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沉积物间隙水磷的高分辨被动采样技术研究

时丹  
【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±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。


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