本发明专利技术公开一种定量微藻对灰岩的生物溶蚀作用方法，灰岩溶出的镁离子一部分为藻体吸收利用，一部分导致溶液中的镁离子浓度变化；以生物增长率方程乘以时间对时间积分代表着单位体积培养液中藻体生物溶蚀累积作用时间；单位体积培养液微藻对灰岩镁的溶出量随藻体生物溶蚀累积作用时间变化的方程代表着不同藻体生物溶蚀累积作用时间下单位体积培养液中微藻对灰岩镁的溶出量，然后对其求导则代表了单位生物量单位时间藻体对灰岩镁的溶出量；而镁的溶出又直接反映了灰岩的溶蚀，因此单位生物量单位时间微藻对灰岩镁的溶出量能够定量地反映微藻对灰岩的生物溶蚀作用；本发明专利技术填补了定量微藻对灰岩生物溶蚀作用的空白；技术成熟，操作简单，成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于生态环境治理监测和工程地质监测领域。
技术介绍
灰岩的溶蚀作用，包括物理作用、化学作用和生物作用。灰岩经常遭受周围生物的溶蚀作用，因此，生物溶蚀作用至关重要。岩溶地区岩石表面有丰富的藻类聚集，水体中大量藻类对基底和堤岸中的岩石进行侵蚀。虽然有人对藻类、地衣、苔藓对灰岩浅表层溶蚀形成的生物岩溶微形态及持水性进行过研究，也有人对微生物以及碳酸酐酶在岩溶作用过程中的作用进行了研究。但对“生 物对灰岩的生物溶蚀作用”这一复杂过程的定量研究还未见报道。微藻(miCToalgae)包括所有生活在水中营浮游生活方式的微小植物，通常就指浮游藻类。微藻结构简单，其生理过程也相对简单，有些种类是科学研究的模式植物，如莱茵衣藻、小球藻，很多种类还可以人工培养，这为我们的研究提供了便利。微藻对灰岩溶蚀作用同样也包括物理作用、化学作用和生物作用。不同的藻类对灰岩的生物溶蚀作用明显不同，有胞外碳酸酐酶的藻类与无胞外碳酸酐酶的藻类相比具有较强的溶蚀效果。目前，不同种类微藻的溶蚀效果的定量是一个非常棘手的问题。在微藻对灰岩的生物溶蚀作用过程中会产生大量的钙镁离子，这些钙镁离子一部分为藻类吸收利用，一部分存在于溶液中，还有一部分以沉淀物的方式沉淀下来。由于，灰岩的钙镁质量比普遍大于40 :1，而藻体利用的钙镁质量比小于10 :1，因此，镁离子成为微藻生长的限制因子。当藻类利用从灰岩中溶出的镁时，虽然有一部分钙也被藻类利用，但绝大多数从灰岩中溶出的钙不被利用，或以离子形式存在于溶液中，或以碳酸钙沉淀形式沉淀在溶液中，而沉淀下来的碳酸钙量较难估算，镁相对于钙受沉淀的影响较小。因此，我们可以通过测定待测微藻中镁的含量以及溶液中的镁的浓度变化，通过一系列计算获取单位藻体单位时间对灰岩的生物溶蚀作用。目前定量微藻对灰岩生物溶蚀作用的方法还未见报道，而微藻对灰岩生物溶蚀作用的定量又极为重要，它能够有效地评估湖泊河流微藻对岩溶地区生态环境和堤坝等建筑的危害，从而达到预测灾害的目的。特别是在当前，众多湖泊富营养化严重的情况下，显得更为重要和紧迫。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种微藻对灰岩生物溶蚀作用的定量方法，填补定量微藻对灰岩的生物溶蚀作用的空白。本专利技术采取以下技术方案，其特征在于包含以下步骤第一，测定灰岩粉末钙镁质量比，分别在两组常规培养液中添加过量的钙镁质量比大于40的灰岩粉末和不添加灰岩粉末后培养待测微藻,再在另一组培养液中只添加这种隹丐镁质量比大于40的灰岩粉末而不添加藻体； 第二，待测微藻在被考察的培养条件下培养，在不同培养时间后，分别测定添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液的叶绿素a浓度、对应培养时间溶液的镁离子浓度和只添加灰岩粉末未培养有藻体的培养液中溶液的镁离子浓度，用只添加灰岩粉末未培养有藻体的培养液中溶液起始的镁离子浓度和其不同时间的溶液的镁离子浓度来归一化校准添加有灰岩粉末且培养有藻体的对应培养时间的培养液中溶液的镁离子浓度，得到对应培养时间校准后的添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度；再将不同培养时间校准后的添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度数据减去其起始的溶液的镁离子浓度，得出不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度的变化值；第三，待培养6天以上，收获在不添加灰岩粉末培养液中培养的藻体，测定该藻体镁的含量和对应的叶绿素a含量，并计算单位质量叶绿素a对应的镁含量； 