【摘 要】
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浅水湖泊沉积物/悬浮物中的矿物是天然水体中磷的主要载体,对沉积物/颗粒物与藻类之间的磷平衡起着重要作用,但不同种类矿物负载磷的可利用性仍不明确。基于此,本研究选取湖泊沉积物/悬浮物中典型的矿物水铁矿、针铁矿、赤铁矿、α-氧化铝、α-氢氧化铝、蒙脱土、高岭土、羟基磷灰石、红磷铁矿和磷铝石为研究对象,考察藻类对不同矿物负载磷的生长响应特征,分析磷的藻类可利用潜能,相关研究结果如下:对铁、铝氧化物进行吸
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浅水湖泊沉积物/悬浮物中的矿物是天然水体中磷的主要载体,对沉积物/颗粒物与藻类之间的磷平衡起着重要作用,但不同种类矿物负载磷的可利用性仍不明确。基于此,本研究选取湖泊沉积物/悬浮物中典型的矿物水铁矿、针铁矿、赤铁矿、α-氧化铝、α-氢氧化铝、蒙脱土、高岭土、羟基磷灰石、红磷铁矿和磷铝石为研究对象,考察藻类对不同矿物负载磷的生长响应特征,分析磷的藻类可利用潜能,相关研究结果如下:对铁、铝氧化物进行吸附解吸实验结果显示,准二级动力学方程对铁、铝氧化物吸附磷的动力学过程拟合度更好;对磷的吸附量表现为水铁矿(28.82mg/g)>针铁矿(5.76mg/g)>α-氧化铝(3.99mg/g)>α-氢氧化铝(3.42mg/g)>赤铁矿(3.22mg/g);铁、铝氧化物的吸附量随着pH的升高而降低,水铁矿与α-氢氧化铝的磷吸附对pH变化尤其敏感。对铁、铝氧化物负载磷用0.1MNaOH进行化学解吸实验,结果表明:铁氧化物的磷解吸率随吸附量的增加而升高,铝氧化物的磷解吸率随吸附量的增加而减小,解吸能力表现为:赤铁矿>针铁矿>水铁矿,α-氧化>α-氢氧化铝。分别以不同矿物负载磷为唯一磷源,用铜绿微囊藻和水华鱼腥藻两种水华蓝藻为测试藻种,对藻类利用矿物磷的潜力进行研究。结果表明:红磷铁矿和磷铝石中化学键结合态的磷均无法被两种藻利用,其他不同矿物中磷的利用率在45%-100%之间;铁、铝氧化物吸附磷的利用潜能与它们对磷吸附能力相反,铜绿微囊藻/水华鱼腥藻的利用效率顺序为赤铁矿(99.42%/85.66%)>α-氧化铝(93.18%/78.69%)>α-氢氧化铝(74.63%/63.90%)>针铁矿(72.53%/58.07%)>水铁矿(66.11%/46.82%);黏土矿物和羟基磷灰石表面可被0.1MNaOH解吸的磷的利用率为:高岭土(81.93%/74.28%)、蒙脱土(98.43%/73.33%)、羟基磷灰石(74.04%/66.43%)。除矿物本身对藻类生长的促进或抑制作用外,两种藻类对矿物磷的利用潜力存在差异,由于藻类培养过程中pH值的差异,铜绿微囊藻组的磷的利用效率比水华鱼腥藻高15%左右。磷在矿物表面的吸附结构可以解释藻类对磷利用能力,因此在评价浅水湖泊沉积物/悬浮物磷的生态效应时,应充分考虑不同矿物对磷的调节作用和环境条件的影响。图[51]表[6]参[101]
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