生物膜作用下沉积物r水界面溶液中ph和磷含量变化 - 岩矿测试.pdfVIP

２０１１年１２月 岩　矿　测　试 Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．６ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１１ ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳ ６８３～６８７ 文章编号：０２５４ ５３５７（２０１１）０６ ０６８３ ０５ 生物膜作用下沉积物 －水界面溶液中ｐＨ和磷含量变化 １ １ １ ２，３ １ ４ ３ ３ 马天芳 ，孙　青 ，凌　媛 ，谢曼曼 ，刘美美 ，尚文郁 ，王晓华 ，储国强 （１．国家地质实验测试中心，北京　１０００３７；２．中国科学院研究生院，北京　１０００４９； ３．中国科学院地质与地球物理研究所，北京　１０００２９；４．中国地质大学（北京），北京　１０００８３） 摘要：采集城市排污水渠中的沉积物样品和底栖生物样品，应用微电极原位ｐＨ测量技术测量沉积物－水界面溶 液的ｐＨ值，电感耦合等离子体发射光谱法测定沉积物提取液中上覆水和空隙水中生物可利用磷的含量，研究了 沉积物表面的生物膜对城市河流沉积物－水界面微环境中ｐＨ值和磷含量的影响。研究表明沉积物表面的生物 膜由藻类（蓝藻门颤藻属Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｉａ和硅藻门的菱形藻Ｎｉｔｚｓｃｈｉａ）和微生物组成，由于藻类的光合作用和微生物 作用，沉积物空隙水中的溶解氧和ＣＯ发生变化，因而改变了界面附近的ｐＨ值、氧化还原电位等物理化学条件， ２ 同时改变了界面附近溶液中磷的浓度和浓度梯度。在生物膜作用下，剖面中空隙水的ｐＨ和ｐＨ变化梯度、磷的 浓度和浓度梯度高于非生物作用条件下。磷在生物藻垫的空隙水中高度富集。在生物膜存在情况下，在空隙水 中形成了与非生物作用下相反的ｐＨ值和磷浓度的耦合关系。无生物作用的沉积物空隙水中ｐＨ越偏离中性，沉 积物中磷的释放量增加，空隙水中磷含量增加；在生物膜作用下，ｐＨ由弱酸性向中性变化时，沉积物中磷的释放 量增加，空隙水中磷含量增加。依据界面附近ｐＨ值和磷的变化规律，可以将沉积物－水界面附近的生物作用分 为生物膜的固定作用区和攫取作用区。 关键词：生物膜；界面；磷；ｐＨ ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＢｉｏｆｉｌｍｓｏｎｐＨ ａｎｄＰｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓｉｎｔｈｅＷａｔｅｒＳｅｄｉｍｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ １ １ １ ２，３ １ ４ ＭＡＴｉａｎｆａｎｇ，ＳＵＮＱｉｎｇ ，ＬＩＮＧＹｕａｎ，ＸＩＥＭａｎｍａｎ ，ＬＩＵＭｅｉｍｅｉ，ＳＨＡＮＧＷｅｎｙｕ， ３ ３ ＷＡＮＧＸｉａｏｈｕａ，ＣＨＵＧｕｏｑｉａｎｇ （１．ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＧｅｏａｎａｌｙｓｉｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００３７，Ｃｈｉｎａ； ２．ＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４９，Ｃｈｉｎａ； ３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００２９，Ｃｈｉｎａ； ４．ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｂｉｏｆｉｌｍｓｏｎｐＨａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｓｅｄｉｍｅｎｔｉｎｔｅｒｆａｃｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｆｏｒｓｅｄｉｍｅｎｔｓａｎｄ ｂｅｎｔｈｉｃｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓａｍｐｌｅｓｆｒｏｍｔｈｅｃｉｔｙｓｅｗｅｒａｇｅｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｐＨｖａｌｕｅｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｉｎｓｉｔｕｏｎｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｙｔｈｅ ｐＨｍｉｃｒｏｐｒｏｆｉｌｅｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈａｎＩｒ／ＩｒＯ ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅ．ＴｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｕｔｉｌｉｚｅｄＰｃｏｎｔｅｎｔｆｒｏｍｕｐｐｅｒａｎｄｍｉｄｄｌｅ ２ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｓｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａＡｔｏｍｉｃＥｍｉｓｓｉｏ