第四，将不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液的叶绿素a浓度值减去其初始的叶绿素a浓度值后乘以单位质量叶绿素a对应的镁含量，得到不同培养时间下单位体积培养液藻体吸收利用的来自灰岩溶出的镁量； 第五，将不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度的变化值加上对应培养时间下单位体积培养液藻体吸收利用的来自灰岩溶出的镁量，获得不同培养时间单位体积培养液藻体对灰岩镁的溶出量； 第六，依据不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液叶绿素a浓度数据，构建微藻在待测培养条件下的叶绿素a浓度随培养时间变化的指数生长方程，并对叶绿素a浓度随培养时间变化的方程求导，获得微藻生物增长率方程； 第七，将微藻生物增长率方程乘以时间对时间积分，获得单位体积培养液微藻生物溶蚀累积作用时间方程，并计算不同培养时间下单位体积培养液中微藻生物溶蚀累积作用时间； 第八，构建单位体积培养液中不同培养时间藻体对灰岩镁的溶出量随对应的微藻生物溶蚀累积作用时间变化的方程，并对该方程求导，得出单位时间单位叶绿素a含量下的待测藻体对灰岩的生物溶蚀效应； 第九，将单位时间单位叶绿素a含量的微藻对灰岩的生物溶蚀效应进行溶蚀量换算，获得单位时间单位叶绿素a含量的微藻对灰岩的溶蚀量；具体换算方法为单位时间单位叶绿素a含量的微藻对灰岩的生物溶蚀效应乘以溶蚀量换算因子F，溶蚀量换算因子F用下列的溶蚀量换算方程表示权利要求1.，其特征在于包含以下步骤 第一，测定灰岩粉末钙镁质量比，分别在两组常规培养液中添加过量的钙镁质量比大于40的灰岩粉末和不添加灰岩粉末后培养待测微藻,再在另一组培养液中只添加这种隹丐镁质量比大于40的灰岩粉末而不添加藻体； 第二，待测微藻在被考察的培养条件下培养，在不同培养时间后，分别测定添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液的叶绿素a浓度、对应培养时间溶液的镁离子浓度和只添加灰岩粉末未培养有藻体的培养液中溶液的镁离子浓度，用只添加灰岩粉末未培养有藻体的培养液中溶液起始的镁离子浓度和其不同时间的溶液的镁离子浓度来归一化校准在添加有灰岩粉末且培养有藻体的对应培养时间的培养液中溶液的镁离子浓度，得到对应培养时间校准后的添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度；再将不同培养时间校准后的添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度数据减去其起始的溶液的镁离子浓度，得出不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度的变化值； 第三，待培养6天以上，收获在不添加灰岩粉末培养液中培养的藻体，测定该藻体镁的含量和对应的叶绿素a含量，并计算单位质量叶绿素a对应的镁含量； 第四，将不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液的叶绿素a浓度值减去其初始的叶绿素a浓度值后乘以单位质量叶绿素a对应的镁含量，得到不同培养时间下单位体积培养液藻体吸收利用的来自灰岩溶出的镁量； 第五，将不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度的变化值加上对应培养时间下单位体积培养液藻体吸收利用的来自灰岩溶出的镁量，获得不同培养时间单位体积培养液藻体对灰岩镁的溶出量； 第六，依据不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液叶绿素a浓度数据，构建微藻在待测培养条件下的叶绿素a浓度随培养时间变化的指数生长方程，并对叶绿素a浓度随培养时间变化的方程求导，获得微藻生物增长率方程； 