Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Одной из причин колебания скорости размножения бактерий является изменение соотношения видов или групп бактерий в популяции. У бактерий соотношение видов — очень динамичный показатель, который может изменяться в течение суток или даже часов. Другой причиной изменения темпа размножения бактерий может быть колебание условий среды. Так, гетеротрофные и фосфорные бактерии показывают тенденцию к суточной периодичности. Неравномерный рост бактерий в течение суток (более интенсивный — в первые 6 часов) может интерпретироваться эффектом фильтрации пробы. Чем меньше доля бактерий задерживается на фильтрах, тем меньше эффект фильтрации. Эксперименты для Киевского водохранилища показывают, что экспозиция короче 12 часов в случае наличия эффекта фильтрации может дать завышенные значения скорости продукции. В фильтрованных пробах воды прирост числа бактерий происходит по экспоненте. Скорость прироста общего числа бактерий постоянна в пределах экспозиции от 12 до 24 часов [199].
Глава 3
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ АДСОРБЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА НА НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ВЗВЕСИ
Экспериментальные исследования функциональной структуры вод-
ной массы, связанной с дисперсиями, представляют большой интерес. Изучению роли сестона (в основном детрита) в формировании структуры водных масс и функционированию водных систем посвящено ограниченное количество работ, в которых показано, что не только живые компоненты взвешенного вещества, но и минеральная взвесь, и биохимически стойкие органические частицы являются важным экологическим фактором, контролирующим процессы биотического круговорота и формирования качества воды в водоёмах. Установлено, что сестон является лабильным, трофически ценным компонентом экосистемы, при участии которого реализуются важнейшие процессы (продукция, деструкция, рециклинг биогенных элементов, седиментация, взаимодействие с РОВ и др.), определяющие характер, направленность и интенсивность трансформации вещества и энергии в водоёмах. С другой стороны, неорганическая взвесь, инертная в биохимическом смысле, представляет собой наиболее значительную по площади граничную поверхность в водоёме [200, 201].
Как известно, граничные поверхности являются сосредоточением всех процессов взаимодействия и способствуют ускорению трансформации биогенного вещества в водоёме. Вместе с тем проходящие через эти поверхности потоки вещества и энергии создают систему пограничных слоев с аномальными свойствами и активными процессами. Это приводит к дифференциации водной среды на активные зоны взаимодействия и сравнительно инертную внутреннюю область в водоёме [2, 202]. Поэтому изучение граничных поверхностей, а особенно процессов образования пограничных слоёв, их размеров, структуры и состава, протекающих в них биофизических и биохимических процессов является очень важной задачей исследования водных экосистем.
Частица неорганической взвеси с адсорбированным на ней органическим веществом представляет собой устойчивую структуру-хори-он [3], который обладает полиморфизмом, ферментативной и окисли-
тельной активностью. Потребление бактериями и фильтраторами РОВ, адсорбированного на поверхности частиц, может давать значительный вклад в общий комплекс трофометаболических связей.
Явление адсорбции из растворов на поверхности твёрдых тел лежит в основе многих химических и биологических процессов. Таким образом, процессы адсорбции, реально протекающие в водоёме, могут играть огромную роль в круговороте вещества.
Оценка процессов адсорбции РОВ на неорганических частицах взвеси, определение подходов к оценке общей площади границ взвешенного неорганического вещества и объёма зоны влияния, сформированной этими границами, для поверхностных вод — необходимый шаг для перехода к изучению химических и физических процессов, протекающих на этих границах.
3.1. Модельные эксперименты
Более, детальное рассмотрение взаимодействия адсорбата и адсорбента было проведено в серии экспериментов.
В начале предполагалось, что глина в природных водоёмах имеет широкий разброс размеров частиц. Кроме того, pH многих водоёмов близок к нейтральному (7-7.5). Исходя из этого, была проведена первая серия экспериментов (1995 год) с частицами глины со временем оседания от 6 до 36 (72) часов, с широким разбросом размеров частиц. Исходный раствор препарата гуминовых кислот готовился при суточном перемешивании навески 1 грамма гуминовых кислот на литр воды при pH = 7 с последующим определением нерастворённош осадка сухим взвешиванием и определением концентрации гуминовых кислот в растворе. При этом гуминовые кислоты растворялись только частично.
Концентрация каолина варьировалась от 1 до 90 мг/л для установления зависимости адсорбции от концентрации взвешенных веществ.
Эксперименты проводились при концентрации гуминовых кислот в тестируемых пробах от 5 до 20 мг/л, так как данный интервал концентраций растворённых органических веществ наиболее характерен для значительной части рек и озёр, не подвергавшихся значительному антропогенному воздействию.
