一种检测沉积物中活性钙磷含量的方法

摘要

本发明提供一种检测沉积物中活性钙磷含量的方法，包括以下步骤：采用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液对沉积物进行预处理，再利用羊角月牙藻提取沉积物中的活性钙磷和活性有机磷，测得活性钙磷和活性有机磷的总含量为A；另采用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液对沉积物进行预处理，再用0.5mol/L的盐酸水溶液去掉沉积物中所有的钙磷，再利用羊角月牙藻提取沉积物中的活性有机磷，测得活性有机磷的含量为B；用步骤1得到的活性钙磷和活性有机磷的总含量A减去步骤2得到的活性有机磷的含量B，即得沉积物中活性钙磷的含量。本发明提供的方法能够精确的测量沉积物中可以被藻类提取的活性钙磷。

说明书

技术领域

本发明属于环境治理技术领域，具体涉及的是一种检测沉积物中活性钙磷含量的方法。

背景技术

对于水体修复而言，如何有效控制外源流入、内源释放是核心问题。目前，随着流域综合治理措施的实施，越来越多的地表水体已经有效控制了外源输入量，包括点源和面源，但是，作为污染物质蓄积库的沉积物则成了维持上覆水中污染物质浓度的关键来源。因此，在针对此类水体制定修复措施时，需了解沉积物污染物释放能力，如磷。

通常，人们采用测定生物有效磷的方法来表征沉积物的磷释放能力，但此类方法主要以化学药剂作为提取剂，与藻类对内源磷利用能力相比，化学药剂的提取能力更强，所以该结果容易导致人们夸大了内源作用，从而制定了相对偏强的治理措施，如清淤、氧化、固定等。此外，已经有方法试图区分不同形态磷的生物有效性，如采用0.5mol/L碳酸氢钠溶液提取Olsen-P，该形态磷被认为是钙磷中可以生物被利用的。但毫无疑问，由于在提取Olsen-P前，并未对其它形态磷进行提取，导致0.5mol/L碳酸氢钠溶液提取的生物有效磷包括了其余如吸附力较弱或者化学键力较弱的形态磷等，导致提取结果偏大，进而与其它方法提取的水溶性磷、可被藻类利用态磷、易解析磷等有重合之处。

从上述方法中可以看出，目前，对内源磷生物有效性的测定方法主要以化学药剂提取为主，致使结果偏大，此外，测定钙磷生物有效性的方法也有所欠缺，尚无法精确测定藻类对沉积物中钙磷的利用能力。基于此，本发明应运而生。

发明内容

解决的技术问题：针对现有技术存在的不足，本发明提供一种检测沉积物中活性钙磷含量的方法，从而为有效地制定水体富营养化修复措施提供技术指导。

技术方案：一种检测沉积物中活性钙磷含量的方法，包括以下步骤：

步骤1：采用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液对沉积物进行预处理，再利用羊角月牙藻提取沉积物中的活性钙磷和活性有机磷，测得活性钙磷和活性有机磷的总含量为A；

步骤2：另采用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液对沉积物进行预处理，再用0.5mol/L的盐酸水溶液去掉沉积物中所有的钙磷，再利用羊角月牙藻提取沉积物中的活性有机磷，测得活性有机磷的含量为B；

步骤3：用步骤1得到的活性钙磷和活性有机磷的总含量A减去步骤2得到的活性有机磷的含量B，即得沉积物中活性钙磷的含量。

上述所述的步骤1和步骤2中的采用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液对沉积物进行预处理的具体方法为：

    （1）将沉积物加入比色管中，再向比色管中加入0.1mol/L的氢氧化钠水溶液，其中每1g沉积物加入100mL氢氧化钠水溶液；

（2）将比色管放在恒温摇床上，控制摇床速度为200rpm，摇晃时间为24h，温度为25±1℃；

（3）从恒温摇床内取出比色管，倒掉上层液体，用去离子水对沉积物冲洗3次，其中每1g沉积物用100mL去离子水冲洗。

上述所述的步骤2中用0.5mol/L的盐酸水溶液去掉沉积物中所有的钙磷的具体方法为：

（1）在装有用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液预处理后的沉积物的比色管中，加入0.5mol/L的盐酸水溶液，其中每1g沉积物加入200mL盐酸水溶液；

（2）将比色管放在恒温摇床上，控制摇床速度为200rpm，摇晃时间为16h，温度为25±1℃；

（3）从恒温摇床内取出比色管，倒掉上层液体，用去离子水对沉积物冲洗3次，其中每1g沉积物用100mL去离子水冲洗。

上述所述的步骤1中用羊角月牙藻提取沉积物中的活性有机磷的具体方法为：

（1）将用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液预处理后的沉积物加入容器中，向容器中加入无磷培养液和磷饥饿7天的羊角月牙藻，其中每1g沉积物加入100mL无磷培养液；

