滇池微生物解磷与聚磷作用的实验研究及磷的现代沉积与微生物成矿作用

滇池是世界上磷质来源最丰富的湖泊，是研究磷的现代沉积和微生物对磷循环作用及微生物成矿的天然场所。研究发现，滇池微生物种群和数量繁多，但能对磷溶解、转化、迁移、聚集、沉积的微生物主要有解磷菌和聚磷菌两类。这两类微生物与滇池磷的含量之间有一系列规律的相关性：在底泥磷高含量区域，解磷菌的种群和数量与底泥磷含量成负相关关系，与水体磷含量成正相关关系，而聚磷菌的种群和数量与底泥磷含量成正相关关系，与水体磷含量成负相关关系；在底泥磷低含量区域，上述相关性则相反。滇池中这种活着的微生物在自然环境条件下对磷的溶解、转化、迁移、聚集和沉积的作用，对古磷块岩微生物成矿说提供了可靠的依据，而且对以磷为限制性因子的湖、海、江河环境污染的防治提供了理论资料。     

湖泊中磷的循环与沉积作用

地壳存在大量微溶性磷酸盐矿物，是湖泊中无限的磷源。中国云南省的滇池周围分布着大量早寒武世梅树村期磷块岩，其可溶性大于内生磷灰石，因此滇池湖水中磷的浓度提高，达０．０４～０．３８ｍｇ／Ｌ，是一般湖水中磷浓度的４～１０倍。藻类与细菌在滇池大量繁殖，摄取磷等营养物质，死亡后又被分解生成可溶性颗粒有机磷，磷质又返回湖水中，而那些分解后的水溶部分、不易分解的顽性组分或者不能为后来的生物所利用的组分，形成泥状沉积物或有机泥浆沉入湖底加入湖相沉积物。     

海洋中磷的循环与沉积作用

磷在海洋中的循环与沉积主要是靠生物作用进行的。海洋表层水中的溶解磷几乎全部被海洋植物摄取，海洋植物及动物死亡后最终以生物碎屑的形式沉入海底，在其沉降和到达深层水的过程中大部分被分解、破坏，变成可溶组分又重新返回海水，使深层水中磷浓度提高。含磷浓度高的深层水被上升洋流带到表层后又被生物吸收，重复循环。当上升洋流抵达大陆边缘，特别是遇有陆缘坻存在时，磷等营养物质滞留，导致磷质生物大量繁衍，死亡后沉积，并经成岩作用，便形成大规模的工业磷块岩矿床     

滇池现代沉积物中磷的地球化学及其对环境影响

湖泊沉积物中,磷是产生富营养化的重要元素.湖泊中磷元素含量、地球化学行为以及它的复杂矿物学特征,使人们对磷的研究极为重视.滇池湖中总磷超标10.3倍,底泥沉积物中P2O5平均含量0.52%,最高可达1.92%.滇池地处磷矿区,是磷质来源最丰富的湖泊,统计表明,磷含量每年在不断增长.滇池沉积物中磷主要以吸附态、有机态、铁结合态、钙结合态、铝结合态等几种形式存在.这些形态磷在底泥中是不稳定的,它们在环境改变条件下,又将磷释放到水体中.微生物在磷的循环过程中起了重要作用,乳酸菌对不溶性磷酸盐的分解,使湖泊中可溶磷含量增高.聚磷菌对磷元素的富集以及聚磷菌死亡后发生有机磷的矿化作用,是湖泊中水合磷酸盐矿物沉积的重要途径.当湖泊中这种不稳定的水合磷酸盐矿物在条件具备的情况下,经沉积物覆盖成岩作用后,最终形成磷灰石。     

滇池磷的现代沉积与环境污染防治对策

在滇池磷现代沉积的实验资料研究,特别是磷块岩生物成矿作用研究的基础上,提出了滇池污染防治的优化对策,即在滇池培养聚磷菌,使其种类及繁衍量大于解磷菌的种类与繁衍量,水体中的磷便可向底泥迁移沉积,底泥中的磷向水体释放也会得到有效控制,富营养化自然改观,环境污染逐渐改善。     

滇池湖泊磷负荷及其对水环境的影响

磷是滇池湖泊富营养化的限制性营养元素。滇池湖泊磷负荷来源一般可分为外环境发生源输入的磷负荷和内环境发生源输出的磷负荷两大类。累积在滇池湖泊内的磷,主要分布在水体与底部沉积物中,滇池湖泊水体中总磷浓度由北向南含量降低,底部沉积物中P2O5含量分布由北向南呈递增趋势。底部0-3m的沉积物P2O5含量由上至下呈明显递减趋势,表明滇池湖泊磷负荷逐年加重。近几年资料显示滇池湖泊单位面积磷负荷达1.52g/m2·a,超过总磷公认允许负荷量中危险值的11.7倍,滇池已成为富营养型湖泊。控制滇池富营养化,在解决入湖磷外负荷的同时,对湖泊底部沉积物中磷内负荷也应予以高度重视。     

昆明滇池及盘龙江磷形态分布研究

对昆明地区松华坝水库－盘龙江－滇池水系表层水中的可溶性和不溶性正磷酸盐,聚磷酸盐和有机磷等磷的几种形态进行分析,得出了磷形态分布曲线,从而为滇池水系磷污染的研究和治理提供了一定依据。     

