Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Для каолинита данная зависимость также была получена и тоже имеет прямолинейный характер, но с меньшим коэффициентом корреляции (г = 0.69). Тем не менее, схожесть характеров зависимостей для разных типов адсорбентов говорит о подтверждении предположения о постоянстве скорости образования адсорбированного слоя.
h/R 0.16-
0.12 -
0.08-0.04-
0--------------------1------------------1------------
0 03 03 0
Рис. 3.13. Зависимость доли толщины адсорбированного слоя от степени заполнения поверхности (модельные среды, 3-я серия)
В ходе экспериментов проведено исследование распределения органического вещества в адсорбированном слое и характер его изменения с увеличением данного слоя. Для более детального изучения рассматривался слой на одной частице.
На рис. 3.14 показана зависимость массы адсорбированного вещества от объёма адсорбированного слоя на одной частице для систем с двумя различными типами адсорбентов. Из графика видно, что независимо от типа адсорбента масса органического вещества в адсорбированном слое прямо пропорциональна объёму этого слоя на одной частице (для системы с монтмориллонитом коэффициент корреляции г составил 0.87, для систем с каолинитом г = 0.84). Разность углов наклона прямых говорит о разной адсорбционной способности адсорбентов. Несмотря на то, что адсорбционные характеристики монтмориллонита более низкие, из графика видно более плотное распределение адсорбата на поверхности адсорбента, что, в свою очередь, может быть вызвано особенностями поверхности адсорбента.
В общем случае на рис. 3.15 представлена зависимость количества адсорбированного органического вещества от общего объёма адсорбированного слоя, рассчитанного в кубометре воды.
Как видно из графика, наблюдается та же тенденция прямо пропорциональной зависимости массы АОВ от объёма слоя (г = 0.93). Из найденного объёма и массы адсорбированного компонента представлялось возможным определить среднюю концентрацию органического вещества в адсорбированном слое. Для систем с каолинитом концентрация органического вещества в адсорбированном слое составила
Кадс, 10 18 м3/част.
Рис. 3.14. Зависимость массы адсорбированного органического вещества от объёма адсорбированного слоя на одной частице (о — модельная система с монтмориллонитом, 3-я серия; А — модельные системы с каолинитом, 2-я
серия)
Кадс,10-6м3
Рис. 3.15. Зависимость общего количества адсорбированного органического вещества от объёма адсорбированного слоя (о — модельная система с монтмориллонитом; А — модельные системы с каолинитом)
(214 ±43) г/л, для систем с монтмориллонитом — (571 ±90) г/л. Как и предполагалось ранее, плотность органического вещества на поверхности монтмориллонита выше, чем у каолинита. Из этого следует, что плотность в адсорбированном слое зависит как от типа взаимодействующих веществ, так и от ряда характеристик самой системы. С другой стороны, несмотря на различия, полученные концентрации на четыре порядка превышают концентрации растворённого органического вещества в природных водоёмах.
3.2. Природные среды
Модельные эксперименты позволили установить основные качественные и количественные зависимости взаимодействия органического вещества и неорганической взвеси, определить основные характеристики процесса адсорбции.
При исследовании естественных водоёмов круг взаимодействующих веществ, как органических, так и неорганических, значительно расширяется. Несмотря на то, что в модельных экспериментах в качестве адсорбата и адсорбента выбраны вещества, наиболее характерные для вод природных водоёмов, при значительном расширении количества веществ, присутствующих в поверхностных водах, был бы неправомерен прямой перенос полученных зависимостей на характеристики адсорбции в натурных экспериментах. Представлялось целесообразным проверить соблюдение этих закономерностей в водах природных водоёмов. В качестве резко контрастных объектов исследования по содержанию дисперсий выбраны озеро Ханка и р. Енисей.
Общая карта-схема расположения станций на озере Ханка за все годы исследований представлена на рис. 3.16, а карта-схема расположения станций вдоль р. Енисей за два года исследований — на рис. 3.17 [117].
Озеро Ханка является крупнейшим озером на Дальнем Востоке. Площадь озера составляет 4070 км2, наибольшая глубина — 6.5 м. Оно является типичным представителем лёссовых систем. Особенность таких водоёмов состоит в том, что их экосистемы функционируют в условиях наличия в воде огромного количества мелкодисперсной составляющей — терригенных частиц (до 154 мг/л), обусловливающих их лимитирование по свету. При этом они остаются высокопродуктивными, выдерживая значительные антропогенные нагрузки. Отличительной чертой является и высокая скорость протекающих в них биологических процессов [207].
Удельная продуктивность, или показания суточной кислородной продукции на 1 мг фитопланктона, отражающая скорость фотосинте-тических процессов в озере в летний период, изменяется в пределах 1.5-13.2 мг О2/МГ сырой биомассы в сутки. Средние значения составляли 6.1 мг О2/МГ. Для сравнения изменение значений удельной продуктивности для рек Енисей и Ангара составляли 0.2-3.7 мг О2/МГ
