1.3電極的制備

金汞伏安微電極的制作方法參照Luther和Madison進(jìn)行，截取直徑為0.1 mm的Au絲(純度>99.99%)焊接到電纜線上，并利用環(huán)氧樹脂封裝在毛細(xì)玻璃管中，固化后進(jìn)行打磨與拋光，然后置于溶解有0.01 mol·L-1Hg(NO3)2的0.1 mol·L-1HNO3電解液中進(jìn)行陰極化電沉積生成汞膜。

Ag/AgCl電極(參比電極)和固態(tài)Pt電極(輔助電極)的制作方法同金電極的制作，所用材料為直徑為1.0 mm的銀絲和直徑為0.5 mm的Pt絲。Ag電極的鹵化：將焊接好的Ag電極置于0.5 mol·L-1的NaCl溶液(或天然海水)中進(jìn)行陽極極化使其表面生成AgCl薄膜。

1.4溶解氧的測定

運用三電極體系(Au/Hg微電極為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，Pt電極為輔助電極)，利用瑞士萬通Autolab恒電位電流儀，采用循環(huán)伏安法(Cyclic Volta-mmetry)在-0.1～-1.8 V電勢范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，定時獲得樣品溶液體系的溶解氧含量，以時間t為橫坐標(biāo)，溶解氧濃度為縱坐標(biāo)繪制動力學(xué)溶解氧變化曲線。每一時刻溶解氧的測定均在電極穩(wěn)定后掃描5次，以保證其重現(xiàn)性與精確性。

1.5沉積物中的磷形態(tài)分布分析

對沉積物原樣及以上實驗過程后的沉積物樣品分別用MgCl2溶液和檸檬酸鈉-連二亞硫酸鈉-碳酸氫鈉混合溶液(CDB溶液)逐級分離提取其中的弱吸附態(tài)磷(Ex-P)和鐵結(jié)合態(tài)磷(Fe-P)。另外，將沉積物用鹽酸提取測定其中無機(jī)磷(IP)、將沉積物在550℃下灰化后用鹽酸提取測定其總磷(TP)，兩者相減獲得有機(jī)磷含量(OP)。上述提取液中各形態(tài)磷的測定均采用磷鉬藍(lán)分光光度法。

2結(jié)果與討論

2.1中肋骨條藻和沉積物對磷的吸收/吸附作用的相互影響

2.1.1初始藻密度對磷消耗的影響

為了解藻密度對沉積物-水體系中磷消耗的影響，首先測試不同初始藻密度的藻體對磷的吸收動力學(xué)曲線及藻與沉積物共存時對磷的消耗動力學(xué)曲線，如圖1所示。

圖1不同初始藻密度下沉積物-藻共存體系中磷的消耗情況

顯然，藻的存在明顯加大了體系中磷濃度的降低幅度，同樣條件下，藻密度較高的體系中，磷濃度的降低率也是較高的。在無藻類存在的情況下，沉積物對無機(jī)磷的吸附平衡時間以48 h計，吸附平衡后沉積物對介質(zhì)中無機(jī)磷的吸附百分比為42.5%。僅藻類存在條件下，不同初始藻密度的藻對磷的吸收情況差異明顯，48 h后低、中、高藻密度組由32μmol·L-1的初始磷濃度分別下降至14.5、8.5和2.0μmol·L-1，消耗磷的百分比分別為54.7%，73.4%，93.8%。當(dāng)藻體與沉積物共存時，24 h后低、中藻密度處理組對磷的消耗幾乎趨于穩(wěn)定，而高藻密度處理組在24 h后對磷的消耗依然較為劇烈，且中、高藻密度處理組12 h前對磷的吸收趨勢相近，12 h后差異增大，至48 h三種初始藻密度處理組中磷濃度減少量分別為20.4、24.4和30.1μmol·L-1，相較零時刻的下降百分比分別為63.8%，76.3%及94.1%。

2.1.2中肋骨條藻與沉積物共存條件下二者的相互影響為進(jìn)一步探究藻類與沉積物共存條件下二者的相互影響，分別將實際藻吸收磷動力學(xué)曲線與共存體系中扣除沉積物吸附所獲得的藻吸收磷動力學(xué)曲線(見圖2(a))，以及實際沉積物吸附磷動力學(xué)曲線與共存體系中扣除相應(yīng)藻吸收所獲得的沉積物吸附磷動力學(xué)曲線(見圖2(b))進(jìn)行了對比分析。

圖2藻類-沉積物共存對藻吸收磷動力學(xué)(a)和沉積物吸附磷動力學(xué)(b)的影響

結(jié)果表明，加入沉積物實驗組中的藻類對磷的吸收明顯低于單一藻類實驗組，共存體系下的低、中、高藻密度藻體48 h后對磷的吸收百分比僅分別為21.3%，34.1%及51.9%，與單一藻類條件下相比各下降了33.4%，39.3%及41.9%。同時，藻類的存在亦顯著影響了沉積物對磷的吸附行為；添加藻類體系中的沉積物雖在短時間內(nèi)對磷的吸附呈上升趨勢，但低、中、高藻密度組中的沉積物分別在12、2及1 h時刻對磷的吸附不增反降，1.0×105cells/mL藻密度條件下的沉積物8 h后甚至出現(xiàn)磷釋放現(xiàn)象，48 h后低、中、高藻密度存在條件下的沉積物對磷吸附的百分比僅分別為9.1%，2.8%和0.3%，與單一沉積物對磷的吸附情況相比分別下降了33.4%，39.7%及42.2%，即藻密度越大該影響越明顯。藻類對磷的持續(xù)吸收導(dǎo)致水體中磷濃度不斷降低，從而使得沉積物上磷的吸附量逐漸降低，如果水體中磷濃度低于吸附解吸臨界磷平衡濃度，還將會導(dǎo)致沉積物中磷的析出。該結(jié)果與許多研究認(rèn)為的藻類生長與繁殖會促進(jìn)沉積物釋磷現(xiàn)象的觀點不謀而合。