高原湖泊沉积物中硫形态分布与微生物地球化学行为——以云南洱海和贵州阿哈湖为例

来源 :中国科学院地球化学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuling
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
洱海和阿哈湖是同处于云贵高原上的湖泊,但是在气候、光照、氧含量、硫酸盐含量、成湖历史上有显著的差别,是研究湖泊沉积中硫的微生物地球化学循环机制的绝佳对象。我们利用分光光度法、离子色谱、高效液相色谱、荧光原位杂交等方法获得了洱海和阿哈湖春季、秋季和冬季沉积物中的硫形态(S2-、SO32-、S2O32-、SO42-、AVS、S0、FeS2),和硫酸盐还原菌的空间分布规律,并分析了它们之间的空间耦合关系,初步得出了以下几点认识:   1.限于H2S低于检出限,洱海春季、秋季和冬季沉积物孔隙水中无H2S的检出,阿哈湖春季和冬季亦无H2S的检出,仅秋季表层孔隙水中有少量的H2S检出。其原因是由于Fe2+消耗殆尽,多余的H2S与Mn2+结合形成MnS,MnS溶度积较大,一部分MnS发生水解产生S2-。   2.在洱海春季、秋季、冬季三个季节中,春季沉积物孔隙水中的SO42-含量最少,呈现出还原特征;冬季最高,但空间分布不连续,既呈现氧化特征又呈现还原特征。我们认为这是由于黏附沉降在湖泊沉积物顶部形成生物膜所致,并由此提出微生物粘附沉降模型:春季、冬季湖水表层温度较低而底层温度高,湖水发生垂直对流运动,其中微生物也随湖水运动,当微生物到达湖底沉积物顶部时,其中一些表面黏性的微生物就会黏附在沉积物上,而且先前黏附在沉积物上的微生物还会会黏附更多的微生物,只要对流过程一直发生,粘附沉降作用就一直继续,这一作用可以在洱海沉积物表面形成一层厚实的生物膜。冬季生物膜还未完全形成,所以湖泊沉积物既呈现氧化特征又呈现还原特征;春季生物膜已经完全形成,湖泊沉积物呈现出还原特征。   3.两个湖泊沉积物单质硫在春冬季节明显高于秋季,表明单质硫在冬、春季积累,在秋季消耗。认为冬、春季还原作用对单质硫的消耗不产生影响。此外,冬季和春季单质硫的空间分布极大相似,春季酸可挥发性硫(AVS)和单质硫的空间分布也存在相似性,显示可能存在稳定的单质硫形成机制,而且这一机制的制约条件没有发生变化,这可能是因为单质硫是在硫酸盐还原过程中与AVS同时形成的。但是秋季单质硫消耗的机制不明,有待进一步研究。   4.利用荧光原位杂交法得到了沉积物中硫酸盐还原菌的空间分布结果,从中可以辨识沉积物中硫酸盐还原菌的分布随深度增加存在0-5cm,5-8cm,8-14cm三个高峰,从而分为0-5cm,5-8cm,8-14cm和14cm以下四个层次,四个层次中最项层(0-5cm),恰好是一年中各种形态硫氧化还原作用最活跃的一层,二者之间具有空间耦合关系。这一层虽然硫酸盐还原菌数量不是最多,但活性较强。   5.根据单质硫大量出现的时间与硫酸盐还原作用发生的时间一致,春季酸可挥发性硫(AVS)也和单质硫空间分布存在很大相似性。提出了单质硫是在硫酸盐还原过程中与酸可挥发性硫(AVS)同时形成的:一方面硫酸盐还原菌利用硫酸盐作为电子受体,产生H2S;另一方面硫酸盐还原菌(或其他微生物)分解有机物,产生低级脂肪酸和能量。且生成的低级脂肪酸和H2S可能有特定比例关系。这样,既有丰富的H2S又有H+,H2S便会被其高价态的物质(如SO32-,S2O32-,SO42-,NO3-等)自发地氧化为单质硫。
其他文献
随着世界石油资源的日渐衰竭,石油资源的开发已从陆地转向海洋,从浅海转向深海。论文主要内容是国家863计划——深水海底管道铺设技术子课题的一部分,该课题对水下管道自动对接机具进行了深入的研究,从而在开发深海能源方面迈出重要一步。论文研究了深水海底管道的水下回接技术,确定了一系列边界条件,对管道和法兰进行了详细的设计。深水海底管道回接系统主要是通过一个水下机器人ROV控制一整套对接工具自动完成管道的机
产品创新设计的能力已成为决定企业乃至国家在全球化竞争中地位的首要因素。只有在设计阶段按照绿色产品的特点规划、设计产品,即进行绿色设计,才能保证产品最终的“绿色”特性。但是目前绿色设计的方法均集中于改善现有的产品,因此十分有必要开展产品绿色创新设计方法研究,使产品满足相关法律法规的要求,打破绿色贸易壁垒。本文将TRIZ创新理论和基于产品虚拟基因的基因工程技术延伸到产品绿色创新设计上,提出了面向产品全
本文全面分析了当前光学三维测量领域的发展方向及研究热点,系统地阐述了光学三维测量技术的理论体系,深入研究了基于投影光栅相移法的全方位三维测量与立体模型开发的相关技
南果梨是辽宁省著名果品,1988年被农业部列为全国名优特品种,优质南果梨现主产于鞍山、海城、辽阳等地,已获国家原产地认证。优质南果梨种植区域有一定的局限性,与气候、地质
德尔布干成矿带是我国七个具有找矿前景的成矿带之一,多年来,中国地质调查局及黑龙江省国土资源局在该成矿带开展了多项地质矿产调查工作,取得了较好的成果,提供了多处矿产地和找
学位
在小学数学教学过程中,需要教师根据学生的情况,结合生活实际与所授课堂内容,进行情境创设,为学生提供参加教学活动的机会,学习数学的目的是为了培养学生形成合理的逻辑思维
本文通过对荣华二采区10
期刊
轧钢机主传动系统按设计技术指标可靠运行是轧机设计制造的关键问题之一。随着生产率不断提高及轧制强化,轧钢机主传动系统的负载加重,对轧机传动系统提出了高精度和高动态性
小学阶段的数学教学内容主要涉及到的是代数方面的知识,因此在小学数学教学中也主要是对学生计算能力的培养.而数学计算不仅仅是知识上的学习,它对学生生活中的数学计算也有
井壁稳定问题是一个长期困扰石油工程界的重人技术难题,在世界范围内普遍存在,由此造成了重大的经济损失。井眼是否稳定,取决于井内流体与井肇之间的力学作用和化学作用。统计资