萊茵衣藻、銅綠微囊藻的增殖、懸浮與沉降過程對水—泥界面氮素動態(tài)的影響.pdf

1、近年來水華現(xiàn)象在我國幾乎所有淡水湖泊頻繁發(fā)生。水華暴發(fā)與氮素含量、形態(tài)、轉(zhuǎn)化等之間的關(guān)系研究也因而備受關(guān)注。以往有關(guān)氮素形態(tài)、濃度等對水華發(fā)生的貢獻已有較為系統(tǒng)的探討,然而,針對水華過程中藻體自身,尤其是其增殖、懸浮與沉降等不同階段對水體及底泥氮素含量與有效性影響的研究還很不充分。進一步對該影響進行系統(tǒng)研究,有望為水華反復暴發(fā)機制及湖泊富營養(yǎng)化治理等提供理論依據(jù)。
　　 本論文采集太湖梅梁灣水樣和泥樣,采用室內(nèi)模擬手段,以水華過

2、程中常見真核藻種萊茵衣藻和原核藻種銅綠微囊藻為對象,模擬藻體增殖、懸浮、沉降過程,借助流動注射分析儀等技術(shù),分析比較了藻體行為對水-泥界面pH,溶解氧(DO)、全氮(TN)、硝態(tài)氮(NO3--N)、亞硝態(tài)氮(NO2--N)、銨態(tài)氮(NH4+-N)含量以及對脲酶(Urease)、硝酸還原酶(Nar)活性等的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)萊茵衣藻、銅綠微囊藻的大量增殖與懸浮過程使上覆水pH、DO含量迅速增加;藻體死亡導致pH

3、、DO含量下降。萊茵衣藻增殖期pH、DO含量最高可達到10.4、16.4mg·L-1,沉降過程二者迅速下降至7.4、4.9mg·L-1;銅綠微囊藻增殖與懸浮交替階段,pH變化在7.6～9.1范圍內(nèi),DO含量為6.8-11.8mg·L-1。
　　 (2)萊茵衣藻快速增殖過程中,上覆水與底泥各形態(tài)氮素含量迅速降低,與此同時,Nar、Urease活性明顯增強。底泥Nar活性比其它時期平均增長2～3倍,這預示著NO3--N的還原被明顯改

4、善。上覆水與底泥Urease活性分別是培養(yǎng)后期的3～5倍和2～3倍。這表明,藻體大量增殖對氮素的迅速利用,加速了底泥氮素的釋放。培養(yǎng)后期(藻體死亡分解),上覆水中TN含量呈上升趨勢。
　　 (3)銅綠微囊藻增殖期間,上覆水中各形態(tài)氮素含量迅速下降。藻體增殖.懸浮交替階段,水中NH4+-N濃度升高2～4倍。該變化預示著藻體分解過程釋放了數(shù)量可觀的NH4+-N,這可能是水華暴發(fā)后藻體沉降-再懸浮的重要的養(yǎng)分驅(qū)動力之一。微囊藻增殖過程

5、,上覆水Urease活性從1.0～1.5mgNH4+-N·mL-1·24h-1增至3.2～5.6mgNH4+-N·mL-1·24h-1底泥酶活性從40mgNH4+-N·g-1·24-1增至160mgNH4+-N·g-1·24h-1。這表明藻體的增殖加速了水體與底泥有機氮水解釋放NH4+-N的速率。對Nar而言,藻體增殖一懸浮交替階段上覆水與底泥Nar活性比增殖期平均增強了4～6倍,這預示著NO3--N的還原被顯著加速,水華期間水體可能是