黄河及河口区正构烷烃、正脂肪酸的特征分析

摘要

本课题来源于973“中国典型河口碳通量研究”。根据国内外对水体颗粒有机物和沉积物的来源研究的方法，采用正构烷烃和正脂肪酸两种分子标志物，对黄河主流及其河口区的有机物来源和时空分布进行了系统的研究。主要结果如下： 黄河主流正构烷烃分布特征，按地域分布主要可以划分为三个区域：上游、库区、下游河口。除主要受陆源影响之外，库区和下游、河口还具有明显的水生生物源的特征，而且从碳数分布来看其陆源和水生源也具有一定的差异性。另外，在河口利津站，UCM峰的出现表明原油污染对其有一定的贡献。黄河流域的正脂肪酸也以双峰型分布，与正构烷烃不同的是，正脂肪酸以水生源为主，而且碳数组成地域差别不大。可能由于细菌有机质为主要水生源，因此水生源物质含量的百分比与整个流域中的叶绿素的关系较不明显。 月变化中正构烷烃组成特征按季节分布主要可划分为三部分：4月-7月(春季)、8月-10月(夏、秋季)、11月-来年2月(冬季)全年均是C29为主碳峰的后峰群占绝对优势，但C15-C19峰高变化具有季节差异。而本次调查中遇到两次上游库区对水沙的人为调节，黄河正构烷烃的总量受流量的影响变化不明显。正脂肪酸来源也具有一定的季节性，4-7月前峰群优势相对以后各月较为明显，主要以水生生物源为主，8月后峰群的优势猛增，而且其优势保持到了调查结束，陆源含量相对增加。两种有机物含量都随TSS、POC呈现出周期性的季节变化，但冬季却出现了悬浮物浓度、正构烷烃和正脂肪酸的含量为一年中的最低值，但颗粒有机物浓度却较高的现象，仍需要进行深入研究和讨论。在夏季的人为影响下，两种有机物水生源百分含量的变化幅度大于黄河主流的调查结果，尤其在冲淤过后，正脂肪酸水生源所占比例随叶绿素明显降低。 黄河口春季正构烷烃与黄河主流调查中河口区以及花园口4月调查的组成特征相似，但其奇偶优势不明显，表明陆源优势的减弱。正脂肪酸C24:0/C16：0比值小于黄河主流调查的站位和2004年4月花园口的比值，其水生源优势相对河流更强。春季正构烷烃总量及陆源百分含量随盐度的升高明显的降低，正脂肪酸相关性较低。与黄河主流以及花园口的调查结果有所不同，其海源部分来源之一为海水中的浮游植物。小北干流调沙后，正构烷烃的总浓度低于春季，陆源物质的优势较明显，但与黄河主流和花园口9月相比，陆源优势较弱。正脂肪酸与春季滨海区的数值相近，而略低于河道区。此次调查结果与以往有所不同，正构烷烃总量与盐度呈明显的正相关特性，而正脂肪酸与盐度关系不明显；在盐度小于20的河道中，陆源有机物受盐度的影响迅速沉降，在盐度大于20的区域，陆源有机物的百分含量是随盐度明显上升的。而两种有机物的含量与TSS、POC是呈良好的正相关性质的。可能是黄河小北干流放淤实验，使黄河输入的悬浮颗粒物粒径大小发生了改变，可能打破了黄河口原有泥沙输运过程的平衡机制，对于此种情况，有待于课题的进一步研究。正构烷烃和正脂肪酸水生源的百分含量与叶绿素呈相关关系不明显，可能是人为因素和自然因素的共同作用结果。2003年8月黄河口颗粒有机碳的正构烷烃、正脂肪酸组成特征与2004年度的调查基本相同。表明黄河口颗粒有机物在水量较小时的春、夏季的来源是一致的，都以陆源有机物为主要来源。 沉积物中正构烷烃的表现为C29、C31含量高的单峰型，正脂肪酸组成特征与以往相同，但两种有机物的陆源优势均强于颗粒有机物。北线相对南线而言，其陆源优势相对较弱，从而说明黄河泥沙在出了口门之后，主要是向南面方向扩散沉积。表明在口门外的一定区域内，陆源物质是表层沉积物的主要物质来源。