（2）将容器放在恒温摇床上，控制摇床速度为60rpm，摇晃时间为14d，温度为24±2℃, 光照强度为4300×（1±10%）Lm/m²。

上述所述的步骤2中用羊角月牙藻提取沉积物中的活性有机磷的具体方法为：

（1）将用0.5mol/L的盐酸水溶液去掉所有的钙磷后的沉积物加入容器中，向容器中加入无磷培养液和磷饥饿7天的羊角月牙藻，其中每1g沉积物加入100mL无磷培养液；

（2）将容器放在恒温摇床上，控制摇床速度为60rpm，摇晃时间为14d，温度为24±2℃, 光照强度为4300×（1±10%）Lm/m²。

有益效果：本发明提供的一种检测沉积物中活性钙磷含量的方法，该方法能直接定量、易于操作，能够精确的测量沉积物中可以被藻类提取的活性钙磷，使得用于评估水体富营养化发生风险的参照数据更具有可靠性，为研究内源磷形态间转化规律与途径提供工具。

具体实施方式

    以下实施例和对比例中的沉积物取样自太湖梅粱湾和月亮湾，采集点位于梅粱湾(N 31^○31^’33.9^”, E 120^○12^’35.2^”)和月亮湾(N 31^○24^′38.8^″, E 120^○6^′4.57^″)。利用进口大口径柱状采样器(Rigo Co.直径110mm 高500mm)。在每个采样点各采集无扰动柱状样(10cm)2根,并现场切得表层1cm沉积物样品，进行检测。

实施例1

1. 活性钙磷和活性有机磷的总含量A的测定：

(1)将0.50g沉积物（已知含水率）加入比色管中，再向比色管中加入50mL的0.1mol/L的氢氧化钠水溶液，将比色管放在恒温摇床上，控制摇床速度为200rpm，摇晃时间为24h，温度为25±1℃，从恒温摇床内取出比色管，倒掉上层液体，用去离子水对沉积物冲洗3次， 每次50mL；

(2)将沉积物加入容器中，向容器中加入50mL无磷培养液和磷饥饿7天的羊角月牙藻，将容器放在恒温摇床上，控制摇床速度为60rpm，摇晃时间为14d，温度为24±2℃，光照强度为4300×（1±10%）Lm/m²。

对梅粱湾和月亮湾取得的沉积物分别测定3次。通过羊角月牙藻的生长数量计算沉积物中活性钙磷和活性有机磷的总含量A，计算结果为：梅粱湾和月亮湾沉积物中可被藻类利用磷含量分别为32.73±11.54mg/kg和11.37±5.26mg/kg。

2. 活性有机磷的含量B的测定：

（1）将0.50g沉积物（已知含水率）加入比色管中，再向比色管中加入50mL的0.1mol/L的氢氧化钠水溶液，将比色管放在恒温摇床上，控制摇床速度为200rpm，摇晃时间为24h，温度为25±1℃；从恒温摇床内取出比色管，倒掉上层液体，用去离子水对沉积物冲洗3次， 每次50mL；

（2）将沉积物加入比色管中，加入100mL 的0.5mol/L的盐酸水溶液，，将比色管放在恒温摇床上，控制摇床速度为200rpm，摇晃时间为16h，温度为25±1℃，从恒温摇床内取出比色管，倒掉上层液体，用去离子水对沉积物冲洗3次，每次50mL；

（3）将沉积物加入容器中，向容器中加入50mL无磷培养液和磷饥饿7天的羊角月牙藻，将容器放在恒温摇床上，控制摇床速度为60rpm，摇晃时间为14d，温度为24±2℃, 光照强度为4300×（1±10%）Lm/m²。

对梅粱湾和月亮湾取得的沉积物分别测定3次。通过羊角月牙藻的生长数量计算沉积物中活性有机磷的含量为B，计算结果为：梅粱湾和月亮湾沉积物中可被藻类利用磷含量分别为8.88±5.78mg/kg和3.52±2.46mg/kg。

3. 沉积物中活性钙磷的含量的计算：

将总含量A减去含量B，即得梅粱湾和月亮湾沉积物中可被生物利用的活性钙磷含量分别为：23.85±6.88mg/kg和7.85±3.63mg/kg。

对比例1

    采用传统的内源磷形态分析法分析活性钙磷和Olsen-P含量。结果以平均值±均方差来表示。梅粱湾沉积物的活性钙磷和Olsen-P含量分别为223.58±11.21mg/kg和81.80±16.14mg/kg，月亮湾沉积物的活性钙磷和Olsen-P含量分别为154.84±9.10mg/kg和69.57±22.58mg/kg。

将传统方法测定的Olsen-P与藻类培养提取的活性钙磷相比，后者（梅粱湾：23.85±6.88mg/kg；月亮湾：7.85±3.63mg/kg）明显低于前者（梅粱湾：81.80±16.14mg/kg；月亮湾：69.57±22.58mg/kg）。该方法可为更为精确的评估沉积物中可被生物利用的活性钙磷的含量。

本发明的方法的相对偏差范围为22.16%-34.20%。