1.3电极的制备


金汞伏安微电极的制作方法参照Luther和Madison进行，截取直径为0.1 mm的Au丝(纯度>99.99%)焊接到电缆线上，并利用环氧树脂封装在毛细玻璃管中，固化后进行打磨与抛光，然后置于溶解有0.01 mol·L-1Hg(NO3)2的0.1 mol·L-1HNO3电解液中进行阴极化电沉积生成汞膜。


Ag/AgCl电极(参比电极)和固态Pt电极(辅助电极)的制作方法同金电极的制作，所用材料为直径为1.0 mm的银丝和直径为0.5 mm的Pt丝。Ag电极的卤化：将焊接好的Ag电极置于0.5 mol·L-1的NaCl溶液(或天然海水)中进行阳极极化使其表面生成AgCl薄膜。


1.4溶解氧的测定


运用三电极体系(Au/Hg微电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，Pt电极为辅助电极)，利用瑞士万通Autolab恒电位电流仪，采用循环伏安法(Cyclic Volta-mmetry)在-0.1～-1.8 V电势范围内进行扫描，定时获得样品溶液体系的溶解氧含量，以时间t为横坐标，溶解氧浓度为纵坐标绘制动力学溶解氧变化曲线。每一时刻溶解氧的测定均在电极稳定后扫描5次，以保证其重现性与精确性。


1.5沉积物中的磷形态分布分析


对沉积物原样及以上实验过程后的沉积物样品分别用MgCl2溶液和柠檬酸钠-连二亚硫酸钠-碳酸氢钠混合溶液(CDB溶液)逐级分离提取其中的弱吸附态磷(Ex-P)和铁结合态磷(Fe-P)。另外，将沉积物用盐酸提取测定其中无机磷(IP)、将沉积物在550℃下灰化后用盐酸提取测定其总磷(TP)，两者相减获得有机磷含量(OP)。上述提取液中各形态磷的测定均采用磷钼蓝分光光度法。


2结果与讨论


2.1中肋骨条藻和沉积物对磷的吸收/吸附作用的相互影响


2.1.1初始藻密度对磷消耗的影响


为了解藻密度对沉积物-水体系中磷消耗的影响，首先测试不同初始藻密度的藻体对磷的吸收动力学曲线及藻与沉积物共存时对磷的消耗动力学曲线，如图1所示。

图1不同初始藻密度下沉积物-藻共存体系中磷的消耗情况


显然，藻的存在明显加大了体系中磷浓度的降低幅度，同样条件下，藻密度较高的体系中，磷浓度的降低率也是较高的。在无藻类存在的情况下，沉积物对无机磷的吸附平衡时间以48 h计，吸附平衡后沉积物对介质中无机磷的吸附百分比为42.5%。仅藻类存在条件下，不同初始藻密度的藻对磷的吸收情况差异明显，48 h后低、中、高藻密度组由32μmol·L-1的初始磷浓度分别下降至14.5、8.5和2.0μmol·L-1，消耗磷的百分比分别为54.7%，73.4%，93.8%。当藻体与沉积物共存时，24 h后低、中藻密度处理组对磷的消耗几乎趋于稳定，而高藻密度处理组在24 h后对磷的消耗依然较为剧烈，且中、高藻密度处理组12 h前对磷的吸收趋势相近，12 h后差异增大，至48 h三种初始藻密度处理组中磷浓度减少量分别为20.4、24.4和30.1μmol·L-1，相较零时刻的下降百分比分别为63.8%，76.3%及94.1%。


2.1.2中肋骨条藻与沉积物共存条件下二者的相互影响为进一步探究藻类与沉积物共存条件下二者的相互影响，分别将实际藻吸收磷动力学曲线与共存体系中扣除沉积物吸附所获得的藻吸收磷动力学曲线(见图2(a))，以及实际沉积物吸附磷动力学曲线与共存体系中扣除相应藻吸收所获得的沉积物吸附磷动力学曲线(见图2(b))进行了对比分析。

图2藻类-沉积物共存对藻吸收磷动力学(a)和沉积物吸附磷动力学(b)的影响


结果表明，加入沉积物实验组中的藻类对磷的吸收明显低于单一藻类实验组，共存体系下的低、中、高藻密度藻体48 h后对磷的吸收百分比仅分别为21.3%，34.1%及51.9%，与单一藻类条件下相比各下降了33.4%，39.3%及41.9%。同时，藻类的存在亦显著影响了沉积物对磷的吸附行为；添加藻类体系中的沉积物虽在短时间内对磷的吸附呈上升趋势，但低、中、高藻密度组中的沉积物分别在12、2及1 h时刻对磷的吸附不增反降，1.0×105cells/mL藻密度条件下的沉积物8 h后甚至出现磷释放现象，48 h后低、中、高藻密度存在条件下的沉积物对磷吸附的百分比仅分别为9.1%，2.8%和0.3%，与单一沉积物对磷的吸附情况相比分别下降了33.4%，39.7%及42.2%，即藻密度越大该影响越明显。藻类对磷的持续吸收导致水体中磷浓度不断降低，从而使得沉积物上磷的吸附量逐渐降低，如果水体中磷浓度低于吸附解吸临界磷平衡浓度，还将会导致沉积物中磷的析出。该结果与许多研究认为的藻类生长与繁殖会促进沉积物释磷现象的观点不谋而合。