長(zhǎng)江中下游湖泊沉積物中磷的GIS分布特征及解磷菌的研究.pdf

1、湖泊作為人類(lèi)生產(chǎn)、生活的主要水源，對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到十分重要的作用。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人口數(shù)量增加以及人們生活水平不斷提高，湖泊受到的外來(lái)污染越來(lái)越嚴(yán)重，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化是其中最嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。只有對(duì)湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)查與了解，才能更好地解決可能存在的污染問(wèn)題，降低湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的可能性。
　　磷是引起湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的限制性因子，而沉積物是湖泊水生態(tài)系統(tǒng)中污染物的潛在污染源，所以，研究湖泊沉積物中磷含量及磷形態(tài)的分布

2、特征，有助于了解湖泊內(nèi)源磷污染情況，為湖泊污染治理提供建議。在湖泊磷循環(huán)過(guò)程中，一些具有解磷能力的微生物對(duì)不同磷形態(tài)之間的轉(zhuǎn)換起到重要的作用，這類(lèi)微生物能將難溶的磷降解為可溶磷磷酸鹽。因此，研究富營(yíng)養(yǎng)化湖泊沉積物中的解磷菌有重要的意義。
　　本文以長(zhǎng)江中下游地區(qū)的75個(gè)湖泊為研究對(duì)象，在對(duì)湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化程度進(jìn)行調(diào)查了解的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了湖泊表層沉積物中不同形態(tài)磷的含量及磷形態(tài)的GIS空間分布特征，并且從沉積物中分離出了具有解磷

3、能力的菌株，研究了解磷菌的解磷能力，對(duì)解磷優(yōu)勢(shì)菌株進(jìn)行16S rDNA鑒定，分析了磷含量及形態(tài)對(duì)解磷菌的解磷能力的影響。研究結(jié)果如下所列：
　　1、采用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法（TLI指數(shù)）分析得到湖泊水體的營(yíng)養(yǎng)狀況。研究湖泊中，占總數(shù)12％的湖泊水體呈中營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，但有富營(yíng)養(yǎng)化的趨勢(shì)；88%的湖泊水體已經(jīng)富營(yíng)養(yǎng)化，其中輕度富營(yíng)養(yǎng)化的占34%，中度富營(yíng)養(yǎng)化的占47%，重度富營(yíng)養(yǎng)化的占7%，該結(jié)果有助于實(shí)時(shí)了解研究區(qū)湖泊污染情況，為污染治

4、理提供依據(jù)。
　　2、使用SMT分級(jí)提取法測(cè)得沉積物中各形態(tài)磷含量，以GIS空間分布圖為輔助分析了磷含量及磷形態(tài)的空間分布特征。研究區(qū)湖泊沉積物中各形態(tài)磷含量分布范圍為：437.43~2547.79mg/kg（TP）、172.46~2054.38mg/kg（IP）、24.56~1932.72mg/kg（NaOH-P）、20.28~730.47mg/kg（HCl-P）、132.61~1310.8mg/kg（OP），最大值與最小值相差

5、倍數(shù)及整體變異系數(shù)均較大，說(shuō)明分布非常不均勻，TP、IP、HCl-P和NaOH-P這4種形態(tài)的分布特征較為相似，湖南省內(nèi)沿江和江蘇省南部沿江湖泊的含量相對(duì)較高，湖北省內(nèi)各形態(tài)磷含量分布范圍較廣，呈鑲嵌型，安徽省和江蘇省北部位于淮河流域的湖泊出現(xiàn)了高值區(qū)，江西省鄱陽(yáng)湖及其周邊湖泊整體來(lái)看相對(duì)較低。而OP的分布有明顯的自西向東增加的趨勢(shì)。結(jié)合湖泊水體的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，富營(yíng)養(yǎng)化湖泊沉積物中各形態(tài)磷的平均含量大于非富營(yíng)養(yǎng)化湖泊，說(shuō)明沉積物中的磷含量對(duì)

6、湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化有影響。
　　3、沉積物中的IP和NaOH-P與沉積物中的TP以及水體中的TP、PO43--P、TLI(∑)均顯著性相關(guān)，且相關(guān)性系數(shù)大于其他形態(tài)的磷，其中NaOH-P的相關(guān)性表現(xiàn)最好，說(shuō)明長(zhǎng)江中下游地區(qū)湖泊沉積物中的NaOH-P是影響湖泊沉積物和水體中磷含量變化的主要形態(tài)，并且對(duì)湖泊的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)存在影響，所以控制沉積物中NaOH-P的形成和釋放是減輕湖泊內(nèi)源性污染的關(guān)鍵。另外，OP與NaOH-P之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，

7、它們都為生物可利用磷，說(shuō)明兩者之間存在相互轉(zhuǎn)化的可能性。（NaOH-P+OP）被認(rèn)為是沉積物中潛在的可釋放磷源，并且與TP之間存在很好的相關(guān)關(guān)系，在未知各形態(tài)磷含量情況下，可通過(guò)TP含量粗略計(jì)算出沉積物中潛在可釋放磷含量。
　　4、從珊珀湖、磁湖、花馬湖、高郵湖、陽(yáng)澄湖、鄱陽(yáng)湖、太泊湖等7個(gè)湖泊沉積物樣品中共篩選出35株有效解磷菌株，全部為解有機(jī)磷細(xì)菌。通過(guò)固體平板培養(yǎng)，以溶磷圈直徑和菌落直徑的比值（D/d）為判斷依據(jù)，篩選出15

8、株優(yōu)勢(shì)菌株，并進(jìn)行重點(diǎn)研究。對(duì)優(yōu)勢(shì)菌株進(jìn)行16SrDNA序列分析，結(jié)果表明，TP-1、TP-2、CIH-4、GY8＃-1、YC4＃-4、PY17＃-7屬于假單胞菌屬（Pseudomonas sp.），HM-2屬于類(lèi)芽孢桿菌屬（Paenibacillus sp.），CIH-1、CIH-6、PY17＃-2、PY17＃-4、PY17＃-5、YC4＃-2、SP-2、GY8＃-2屬于芽孢桿菌屬（Bacillus sp.）。通過(guò)搖瓶液體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定

9、優(yōu)勢(shì)菌株的解磷能力，結(jié)合D/d值對(duì)解磷能力的判斷結(jié)果，HM-2、PY17＃-2、SP-2、GY8＃-2、PY17＃-5、YC4＃-4、CIH-4等7株菌的解磷能力對(duì)比結(jié)果一致，說(shuō)明它們解磷穩(wěn)定性較好；而GY8＃-1、CIH-6、TP-1、TP-2、PY17＃-4、CIH-1、PY17＃-7、YC4＃-2等8株菌對(duì)比結(jié)果不一致，說(shuō)明解磷穩(wěn)定性不好。
　　5、通過(guò)對(duì)解磷菌最大解磷量與沉積物中各形態(tài)磷含量、水體富營(yíng)養(yǎng)化程度等指標(biāo)的相關(guān)關(guān)