水体中溶解磷酸盐氧同位素的准确测定及其在九龙江口、台湾海峡磷循环中的应用

发布时间：2020-08-23 14:36

【摘要】：磷是生物生长所必须的营养元素,在天然水体环境中,磷浓度低,通常成为限制环境初级生产力的因子,或与其它营养元素共同限制生物生长。然而,水环境中磷浓度过高,又会引起富营养化,造成水体缺氧甚至引发赤潮现象。在长时间尺度,海洋中磷的生物可利用性直接影响输出生产力、有机碳的埋藏通量,从而影响大气二氧化碳浓度,影响全球气候。 由于磷只有一种稳定同位素(31P),无法直接利用它研究磷循环。因此,目前对磷的生物地球化学循环的了解相对较少。然而,天然水体环境中磷多以正磷酸盐(P043-)的形式存在,P043-中的磷与氧(O)强烈键合,在没有生物的调节作用下,P-O键能抵制无机的水解。因此,可以利用磷酸盐的氧同位素组成(δ18Op)示踪磷循环。 本研究主要由两大部分组成,第一部分主要包括天然水体环境中溶解磷酸盐(DIP)的富集、分离、提纯技术及磷酸银氧同位素组成(δ18O)的测定技术,通过Mg(OH)2-PO4(MAGIC:magnesium-induced coprecipitation)共沉淀来富集磷,CeP04沉淀排除溶解盐分,通过AG1-X8阴离子树脂除溶解有机质(DOM),对于DOM含量高的样品在Mg(OH)2-PO4溶解后要先过XAD-2大孔树脂除大分子DOM,而磷浓度低的样品在过完阴离子树脂后还需要通过冷冻干燥进一步浓缩样品的体积,最后将DIP转化成Ag3PO4由质谱-元素分析仪(TC/EA-IRMS)测定δ18O。反应管温度为1350-13800C,进样量为0.5-0.7mg时,分析的精度达±0.3‰。第二部分,主要通过δ18Op研究磷的生物地球化学循环。九龙江水满足两端元混合模型,通过实测的δ18Op同端元混合值以及理论平衡值的对比,说明在九龙江,相对于磷的输入,生物对磷的循环利用速度较慢,磷未被充分循环利用。而台湾海峡表层水中DIP浓度较低,δ18Op随DIP浓度增加而增大。认为在磷限制情况下,DIP浓度越低,生物水解的DOP就越多,818Op就越低,此外在台湾海峡δ18Op随水深的增加而逐渐增大,但都低于平衡值,且浅层较深层偏离平衡值更多,可能反映在浅层,生物对DOP利用更强。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P342;P734

【参考文献】

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本文编号：2801646