论文部分内容阅读
我国湖泊富营养化程度普遍严重,水环境质量不断恶化,影响水体正常使用功能。湖泊泥水界面是湖泊沉积环境与上覆水营养物质交换的重要场所,沉积物中磷的再释放是影响湖泊水质的重要因素。湖泊表层沉积物由于受到压实作用、生物扰动以及氧化还原影响等沉积后作用而可能导致某些元素在横向和纵向上的重新分布,为此本研究在实验室模拟研究微生物在泥水界面及微生物在沉积后作用过程中对磷的迁移转化的影响,并对磷细菌在柱状沉积物中的种群及数量分布进行了初探,主要成果如下:
(1)太湖梅梁湾沉积物总磷含量在表层强烈富集,随着沉积深度的增加,沉积物中的总磷含量逐渐减少,总磷(TP)平均值为0.507 mg·g-1。
(2)室内模拟湖泊沉积物沉积后作用过程,试验结果表明经过辐照、未辐照、添加可溶性淀粉、不添加可溶性淀粉等处理的四个柱状沉积物的pH值随沉积深度的变化趋势不一致。辐照组(柱A)pH值随深度变化较小,呈弱碱性,pH值介于7.1~7.2之间;三个非辐照组(柱B、柱C、柱D)的表层[沉积深度(d)<7cm]pH值随沉积深度的增加而明显降低,深层沉积物(d>15cm)pH值与沉积物中可溶性淀粉的含量成负相关,添加可溶性淀粉较多的柱D其pH值明显低于柱C、柱B(未添加可溶性),呈弱酸性,pH值介于6.9~7.0之间,这表明微生物能影响沉积物的酸碱环境,使环境pH降低。
(3)实验室模拟研究湖泊沉积物沉积后作用过程,研究结果表明经过不同处理的四个柱状沉积物的Eh值随沉积深度的变化趋势十分相似,表层沉积物(d<3cm)处于较强的氧化环境,随着沉积深度的增加,Eh值逐渐降低至.225mV左右,此后氧化还原电位变化很小,且处于较强的还原环境。辐照组与非辐照组的Eh值大小及其变化趋势均无显著性差异,影响沉积物Eh值的主要因素可能是沉积物的压实作用。
(4)实验室模拟研究湖泊沉积物沉积后作用过程,经过不同处理的四个柱状沉积物的TP含量随沉积深度的变化较为复杂,但辐照组与非辐照组均在表层出现磷的聚集,而在沉积深度7cm~10cm总磷含量为最低值,这表明沉积物中的磷在一定条件下向表层底泥发生了迁移转化,而辐照组也发生了磷素的富集现象。
(5)混匀装柱的沉积物经沉积后作用调查发现含有大量的磷细菌,特别是在柱状沉积物的表层(d<3cm)解磷细菌菌占沉积物总解磷细菌的99.4%,表明磷细菌在沉积物表层强烈富集,这主要与沉积物的氧化还原环境及沉积物中的磷素含量有关。比较各个分层沉积物中的有机磷细菌和无机磷细菌数量发现,有机磷细菌在大部分分层中均比无机磷细菌多,二者总数之比为5.3:1,这可能与环境中的有机质含量较丰富有关。
(6)本试验从柱状沉积物中分离纯化出十二株溶磷能力较强的菌株,其中YE201、YE301、YE402、YE502、YE504、YE702、YE704、YE1002、YE1101、YE1201为有机解磷细菌,而WE904、WE1203为无机解磷菌。生理生化鉴定结果表明十二种溶磷能力较强的菌株分别属于芽孢杆菌属(Bacillus)、黄单孢菌属(Xanthomonas)、黄杆菌属(Flavobacterium)、不动杆菌属Acinetobacte)及假单胞菌属(Pseudomoonas)。其中WE904为假单胞菌属(Pseudomoonas),WE1203、YE201、YE301均为芽孢杆菌属(Bacillus),芽孢杆菌属(Bacillus)是沉积物解磷细菌中的优势种属之一。