沉积物间隙水磷的高分辨被动采样技术研究

摘要

我国湖泊水体富营养化严重，磷通常被认为是湖泊富营养化的限制性因子。沉积物间隙水磷是指示沉积物磷地球化学特征的敏感指标。依据间隙水溶解态反应性磷(Soluble reactive phosphorus， SRP)的垂向分布，计算可以得到该部分磷在沉积物与上覆水体之间的静态交换通量，为评价沉积物磷污染特征提供依据。对间隙水SRP垂向分布的获取依赖于间隙水采集技术的发展，其高分辨被动获取一直是难点。本文针对这一不足，建立了高分辨被动获取间隙水磷的平衡式间隙水采样(Pore Water Equilibrators, Peeper)技术和薄膜扩散平衡技术(Diffusive equilibration in thin films， DET)，主要内容如下：
　　 在现有Peeper技术基础上，以有机玻璃板为制作材料，在缩小装置尺寸的同时，采用双向扩散缩短平衡时间，并可快速收集溶液样品。结合酶标仪对微量溶液样品磷的批量分析，利用该技术可实现对间隙水磷信息的高分辨被动和快速获取。实验确定该技术装置的垂向分辨率为4mm，在48h内可达到扩散平衡，与现有Peeper装置相比具有明显的优势。
　　 基于薄膜扩散平衡原理，以琼脂糖为原料制备薄膜，通过平衡、切片、提取、测定等步骤，获得溶解态反应性磷的含量信息。实验确定薄膜在磷溶液中的平衡时间为24h，通过0.25M硝酸提取16h可将薄膜萃取的磷提取完全。利用DET技术对不同沉积物间隙水SRP进行了分析，与实际浓度的差异在士5％以内；对沉积物剖面的分析结果与Rhizon、微型Peeper等采样技术基本一致，垂直分辨率可达到～3mm。利用DET技术对太湖草型和藻型湖区沉积物间隙水SRP进行了分析，发现草型湖区间隙水剖面SRP呈峰形分布，且横向空间分异明显；藻型湖区间隙水SRP随沉积深度的增加呈升高趋势，扩散梯度随水温升高而增强。

目录

文摘

英文文摘

项目基金资助

第一章 绪论

1.1 我国湖泊富营养化严重

1.1.1 湖泊富营养化概念的发展

1.1.2 我国湖泊富营养化严重

1.2 磷的湖泊富营养化限制因子作用

1.2.1 湖泊沉积物磷释放的主要途径

1.2.2 沉积物磷释放的影响因素

1.2.3 沉积物磷的生物有效性

1.3 国内外湖泊沉积物间隙水采集技术

1.3.1 破坏性采集间隙水技术

1.3.2 原位采集间隙水技术

1.4 论文选题依据、意义及主要内容

1.4.1 论文选题依据与意义

1.4.2 论文研究思路

第二章 利用微型Peeper技术获取沉积物间隙水磷

2.1 微型Peeper技术研究

2.1.1 微型Peeper原材料

2.1.2 微型Peeper设计尺寸

2.1.3 微型Peeper组装

2.1.4 微型Peeper采集间隙水

2.1.5 测定方法和数据处理

2.2 沉积物间隙水平衡时间

2.3 本章小结

第三章 利用DET技术获取沉积物间隙水磷

3.1 DET技术研究

3.1.1 凝胶薄膜制备

3.1.2 提取剂选择

3.1.3 间隙水磷实测

3.1.4 间隙水剖面分析比较

3.1.5 分析方法

3.1.6 测定方法和数据处理

3.2 提取剂的选择

3.3 间隙水实测

3.4 间隙水剖面分析对比

3.5 研究区域介绍

3.6 太湖沉积物间隙水磷的垂向分布特征

3.7 本章小结

第四章 结论与展望

4.1 本文的主要结论

4.2 研究不足及其展望

参考文献

致谢

在读硕士期间发表的论文和专利

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