Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
ный интерес. В связи с этим и были проведены исследования влияния органо-минеральной взвеси на развитие природного фитопланктонного сообщества.
5.1. Красноярское водохранилище
Рециклинг органических и минеральных веществ имеет большое значение в жизнедеятельности водных экосистем. Бактериальное сообщество в водоёме разлагает сложные органические вещества и возвращает в растворённое состояние различные неорганические компоненты, ранее входившие в их состав, и простые органические соединения. Далее эти компоненты могут быть вновь использованы фитопланктоном для роста и создания биомассы. Этот процесс существенно снижает эффект лимитирования скорости роста фитопланктона и может обеспечивать гораздо большие времена его активного роста в водах, где он идёт достаточно интенсивно.
Особенно важно осуществление процесса рециклинга различных компонентов в водной экосистеме в условиях, когда значительное количество органических и неорганических веществ выведено из растворённого состояния и адсорбировано на минеральной взвеси, присутствующей в водоёме. Это обстоятельство необходимо было учесть при подготовке эксперимента. В качестве минерального компонента в опытах был использован каолин, наиболее широко распространённый минеральный компонент в водах поверхностных водоёмов и водотоков. Для того, чтобы исключить влияние нехарактерных для данного природного сообщества веществ, необходимых для его роста и развития, каолин был отобран из донных отложений на Красноярском водохранилище, из образцов вод которого для проведения эксперимента был взят и фитопланктон.
Поскольку из литературных источников известно, что наибольшее влияние на развитие бактериопланктона оказывают крупные фракции глины, из общей пробы минерального компонента путём многократного осаждения в воде, из водоёма фильтрованной через мембранные фильтры с размерами пор 4.5 мкм отобрана фракция со временем осаждения от 2 до 12 часов [80]. Как показала проверка с помощью оптических методов, средний размер частиц в избранной фракции составил
1.5 мкм. Для того, чтобы удалить из полученной суспензии глины мелкие виды фитопланктона, проведена дальнейшая 3-х кратная промывка суспензии водой, отфильтрованной через фильтры с размером пор
0.2 мкм. В процессе отмывки частицы глины адсорбировали на свою поверхность органическое вещество из воды водохранилища, характерное для данного водоёма. Полученная суспензия глины была оставлена при комнатной температуре в затемнённом месте на 5 суток для того, чтобы обеспечить прирост бактериальной биомассы, которая могла бы в дальнейшем активно осуществлять процесс рециклинга органических соединений. Известно, что воды Красноярского водохранилища и р.
Енисей характеризуются малым содержанием фосфора, который является главным лимитирующим элементом развития фитопланктона. Для интенсивного развития фитопланктона в воде водохранилища наблюдается недостаточное содержание фосфора, азота и железа. Поэтому во все пробы в эксперименте было внесено 0.2 г/л СаМОз, 0.012 г/л КС1, 0.05 г/л К2Н2РО4, 0.05 г/л MgSC»4 и добавлено железо в следовом количестве. В эксперименте водоросли выращивались при комнатной температуре при 18-20 °С. В каждую пробу вносилось 300 мл воды из водоёма, отфильтрованной через фильтр с диаметром пор 0.2 мкм, и 1 мл воды, отфильтрованной через газ с размером ячеек 40 мкм для предупреждения попадания в пробу зоопланктона и простейших.
Развитие фитопланктона рассматривалось в трёх параллельных экспериментах. В первых трёх образцах взвесь не добавлялась, и пробы дополнялись до объёма 0.5 л. Во вторых трёх образцах вводились суспензии каолинита в количестве, которое необходимо для получения конечной концентрации суспензии 50 мг/л, и дополнялись фильтрованной водой. В следующих трёх образцах концентрация каолина была доведена до 100 мг/л, что соответствует мутности природных вод в момент половодья и не выходит за рамки естественных изменений этого природного минерального компонента. Далее проводились наблюдения за развитием фитопланктона в пробах.
В ходе эксперимента оценивались концентрация хлорофилла «а», фотосинтетическая активность, изменение флуоресценции РОВ для двух длин волн, показатели поглощения, ослабления и рассеяния, а также производилось измерение интегральной индикатрисы светорассеяния.
5.2. Взаимосвязь бактерио- и фитопланктона в природном водоёме. Роль органо-минерального детрита в трофической «микробиальной» петле
Биомасса фитопланктона водохранилища за вегетационный период 2001 г. формировалась диатомовыми водорослями. В июне в биомассу фитопланктона равный вклад вносили диатомовые (Asterionella for-mosa Hass., Attheya zachariasii Brun., Aulacoseira granulata (Ehr.) Sim., Fragilaria crotonensis Kitt., Synedra acus Kiitz.) и на отдельных станциях золотистые водоросли (Dinobrion diver gens Imh.). В июле биомассу фитопланктона формировали диатомовые виды родов Су-clotella Kiitz., F. crotonensis, S. acus, на отдельных станциях сине-зелёные (Anabaena lemmermanii P. Richt.) и динофитовые водоросли (Ceratium hirendinella (О.P.M.) Schrank). В августе доминирующим видом повсеместно была F. crotonensis. Анализ количественного состава фитопланктона в пяти параллельных фильтрованных и нефильтро-
