[发明专利]一种定量微藻对橄榄岩生物溶蚀的方法

说明书

本发明公开一种定量微藻对橄榄岩生物溶蚀的方法。测定待测橄榄岩的主量成分，将经过预培养后的待测微藻，培养在添加橄榄岩粉末的剔镁培养液中作为实验组；以在剔镁培养液中添加橄榄岩粉末不添加微藻的处理作为空白组，测定不同培养时间后，两组实验中培养液中镁离子浓度以及藻体的叶绿素a浓度，获取不同培养时间时藻体单位质量叶绿素a对应的镁含量；计算不同培养时间培养液中藻体吸收利用的来自橄榄岩溶出的镁量以及来自橄榄岩生物溶蚀溶出的且残留或亏缺于培养液中镁离子含量；得到微藻对橄榄岩镁的生物溶蚀的溶出量；再换算成微藻对橄榄岩的生物溶蚀量；计算微藻生物溶蚀累积作用时间；构建微藻对橄榄岩的生物溶蚀量随对应的微藻生物溶蚀累积作用时间变化的方程，对方程求导，得到微藻对橄榄岩的生物溶蚀效应方程，将不同培养时间的代入生物溶蚀效应方程，可获得待测藻体对橄榄岩的生物溶蚀效应以及最大生物溶蚀效应。

技术领域

本发明涉及一种定量微藻对橄榄岩生物溶蚀的方法，属于生态环境系统监测、治理与修复领域。

背景技术

科学家在阿曼和世界其他地区发现一种岩石可以吸收数量巨大的、令全球气候变暖的二氧化碳。这种岩石叫做“橄榄岩”，正以惊人的速度自然的与二氧化碳反应形成坚固的矿物质。这些主要由表皮岩组成的橄榄岩，形成于地壳并往下延伸20多公里或更深。在阿曼，地理学家已经发现，一旦橄榄岩被暴露于空气中，就会迅速与二氧化碳反应形成像石灰岩或是大理石这类的岩石。

人类对化石燃料资源的开采燃烧及其土地开荒，扰动了前农业时期的全球碳循环，随着全球CO₂浓度不断上升的，全球气候变暖，全球碳循环已成为国际科学界关注的热点。地球系统的碳循环影响着全球气候变化，它对世界经济、社会和生态环境等产生了重大影响，大气CO₂浓度升高对世界各国经济的可持续发展和国家安全，等带来严峻挑战。橄榄岩的风化作用造成大气二氧化碳的碳汇，对气候调节起决定性的作用。

生物对岩石风化作用主要体现在生物溶蚀过程，生物溶蚀是指矿物、岩石受生物生长及其活动影响而发生溶蚀作用，有物理和化学两种形式的溶蚀。生物通过自身分泌及死后遗体溶出的酸等物质对岩石的溶蚀作用称为生物的化学溶蚀；通过生物生命活动的穿插、剥离等机械活动使矿物分解称为生物物理溶蚀水生植物通过一系列的生命代谢活动对风化碳汇过程起到积极作用。微藻作为地球上最古老、最重要的初级生产力，其生命历程贯穿整个过程，其对橄榄岩的生物溶蚀作用对风化过程具有重要的作用。因此微藻对橄榄岩的生物溶蚀作用定量方法对探究橄榄岩的风化作用及其碳汇具有重要作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种定量微藻对橄榄岩生物溶蚀的方法，为橄榄岩风化碳汇的精确计算提供定量方法，可以补充部分被忽视的“遗失碳汇”，填补碳汇计算的空白。

本发明采取以下技术方案：它包括以下步骤：

第一,测定待测橄榄岩的主量成分，计算出橄榄岩中主量中镁与铁的摩尔比M_Fe/M_Mg；

第二，将待测微藻在剔镁培养液中预培养2天后，供随后实验；剔镁培养液是将培养液中镁盐用钠盐代替；

第三，设置在剔镁培养液中添加橄榄岩粉末不添加微藻的处理作为空白组，设置在剔镁培养液中既添加橄榄岩粉末又添加微藻培养的处理组作为实验组；两组实验同时进行；

第四，测定不同培养时间后，两组实验中培养液中镁离子浓度以及对应培养时间的实验组培养液藻体的叶绿素a浓度CHL_ai；实验组培养液中镁离子浓度记为C_Ei，空白组培养液中镁离子浓度记为C_Ci；i为培养时间，0≤i≤9；

第五，测定实验组中初始藻体镁含量，也即初始藻体单位质量叶绿素a对应的镁含量N_m0；