±0.55×10-8Lcell-1。腐殖酸浓度高于60mg L-1后吸附趋于饱和,与Langmuir吸附模型具有较高的吻合度(R2=0.995),饱和吸附量达3.31×10-6mg cell-1。硅藻表面SEM图表明界面吸附态腐殖酸能够遮蔽硅壳表面的六边形微孔,并形成包裹絮状层,从而降低了细胞膜渗透性。同时,FTIR分析表明羧基基团(-COOH-)是腐殖酸与砷在硅藻表面吸附的共同作用基团,吸附态腐殖酸占用了砷离子的部分有效吸附位点。电泳迁移率(EPM)结果进一步表明界面吸附态腐殖酸显著增强了细胞电负性,进而降低砷的吸附与吸收。