第七，将微藻生物增长率方程乘以时间对时间积分，获得单位体积培养液微藻生物溶蚀累积作用时间方程，并计算不同培养时间下单位体积培养液中微藻生物溶蚀累积作用时间； 第八，构建单位体积培养液中不同培养时间藻体对灰岩镁的溶出量随对应的微藻生物溶蚀累积作用时间变化的方程，并对该方程求导，得出单位时间单位叶绿素本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种定量微藻对灰岩的生物溶蚀作用方法，其特征在于：包含以下步骤：第一，测定灰岩粉末钙镁质量比，分别在两组常规培养液中添加过量的钙镁质量比大于40的灰岩粉末和不添加灰岩粉末后培养待测微藻，再在另一组培养液中只添加这种钙镁质量比大于40的灰岩粉末而不添加藻体；第二，待测微藻在被考察的培养条件下培养，在不同培养时间后，分别测定添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液的叶绿素a浓度、对应培养时间溶液的镁离子浓度和只添加灰岩粉末未培养有藻体的培养液中溶液的镁离子浓度，用只添加灰岩粉末未培养有藻体的培养液中溶液起始的镁离子浓度和其不同时间的溶液的镁离子浓度来归一化校准在添加有灰岩粉末且培养有藻体的对应培养时间的培养液中溶液的镁离子浓度，得到对应培养时间校准后的添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度；再将不同培养时间校准后的添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度数据减去其起始的溶液的镁离子浓度，得出不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度的变化值；第三，待培养6天以上，收获在不添加灰岩粉末培养液中培养的藻体，测定该藻体镁的含量和对应的叶绿素a含量，并计算单位质量叶绿素a对应的镁含量；第四，将不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液的叶绿素a浓度值减去其初始的叶绿素a浓度值后乘以单位质量叶绿素a对应的镁含量，得到不同培养时间下单位体积培养液藻体吸收利用的来自灰岩溶出的镁量；第五，将不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液中镁离子浓度的变化值加上对应培养时间下单位体积培养液藻体吸收利用的来自灰岩溶出的镁量，获得不同培养时间单位体积培养液藻体对灰岩镁的溶出量；第六，依据不同培养时间下添加有灰岩粉末且培养有藻体的培养液叶绿素a浓度数据，构建微藻在待测培养条件下的叶绿素a浓度随培养时间变化的指数生长方程，并对叶绿素a浓度随培养时间变化的方程求导，获得微藻生物增长率方程；第七，将微藻生物增长率方程乘以时间对时间积分，获得单位体积培养液微藻生物溶蚀累积作用时间方程，并计算不同培养时间下单位体积培养液中微藻生物溶蚀累积作用时间；第八，构建单位体积培养液中不同培养时间藻体对灰岩镁的溶出量随对应的微藻生物溶蚀累积作用时间变化的方程，并对该方程求导，得出单位时间单位叶绿素a含量下的待测藻体对灰岩的生物溶蚀效应；第九，将单位时间单位叶绿素a含量的微藻对灰岩的生物溶蚀效应进行溶蚀量换算，获得单位时间单位叶绿素a含量的微藻对灰岩的溶蚀量；具体换算方法为单位时间单位叶绿素a含量的微藻对灰岩的生物溶蚀效应乘以溶蚀量换算因子F，溶蚀量换算因子F？用下列的溶蚀量换算方程表示：F=？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？上述的溶蚀量换算方程中的BMg和BCa分别为实验所用灰岩镁和钙所占的质量比例；MMgCO3和MCaCO3分别为碳酸镁和碳酸钙的分子质量；MMg和MCa分别为镁和钙的分子质量。2012104399702100001dest_path_image002.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴沿友，谢腾祥，吴明津，李海涛，刘莹，刘丛强，王宝利，
申请(专利权)人：中国科学院地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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