云南滇池地区磷资源的远虑与近忧

云南滇池地区磷矿资源丰富,质量优良,拟建成为全国最大的磷化工基地。但当前在矿石开采、利用、销售、价格等存在着较严重的问题,应引起足够重视,采取得力措施加以解决。     

矿石之微生物脱磷机理的初步研究

以生尘芽孢杆菌进行了微生物脱磷机理与应用的探索性研究。试验结果表明：生尘芽孢杆菌脱磷必须经过两个步骤：（1）通过产生有机酸降低溶液pH值使磷矿石中的磷溶出;（2）当溶液中的磷达到一定浓度后微生物形成胞内聚磷酸盐。     

微生物在锰的氧化富集过程中的作用—以广西湖润锰矿为例

以广西靖西县湖润锰矿床为研究基础，考查了矿床的基本地质特征，简要分析了矿床的成因。为了了解近地表氧化锰矿的形成机理，利用从该矿矿坑水中分离出的两种锰的氧化细菌（Metallogenium Symbioticum和Hyphomicrobium Vulgare)进行了一些锰的氧化实验。实验结果表明这两种细菌对锰具有明显的氧化作用，结合矿床的其他方面特征，认为自然界中微生物在锰的氧化富集过程中起着积极的作用，作用表现在两个方面：一方面微生物可以直接对锰进行氧化，使原生碳酸锰矿转变为氧化锰矿；另一方面微生物又可以改变环境的pH值，促进锰的化学氧化。     

海陆边缘沉积磷在全球变化研究中的意义

从磷的生物地球化学循环的角度,讨论了磷与大气圈O2、CO2的关联模式,并通过研究磷的环境地球化学行为,揭示了海陆边缘沉积磷对古气候、古环境变化的记录及其对指示古全球变化的关键性,同时提出了中国东部沿海近代沉积磷的积累与全球变化的耦合作用关系,在中短时间尺度的全球变化研究中所具有的特殊意义。     

水库现代沉积过程沉积磷的早期成岩作用模型研究

在沉积磷形态分析、孔隙水化学、核素计年以及吸附解吸实验等的基础上,运用一维“反应-平流-扩散”模型,研究了红枫湖现代沉积过程中磷的沉积改造。结果表明:红枫湖现代沉积过程中,有机态磷的矿化分解和铁结合态磷的络合/溶解,是控制沉积物磷迁移转化动力学的主要机制。沉积物-水界面附近有机磷的快速降解,可能克服沉积界面上铁氧化物对溶解磷的吸附缓冲,而形成向水体的磷酸盐迁移通量;自生磷灰石的沉积改造相对不明显,沉积磷向稳定形态含磷矿物(钙氟磷灰石)的转化过程同样不能影响红枫湖现代沉积过程中磷转化的质量平衡。     

植硅体在河流硅输送中的作用

高等植物产生的植硅体是古气候和古环境研究的重要手段,也是陆地硅循环中重要的硅的储库;植硅体通过河流的跨区域输送在全球硅的生物地球化学循环中起着重要作用,是区域硅循环研究的重要载体,然而这方面的关注却很少。河流输送的生物硅大致分为自源和异源两种类别。"自源"生物硅主要包括河流水体本身自生浮游植物(主要是淡水硅藻)产生的硅质颗粒;"异源"生物硅主要由流域土壤的侵蚀输出到河流的植硅体所构成。流域地表过程是使得部分土壤中的植硅体进入河流的主要途径,并成为河流生物硅输送中重要的形式,这对河流-河口水循环体系的硅生物地球化学循环过程产生了重要的影响,但人们对河流输送的植硅体在硅循环中的作用的研究还不够。文章着眼于陆海相互作用研究,以河流中水体携带的植硅体为中心,总结了河流植硅体输送在地表水体硅循环系统中贡献的研究进展,分析了长江与黄河植硅体入海通量与河口行为及对近海海洋环境的影响。最后,对未来河流输送的植硅体参与硅循环研究可能需要加强的科学问题提出了建议。     

自然界中磷循环研究的一些新动向综述

磷在人及生物生长发育过程中具有重要作用。它同时又是造成环境污染的一种成分。近年来国外学者在如何提高磷的利用效率、减少磷在生物体循环中造成的污染及磷的回收等方面进行了有益的探索 ,值得借鉴。     

低温烧结成瓷实验中黄磷渣的热转变

利用X射线衍射和红外光谱分析研究黄磷渣及其与多种粘土配比样在室温至1230℃温度范围内的热转变规律,表明在成瓷温度范围内黄磷渣参与成瓷作用的主要矿物成分为环硅灰石,其次为硅酸钙（Ca8Si5O(18)和Ca2SiO4）及变针硅钙石;黄磷渣能在较低温度下与高岭石、伊利石等粘土矿物发生固相反应,生成钙长石、白榴石、方英石和变针硅钙石,这是黄磷渣被应用于低温快烧生产陶瓷墙外砖的理论依据,研究有利于揭示黄磷渣在陶瓷工业中获得应用的机理。