洱海水體及沉積物酶活性的時空變化及其影響因素的研究.pdf

1、微生物能夠合成分泌胞外酶將環(huán)境中的高分子量顆粒態(tài)的有機(jī)物質(zhì)催化降解為能被其直接吸收利用的低分子量的溶解態(tài)物質(zhì)。在水生生態(tài)系統(tǒng)中,酶的催化降解作用被認(rèn)為是有機(jī)質(zhì)降解和礦化的初始步驟,并且是限制性步驟。對于沉積物酶活性的研究,有助于進(jìn)一步了解沉積物的生物地球化學(xué)過程。本研究以洱海水體及沉積物為研究對象,旨在揭示環(huán)境理化因子對洱海水體及沉積物酶活性的影響機(jī)制,以期為洱海富營養(yǎng)化的治理提供理論依據(jù):
　　 論文主要結(jié)論如下:
　　

2、 (1)洱海沉積物中轉(zhuǎn)化酶、多酚氧化酶、過氧化物酶、蛋白酶、脲酶、堿性磷酸酶的活性呈明顯的季節(jié)變化,并且他們的季節(jié)變化規(guī)律相似,即秋季(11月份)<冬季(2月份)<春季(5月份)<夏季(8月份)。沉積物酶活性的季節(jié)變化主要受溫度的控制,并且水體中藻類生長過程中產(chǎn)生的分泌物及外源營養(yǎng)物質(zhì)向沉積物的輸入都對酶活性的季節(jié)變化有重要的影響;
　　 (2)沉積物酶活性的空間分布呈現(xiàn)明顯的差異,并且沉積物六種酶的空間分布規(guī)律都非常相似,通

3、常洱海北部EH2、EH4的酶活性最高,南部湖心平臺的EH8、EH9次之,湖中部的EH5、EH6的酶活性最低。其次,沉積物酶活性與沉積物的理化性質(zhì)關(guān)系密切。其中,轉(zhuǎn)化酶、多酚氧化酶、過氧化物酶與沉積物ω(OM)呈極顯著相關(guān)關(guān)系;蛋白酶、脲酶與沉積物ω(TN)呈極顯著相關(guān)關(guān)系;堿性磷酸酶與沉積物ω(TP)和ω(OP)沒有明顯的相關(guān)關(guān)系,而與有機(jī)磷占總磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(OP)/ω(TP)呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系。沉積物的營養(yǎng)狀況對沉積物酶活性的空間

4、分布有著重要的影響,同時沉積物的酶活性可以作為一個有效的指示因子來指示沉積物受到的污染狀況;
　　 (3)洱海沉積物中的六種酶的活性都與水體中的TN、CODMn呈顯著的相關(guān)關(guān)系,這說明了沉積物的酶活性對沉積物營養(yǎng)物質(zhì)的內(nèi)源釋放有著一定的貢獻(xiàn),較高的酶活性可能會加劇內(nèi)源營養(yǎng)的釋放過程;
　　 (4)洱海水體中的堿性磷酸酶活性呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化,堿性磷酸酶的活性呈先下降后上升的趨勢。其中5月份活性最高為40.18μmol·L

5、·h-1,9月份最低為12.30μmol·L·h-1。藻類堿性磷酸酶是水體堿性磷酸酶的主要來源。水體中堿性磷酸酶的活性受到水體正磷酸鹽濃度調(diào)控:當(dāng)水體中的正磷酸鹽含量較低的時候,水體中的微生物和藻類就會大量的合成分泌堿性磷酸酶,以提高水體中正磷酸鹽的含量;當(dāng)水體中的正磷酸鹽的濃度過高時,堿性磷酸酶的活性就會受到抑制;
　　 (5)溶解態(tài)有機(jī)磷在藻類生長繁殖的過程中起著重要的作用,它是藻類的主要磷源,在藻類水華爆發(fā)前藻類可以通過大

6、量合成分泌堿性磷酸酶來水解水體中的溶解態(tài)有機(jī)磷,與此同時藻類除了通過堿性磷酸酶的分解作用之外還會通過其他途經(jīng)利用水體中的溶解態(tài)有機(jī)磷;
　　 (6)模擬實驗上覆水中的堿性磷酸酶的活性呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢,在pH8條件下表現(xiàn)出的活性最高,pH6條件次之,pH10條件下的活性最低。微生物在不同pH條件下的適應(yīng)作用以及上覆水中的SRP濃度是導(dǎo)致堿性磷酸酶的活性在不同pH條件下表現(xiàn)各異的主要原因;上覆水中的堿性磷酸酶在好氧處理條件