Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Чтобы более детально изучить влияние взвеси на продукционно-деструкционные характеристики бактериопланктона, величина продукции и БПК были отнесены к одной клетке (рис. 4.3).
Биохимическое потребление кислорода одной бактериальной клеткой для пробы без добавок глины в первые пять суток превышает, хоть и незначительно, БПК бактериальной клеткой в пробах со
1-------------------1-----------------1------------------1-----------------1-----------------1-----------------1
1 2 3 4 5 6 7
Время эксперимента, сут.
Время эксперимента, сут.
Рис. 4.3. Динамика изменения биохимического потребления кислорода (а) и продукции (б) одной клеткой: о — без добавок взвеси; • — среднее значение для проб с добавлением взвеси
взвесью и имеет большую скорость роста (по наклону кривой), тогда как в пробах со взвесью в первые четверо суток не наблюдается каких-нибудь изменений (рис. 4.3 а). На шестые сутки их отношение практически равняется трём. Вероятнее всего эта разница и связана с неким перераспределением бактерий на взвеси. В дальнейшем для пробы со взвесью ВПК одной бактериальной клетки равномерно растёт, а для проб без добавок взвеси снижается, что свидетельствует об уменьшении скорости деструкционных процессов.
Продукционные характеристики одной бактериальной клетки для проб с взвесью в первоначальный момент увеличиваются и, начиная со вторых суток, остаются практически неизменными во время всего эксперимента, тогда как в пробе без взвеси заметен резкий спад, начиная с 4-х суток (рис. 4.3 б). Это, вероятно, свидетельствует о том, что в пробах со взвесью бактерии более молодые, и продукционные
процессы идут более интенсивно, что, несомненно, сказывается на продукции всей популяции.
Для того, чтобы проверить эти предположения, рассмотрим, как изменяется коэффициент энергетического обмена для этих проб (рис. 4.4). Этот коэффициент показывает, какая часть потреблённой энергии расходуется на прирост биомассы. Из рис. 4.4 видно, что в первоначальный момент времени эксперимента бактерии в пробе без взвеси имели более высокий (54% от всей потреблённой энергии шло на прирост биомассы), но в дальнейшем наблюдался равномерный спад на протяжении практически всего эксперимента. В то же время у бактерий в пробе с добавками взвеси первые трое суток практически не изменялся данный коэффициент (40%), что свидетельствует о более эффективном использовании потребляемой энергии. В дальнейшем наблюдался спад за счёт старения популяции и выход на другой ста-ционарный уровень К2 (20%).
Рис. 4.4. Динамика изменения энергетического коэффициента К^'. о — без
добавок взвеси; • — среднее значение для проб с добавлением взвеси
Из этих соображений следует, что частицы неорганической взвеси стимулируют к большему усвоению потребляемой энергии. В то же время из-за более высокого коэффициента можно утверждать, что популяция бактерий в пробах со взвесью остаётся более продуктивной дольше по сравнению с пробой без взвеси. Так как коэффициенты использования энергии у старых культур ниже, чем у молодых, можно предположить, что из-за более благоприятных условий существования популяция бактериопланктона в пробах со взвесью более молодая по сравнению с пробами без взвеси. Это предположение подтверждается при сравнении времени генерации бактерий (g). Для проб без взвеси оно изменялось от 8.8 до 108.5 час. в течение эксперимента. Для проб с добавками 5 мг/л — 10.9-59.8 час.; 15 мг/л — 10.4-51.3 час.; 45 мг/л — 12.4-56.7 час.; 90 мг/л — 7.5-47.7 час. При более благоприятных условиях бактерии затрачивают меньше энергии на питание и, следовательно, больше энергии идёт на прирост.
Также было подмечено, что с увеличением БПК в пробах fi (показа-тель степени экспоненты поглощения) на первые сутки увеличивается (БПК1) и постепенно уменьшается к пятым суткам (БПК5), что опять же свидетельствует о том, что лабильное органическое вещество имеет более низкое pi, что может в дальнейшем служить индикатором в определении органического вещества.
До сих пор рассматривались усреднённые характеристики для проб со взвесью для того, чтобы рассмотреть динамику процесса в целом. Однако с увеличением концентрации взвеси увеличивается и площадь граничной поверхности, что, несомненно, оказывает влияние на развитие бактериопланктона.
С увеличением концентрации взвеси в проведённых экспериментах наблюдался и рост максимальной численности бактерий (рис. 4.5).
Содержание взвеси, мг/л
Рис. 4.5. Изменение общей численности бактерий при различном содержании
взвеси
Наибольшее влияние оказывали добавки небольшого количества взвеси. Дальнейшее повышение концентрации взвеси приводило к некоторому увеличению её влияния, которое далеко не пропорционально добавке. Приведённые данные полностью подтвердили результаты, полученные ранее другими исследователями при добавлении взвеси к воде мезотрофного озера [9]. Однако оставались неясными причины, вызывавшие столь существенное влияние инертных минеральных частиц на развитие бактериопланктона.