目录

文摘

英文文摘

引言

1文献综述

1.1黄河概况及河流、河口有机碳研究现状

1.1.1地形地貌

1.1.2上中下游的基本情况

1.1.3植被概况

1.1.4黄河及河口有机碳研究概况

1.2河流及河口有机碳的研究意义

1.3研究有机碳来源的方法

1.3.1分子示踪法

1.3.2稳定碳同位素法

1.4河口环境因子对有机碳形态转化的影响

1.4.1盐度的影响

1.4.2最大混浊带的影响

1.4.3生物活动

2正构烷烃和正脂肪酸的萃取、分离及测定条件优化

2.1实验仪器与试剂

2.1.1仪器

2.1.2试剂

2.1.3器皿与材料的准备

2.1.4试剂配制

2.2条件选择

2.2.1索氏提取的条件

2.2.2旋转蒸发的条件

2.2.3皂化条件

2.2.4层析柱的条件

2.3气相色谱测定条件

2.3.1色谱柱及载气

2.3.2正构烷烃测定条件

2.3.3正脂肪酸测定条件

2.4样品分析

2.4.1沉积物样品分析

2.4.2悬浮颗粒物样品分析

2.5相关参数的测定

3黄河主流颗粒有机碳中正构烷烃和正脂肪酸的特征分析

3.1研究流域及站位设置

3.2黄河主流颗粒有机碳中正构烷烃的分布特征

3.2.1正构烷烃的组成分布特征

3.2.2正构烷烃的来源

3.3黄河主流颗粒有机碳中正脂肪酸的分布特征

3.3.1正脂肪酸的组成分布特征

3.3.2正脂肪酸的来源

3.4颗粒有机碳中正构烷烃和正脂肪酸与环境因子的关系

3.4.1正构烷烃及正脂肪酸总量与TSS、POC的关系

3.4.2正构烷烃及正脂肪酸总量中水生源％与叶绿素的关系

3.5小结

4黄河主流颗粒有机碳中正构烷烃和正脂肪酸的月变化

4.1正构烷烃的月变化

4.1.1正构烷烃组成分布特征的月变化

4.1.2正构烷烃来源的月变化

4.2正脂肪酸的月变化

4.2.1正脂肪酸组成分布特征月变化

4.2.2正脂肪酸来源的月变化

4.3正构烷烃和正脂肪酸季节变化的环境因子分析

4.3.1正构烷烃及正脂肪酸总量与TSS、POC关系的月变化

4.3.2正构烷烃及正脂肪酸总量与叶绿素关系的月变化

4.4小结

5黄河口颗粒有机碳中正构烷烃和正脂肪酸特征分析

5.12004年4月(春季)颗粒有机碳中正构烷烃和正脂肪酸

5.1.1站位布设及样品采集

5.1.2春季颗粒有机碳中正构烷烃组成分布特征

5.1.3春季颗粒有机碳中正脂肪酸组成分布特征

5.1.4颗粒有机碳中正构烷烃和正脂肪酸与环境因子的关系

5.2 2004年9月(小北干流调沙后)黄河口颗粒有机碳中正构烷烃和正脂肪酸

5.2.1站位布设

5.2.2颗粒有机碳中正构烷烃组成分布特征

5.2.3颗粒有机碳中正脂肪酸组成分布特征

5.2.4颗粒有机碳中正构烷烃和正脂肪酸与环境因子的关系

5.3 2003.8月(夏季)颗粒有机碳中正构烷烃和正脂肪酸

5.3.1站位布设

5.3.2颗粒有机碳中正构烷烃的组成分布特征

5.3.3颗粒有机碳中正脂肪酸组成分布特征

5.4小结

6黄河口沉积物中正构烷烃和正脂肪酸

6.1站位布设

6.2.沉积物中正构烷烃

6.3沉积物中正脂肪酸

6.4正构烷烃和正脂肪酸总量与POC的关系

6.5小结

结论

附图

参考文献

致谢