[發明專利]一種定量微藻對灰巖的生物溶蝕作用方法

無效

• 申請號: 201210439970.2
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN102912000A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 吳沿友;謝騰祥;吳明津;李海濤;劉瑩;劉叢強;王寶利
• 申請（專利權）人: 中國科學院地球化學研究所
• 主分類號: C12Q1/64
• 分類號: C12Q1/64;C12R1/89
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種定量微藻對灰巖的生物溶蝕作用方法，屬于生態環境治理監測和工程地質監測領域。

背景技術

灰巖的溶蝕作用，包括物理作用、化學作用和生物作用。灰巖經常遭受周圍生物的溶蝕作用，因此，生物溶蝕作用至關重要。巖溶地區巖石表面有豐富的藻類聚集，水體中大量藻類對基底和堤岸中的巖石進行侵蝕。

雖然有人對藻類、地衣、苔蘚對灰巖淺表層溶蝕形成的生物巖溶微形態及持水性進行過研究，也有人對微生物以及碳酸酐酶在巖溶作用過程中的作用進行了研究。但對“生物對灰巖的生物溶蝕作用”這一復雜過程的定量研究還未見報道。

微藻（microalgae）包括所有生活在水中營浮游生活方式的微小植物，通常就指浮游藻類。微藻結構簡單，其生理過程也相對簡單，有些種類是科學研究的模式植物，如：萊茵衣藻、小球藻，很多種類還可以人工培養，這為我們的研究提供了便利。微藻對灰巖溶蝕作用同樣也包括物理作用、化學作用和生物作用。不同的藻類對灰巖的生物溶蝕作用明顯不同，有胞外碳酸酐酶的藻類與無胞外碳酸酐酶的藻類相比具有較強的溶蝕效果。目前，不同種類微藻的溶蝕效果的定量是一個非常棘手的問題。

在微藻對灰巖的生物溶蝕作用過程中會產生大量的鈣鎂離子，這些鈣鎂離子一部分為藻類吸收利用，一部分存在于溶液中，還有一部分以沉淀物的方式沉淀下來。由于，灰巖的鈣鎂質量比普遍大于40：1，而藻體利用的鈣鎂質量比小于10：1，因此，鎂離子成為微藻生長的限制因子。當藻類利用從灰巖中溶出的鎂時，雖然有一部分鈣也被藻類利用，但絕大多數從灰巖中溶出的鈣不被利用，或以離子形式存在于溶液中，或以碳酸鈣沉淀形式沉淀在溶液中，而沉淀下來的碳酸鈣量較難估算，鎂相對于鈣受沉淀的影響較小。因此，我們可以通過測定待測微藻中鎂的含量以及溶液中的鎂的濃度變化，通過一系列計算獲取單位藻體單位時間對灰巖的生物溶蝕作用。

目前定量微藻對灰巖生物溶蝕作用的方法還未見報道，而微藻對灰巖生物溶蝕作用的定量又極為重要，它能夠有效地評估湖泊河流微藻對巖溶地區生態環境和堤壩等建筑的危害，從而達到預測災害的目的。特別是在當前，眾多湖泊富營養化嚴重的情況下，顯得更為重要和緊迫。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種微藻對灰巖生物溶蝕作用的定量方法，填補定量微藻對灰巖的生物溶蝕作用的空白。

本發明采取以下技術方案：一種定量微藻對灰巖的生物溶蝕作用方法，其特征在于：包含以下步驟：

第一，測定灰巖粉末鈣鎂質量比，分別在兩組常規培養液中添加過量的鈣鎂質量比大于40的灰巖粉末和不添加灰巖粉末后培養待測微藻，再在另一組培養液中只添加這種鈣鎂質量比大于40的灰巖粉末而不添加藻體；

第二，待測微藻在被考察的培養條件下培養，在不同培養時間后，分別測定添加有灰巖粉末且培養有藻體的培養液的葉綠素a濃度、對應培養時間溶液的鎂離子濃度和只添加灰巖粉末未培養有藻體的培養液中溶液的鎂離子濃度，用只添加灰巖粉末未培養有藻體的培養液中溶液起始的鎂離子濃度和其不同時間的溶液的鎂離子濃度來歸一化校準添加有灰巖粉末且培養有藻體的對應培養時間的培養液中溶液的鎂離子濃度，得到對應培養時間校準后的添加有灰巖粉末且培養有藻體的培養液中鎂離子濃度；再將不同培養時間校準后的添加有灰巖粉末且培養有藻體的培養液中鎂離子濃度數據減去其起始的溶液的鎂離子濃度，得出不同培養時間下添加有灰巖粉末且培養有藻體的培養液中鎂離子濃度的變化值；

第三，待培養6天以上，收獲在不添加灰巖粉末培養液中培養的藻體，測定該藻體鎂的含量和對應的葉綠素a含量，并計算單位質量葉綠素a對應的鎂含量；

第四，將不同培養時間下添加有灰巖粉末且培養有藻體的培養液的葉綠素a濃度值減去其初始的葉綠素a濃度值后乘以單位質量葉綠素a對應的鎂含量，得到不同培養時間下單位體積培養液藻體吸收利用的來自灰巖溶出的鎂量；

第五，將不同培養時間下添加有灰巖粉末且培養有藻體的培養液中鎂離子濃度的變化值加上對應培養時間下單位體積培養液藻體吸收利用的來自灰巖溶出的鎂量，獲得不同培養時間單位體積培養液藻體對灰巖鎂的溶出量；

第六，依據不同培養時間下添加有灰巖粉末且培養有藻體的培養液葉綠素a濃度數據，構建微藻在待測培養條件下的葉綠素a濃度隨培養時間變化的指數生長方程，并對葉綠素a濃度隨培養時間變化的方程求導，獲得微藻生物增長率方程；