千岛湖有色可溶性有机物的生物可利用性特征及其环境指示意义

摘要

千岛湖水质优良,具有较低的初级生产力和较高的透明度(SDD),探究该湖有色可溶性有机物(CDOM)的微生物降解特征对探究清洁水体有机物迁移转化规律具有重要意义.通过对室内微生物培养实验前后CDOM吸收和荧光光谱的对比分析,探究该湖有色可溶性有机物生物降解特征及指示意义.结果表明,经28 d微生物降解培养后CDOM吸收系数a254、光谱斜率S275-295平均值均减小、荧光腐殖化指数HIX增大,说明微生物降解致使CDOM浓度降低,腐殖化程度相应升高.经生物培养28 d可降解的CDOM吸收系数a254平均降幅可达14.3％ ±4.8％,各点位降幅范围为4.3％ ～23.6％.平行因子分析获得三种荧光组分,分别为陆源类腐殖酸C1、类色氨酸C2和C3,三种荧光组分在28 d微生物降解培养过程中均主要表现为降解,极少有累积;其中类色氨酸C2和C3生物可利用性水平分别可达54.1％ ±18.2％ 和53.2％ ±14.3％,陆源类腐殖酸C1生物可利用性为28.2％ ±9.1％;培养前后CDOM荧光主要贡献组分由类色氨酸C2变为陆源类腐殖酸C1,这说明千岛湖类色氨酸生物活性高于类腐殖酸,微生物降解培养过程中亦表现为削弱类蛋白峰保留类腐殖酸峰.培养前后CDOM吸收系数差值,亦即CDOM生物可利用性 Δa254的高值主要集中在下游东南湖区,这与类色氨酸C2分布特征具有一定的相似性,说明千岛湖东南湖区CDOM生物可利用性最高,可能与大量类色氨酸C2赋存具有一定关系.微生物降解培养致使类色氨酸C2和C3分布特征发生改变,经培养后其高值与C1、a254培养后高值分布特征相似,说明生物培养过程中可能存在类蛋白物质的产生.微生物降解培养前后C1与a254均具有很好的相关性,说明微生物降解培养对陆源类腐殖酸荧光峰应用于估算有机物浓度的影响较小,培养后湖心区及东南湖区类色氨酸C2—C3高值区消失,说明在水滞留时间较长的湖区微生物活动对类色氨酸荧光峰在点源污染识别的应用存在一定的影响.