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3.4 天然水体中的异相物质--天然水系的组成和性质(2)

时间:2010-01-29 02:08 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  (3)碳酸盐和硅石,是由生物体残骸中“硬性”部分经分散而形成,在营养物供给充分的水体中含量较丰富。通过各种复杂的自然过程,这些颗粒物又常以珊瑚礁等形态聚集在水体浅底部位。

  (4)颗粒状有机物,是生物体残骸中“软性”部分,其中包含生物体碎屑和相当多数量细菌,由它们组成了水体中大多数的悬浮颗粒物。这一类物质中只有很小部分能构成水底沉积物,但在别的沉积物迁移和变化过程中起很大作用。

  (5)天然和人造的化学物质,这类物质种类众多,含量变化也较大。天然化合物多数是一些大分子的碳水化合物、类脂物和蛋白质;人造的包括有机农药、糖脂、重金属水解产物、放射性核素及颗粒状有机物(如纸浆厂排水中的含有物)等。

  天然水体中各种颗粒物有不同的浓度和不同的滞留时间,它们在生成过程和迁移过程中受到重力、水力(水平和垂直方向)以及相互之间的吸引力,最后以沉积物形态汇集于水底。

  3.4.3藻类

  藻类是在缓慢流动水体中最常见的浮游类植物。按生态观点看,藻类是水体中的生产者,它们能在阳光辐照条件下,以水、二氧化碳和溶解性氮、磷等营养物为原料,不断生产出有机物,并放出氧。合成有机物一部分供其呼吸消耗之用,另一部分供合成藻类自身细胞物质之需。在无光条件下,藻类消耗自身体内有机物以营生,同时也消耗着水中的溶解氧,因此在暗处有大量藻类繁殖的水体是缺氧的。

  按藻类结构,它们可能是以单细胞、多细胞或菌落形态生存。一般河流中可见到的有绿藻、硅藻、甲藻、金藻、蓝藻、裸藻、黄藻等大类,它们的外观大多数有鲜明的色泽,这是因为在它们的体内除含叶绿素外,还含有各种附加色素,如藻青蛋白(青色)、藻红蛋白(红色)、胡萝卜素(橙色)、叶黄素(黄色)等。水体中藻类种类和数量可依季节和水体环境条件(底质状况、含固量、水速、水污染状况等)而有很大变化。藻类中某些种类的形体如图3-10所示。

  藻类等浮游植物体内所含碳、氮、磷等主要营养元素间一般存在着一个比较确定的比例。按质量计C∶N∶P=41∶7.2∶1按原子数计C∶N∶P=106∶16∶1。大致的化学结构式为(CH2O)106(NH316H3PO4。藻类大量繁殖是水体富营养化的标志,由此可从多方面影响水体的水质。

  3.4.4 细菌

  3.4.4.1 水体中细菌类别

  细菌是关系到天然水体环境化学性质的最重要生物体。它们结构简单、形体微小,在环境条件下繁殖快分布广。就生态观点看,它们中多数是还原者。由于比表面甚大,从水体摄取化学物质的能力极强,还由于细胞内含有各种酶催化剂,由此引起生物化学反应速度也非常快。

  按外型可将细菌分为球菌、杆菌和螺旋菌等类。它们可能是单细胞或多至几百万个细胞的群合体。图3-11所示为单细胞细菌形体的示意图。细胞体表面荚膜层由多糖或多肽类化合物组成,具有保护自身免受其他微生物进攻的作用。在荚膜层上还联结着很多基团(羧基、氨基、羟基等),所以在水体pH发生变化时,可能通过这些基团的电离或质子化作用等使细胞体表面带电:

  低pH条件下 H3N( Cell)CO2H (带正电)

  中pH条件下 H3N(Cell)COO- (不带电)

  高pH条件下 H2N(-Cell)COO- (带负电)

  按营养方式,可将细菌分为自养菌和异养菌两类。自养菌具有将无机碳化合物转化为有机物的能力,光合细菌(绿硫细菌、紫硫细菌等)和化能合成细菌(硝化菌、铁细菌、氢细菌、硫氧化细菌等)属于此类。大多数细菌属于化能异养型,它们合成有机物的能力弱,需要现成有机物作为自身机体的营养物。异养菌又分为腐生菌和寄生菌。前者包括腐烂菌、放线菌等,它们从死亡的生物机体中摄取营养物;寄生菌则生活在活的机体中,一些病原性细菌属于此类,它们以进入水体的生物排泄物为媒介,传播各类疾病。
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