Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Как показали предыдущие эксперименты, с увеличением концентрации взвеси и, следовательно, с ростом поверхности раздела двух сред доля адсорбированного органического вещества, приходящегося на единицу поверхности адсорбента (удельная адсорбция на единицу поверхности), уменьшается (рис. 3.27). При этом уменьшается и количество органического вещества в растворе за счёт оттока на частицы.
Это приводит к ухудшению условий существования бактерий как сво-бодноживущих, так и агрегированных на взвеси.
В то же время скорости нарастания общей численности бактерий при разных концентрациях взвешенных частиц заметно различались (рис. 4.6).
V, 106 кл./час
Содержание взвеси, мг/л
Рис. 4.6. Зависимость скорости прироста бактериопланктона от количества
взвешенного вещества
Из приведённого рисунка легко заметить, что скорость роста бактериопланктона пропорциональна количеству добавляемого неорганического взвешенного вещества. В то же время скорость роста бактериопланктона в пробе без добавок взвеси выше, чем при добавках 5, 15 и 45 мг/л взвеси. Этот факт можно объяснить задержками в росте в первые сутки экспозиции (именно в первые сутки наблюдается максимальная скорость прироста) для проб с добавками взвеси, что, в свою очередь, может быть вызвано изменением в характере условий внешней среды. Бактерии при добавлении взвеси в среду переходят на поверхность взвешенных частиц. Таким образом, происходит диффе-ренцировка бактерий по условиям существования.
Поскольку в представленных экспериментах учитывалась не только общая численность бактериопланктона, но и изменение численности прикреплённых клеток, это позволило рассмотреть динамику развития как свободноживущего бактериопланктона, так и бактериопланктона, прикреплённого к минеральным частицам.
В первую очередь, представляло интерес выяснить, как влияет количество минеральной взвеси на процесс прикрепления бактерий к поверхности взвеси (рис. 4.7).
Сразу видно, что, во-первых, при добавке минеральной взвеси большинство бактерий переходят в агрегированное состояние и, во-
Содержание взвеси, мг/л
Рис. 4.7. Зависимость доли прикреплённых бактерий от содержания взвеси
вторых, при увеличении количества взвеси доля прикреплённых бактерий практически не изменяется. По всей видимости, это связано с лимитированием пищи. Дело в том, что прикрепление бактерий — процесс динамический, и бактерии не прилипают к поверхности взвеси «намертво». Это лишь показывает, что максимальная доля бактерий, которая может в данных условиях агрегироваться на взвеси, не превышает 90% и достигается при небольшом количестве добавки взвеси.
Как уже упоминалось, бактерии не жёстко прикреплены к частицам, а находятся в постоянном динамическом равновесии, позволяющем свободно переходить при необходимости из свободноживущего в агрегированное состояние и обратно.
На рис. 4.8 представлена динамика перехода бактерий из свобод-ноживущих в агрегированное состояние. Соотношение агрегированных на взвеси и свободноживущих бактерий для пробы без взвеси идёт ниже всех остальных и практически не изменяется во времени. Все остальные кривые с разным содержанием взвеси явно имеют тенденцию к росту. Стандартная ошибка не превышала 20%.
Причём, наибольший рост (по наклону кривой) бактерий наблюдается у пробы с минимальным количеством взвеси. Как и отмечалось выше, при увеличении концентрации взвеси, с уменьшением концентрации вещества в растворе из-за его адсорбции, минеральной взвесью адсорбируется и меньшее количество гуминовых кислот на единицу площади поверхности (рис. 3.26).
На протяжении первых 5-ти суток эксперимента, по мере линейного роста общей численности бактерий, наблюдается значительно больший прирост численности бактерий, агрегированных на минеральных частицах, по сравнению со свободноживущими бактериями. Это может происходить из-за более благоприятных условий для развития бактерий, возникающих на поверхности минеральной взвеси благодаря протекающим процессам адсорбции органических веществ и ионов биогенных
8 В. Н. Лопатин и др.
^агр / ^св
Рис. 4.8. Динамика отношения численностей агрегированных на взвеси и сво-бодноживущих бактерий при различном содержании взвеси: ? — без взвеси;
с добавкой взвеси: ¦ — 5 мг/л; А — 15 мг/л; • — 45 мг/л; о — 90 мг/л
веществ. На 5-7 сутки эксперимента численность свободных бактерий начинает падать, а прикреплённых остаётся сравнительно высокой, но ниже достигнутого ранее максимального уровня. Это указывает на сохранение более благоприятных условий развития для бактерий, расположенных на частицах. Эти выводы подкрепляются и данными по адсорбции растворённых гуминовых кислот минеральными частицами. С ростом концентрации взвеси происходит уменьшение содержания растворённых в воде органических веществ и их переход в адсорбированное состояние. Более чётко эти зависимости прослеживаются при рассмотрении изменений численности прикреплённых бактерий, отнесённых к количеству частиц взвеси (рис. 4.9). При всех концентрациях минеральной взвеси наблюдается в первые трое суток постоянный рост численности прикреплённых бактерий, и в дальнейшем их численность держится на постоянном уровне. Причём, этот уровень выше у пробы с минимальным содержанием взвеси.
