文档介绍：第30 卷第5 期
2011 年 5 月
环境化学
ENVIRONMENTAL CHEMISTRY
May 2011
Vol. 30,No. 5
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(1. 重庆大学化学化工学院,重庆,400030; 2. 重庆大学材料科学与工程学院,重庆,400030;
3. 重市峡区然态统构系模重实室重,400030)
摘要通过建立蓝藻细胞内部营养状态磷份额模型和水体磷浓度对蓝藻聚集体垂直迁移影响模型,模拟计
算了水体中不同磷浓度对蓝藻聚集体垂直迁移速度及迁移距离的影响. 结果表明,蓝藻细胞内磷份额与水体
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移到水体表层且不再向下迁移,此时极易暴发水华.
关键词蓝藻,水体磷浓度,磷份额,垂直迁移.
三峡工程建坝蓄水后,流速减缓,水体自净能力减弱,库区上游大量磷矿开采、沿江两岸污染物滞留
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三峡库区优势藻类——蓝藻具有一种调节细胞沉降的结构——伪空胞,可以通过动态调节伪空胞内的
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消退.
蓝藻的浮力调节机制是依靠细胞密度的变化来实现的,包括三部分:伪空胞的合成,伪空胞的破裂
和细胞镇重物的合成与消耗. 因为细胞密度的变化决定于细胞内伪空胞和镇重物的含量,两者分别为
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胞镇重物的变化,提高/ 降低镇重物的储量而使细胞开始下降/ 漂浮,并直接影响到蓝藻的垂直迁移行
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细胞磷份额的变化建立了磷份额(P / C)营养状态模型,探讨在静止水体中,水体磷浓度的变化对蓝藻垂
直迁移过程的影响,并比较不同聚集体直径和温度下的聚集体迁移的异同. 对于进一步研究蓝藻垂直
迁移过程和三峡库区水域蓝藻生长增殖的复杂生化机制具有重要的理论意义和现实意义.
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实验方法
1. 1 水体中磷浓度对蓝藻藻胞磷份额变化影响模型构筑
1. 1. 1 蓝细内份模
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P P C
C P
Q P =
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2010 年月日收稿
国自科基(No. 20877105);重大“211 工”三创人培计项(No. S 09013)资.
通讯联系人,Tel 023 65102531;Email xp2031@ 163. com
三峡库区水体磷浓度对蓝藻垂直迁移的影响
湛敏, 姚建玉, 张云怀, 郑登典
中的磷浓度密切相关. 当水体磷浓度为0. 075 mg·L 时,水华暴发压力不大;当水体中磷浓度达到
0. 090 mg· 时最迁距已接 4 m,较发水;在体磷度到 1 mg· 时藻就会迁
L
L
时间延长,被淹土壤中的大量营养物质溶解使局部水域营养盐浓度特别是磷浓度增高[ ],给生态环境
特别是水质调控带来极大隐患. 而引起水华暴发的藻类急剧生长量主要取决于水体中磷的供应量[],有
研究表明,约80% 的湖泊富营养化受磷元素的制约,约10% 与氮元素有关,约10% 与其它因素有关[].
气囊数来控制浮力,蓝藻聚集体在水体中的上升下沉垂直迁移过,在宏观上表现为水华暴发
细胞提供上浮和下沉的动力[]. 细胞镇重物的合成就是藻细胞通过光合作用固定溶解在水中的无机碳
和营养物质,以碳水化合物的形式存储在细胞内的过程[],因此藻胞内营养状态的起伏直接影响着细
为. 研究中常用营养份额Q(细胞体内每单位碳中营养物质的量)来表示这种内部的营养状态变化[].
三峡蓄水后,各次级河流水文情况发生变化,特别是支流回水区平均流速在0. 01m· 以下,为藻
s
类迅速增值创造了条件] 本将峡区杂态环境下支流回水区近似视为静止水体通过蓝藻
庆三库自生系结与统拟点验, 庆
根据磷份额定义Q (细胞营养库的磷含量C 与碳含量C 的比值),可表示为[ ]:
(1)
C C
研究发现,蓝藻在垂直迁移过程中,细胞内的磷份额会呈现规律性变化[ ]. 蓝藻的磷份额变化主要
藻胞磷额型
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: :
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P
成作用的进行,蓝藻细胞的磷份额减少. 而呼吸作用虽没有直接影响细胞内的磷份额,但是其消耗细胞
营养库的碳含量,对应磷份额增加. 由此,蓝藻细胞内的磷份额的变化模型可表示为:
Q P
= V P - Φ+ R
t
蓝藻细胞内某一时刻的磷份额P由初始磷份额0以及磷份额变化率可得:
(2)
t
P 0 dt
0
1. 1. 2 蓝对体磷摄
蓝藻对于磷的摄取率受水体扰动性以及光照等因子影响较小,受水体中的磷浓度以及藻的种类
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V P =
K m + P
式中, max为蓝藻细胞的最大磷摄取率 m为磷