湖泊沉积物溶解性有机氮组分特征及其与水体营养水平的关系
发布时间：2019-09-16 17:05
【摘要】：通过紫外-可见光吸收光谱,三维荧光光谱和气相色谱质谱联用(GC-MS)方法,比较研究了不同湖区与不同营养水平五个典型湖泊(洱海、滇池、鄱阳湖、武汉东湖、太湖)沉积物DON组分特征及其与水体营养水平间关系。结果表明:1与东部平原湖区相比,云贵高原湖泊沉积物DON结构较为稳定,生物可利用率较低;2同属云贵高原湖区,污染较严重的滇池,其沉积物DON来源和结构组分较复杂,生物可利用率较高;而污染程度相对较轻的洱海,其沉积物DON来源较简单,结构组分稳定性相对较高,有利于维持较好的水质;3东部平原湖区中,太湖和武汉东湖营养水平接近,其沉积物DON结构组分相近且相对复杂,但芳香度较低,芳香环取代基较少,对营养盐的固持能力较弱,对水污染的贡献较大,而鄱阳湖,其沉积物DON结构组分相对简单,但对营养盐的固持能力较强,对维持良好水质起积极作用;4P_((Ⅲ+Ⅴ,n))/P_((Ⅰ+Ⅱ,n))指数(类腐殖质与类蛋白质含量的比值)依次为滇池(33.14)洱海(21.49)太湖(15.65)东湖(8.49)鄱阳湖(5.21),E_4/E_6指数(465与665nm处的吸光度比值)依次为滇池(27.00)东湖(6.65)鄱阳湖(5.47)太湖(3.50)洱海(2.31),即P_((Ⅲ+Ⅴ,n))/P_((Ⅰ+Ⅱ,n))与E_4/E_6指数对不同营养水平湖泊的区分度较好,此外,两种指数与沉积物中多种氮具有较好的相关性,两者可在一定程度上指示湖泊营养水平。
【图文】：
受流域内城市化影响较大，当中大多数处于富营养状态，太湖与武昌东湖沉积物营养盐含量较高，鄱阳湖含量较低。基于此，本研究选取五个典型湖泊（洱海、滇池、鄱阳湖、武汉东湖、太湖）沉积物ＤＯＮ为研究对象，通过紫外－可见光吸收光谱，三维荧光光谱和ＧＣ／ＭＳ方法，比较不同湖区、不同营养水平的五个典型湖泊沉积物ＤＯＮ结构组分特征，研究揭示ＤＯＮ组分结构特征与湖泊水体营养水平的关系。１实验部分１．１点位信息及样品处理所研究的湖泊分别位于东部平原地区和云贵高原地区（见图１），面临着不同程度的富营养化问题。滇池（ＤＣ）为中度富营养化湖泊，太湖（ＴＨ）和东湖（ＤＨ）属于轻度富营养化湖泊，洱海（ＥＨ）和鄱阳湖（ＰＹＨ）同属中营养型湖泊（２０１１年中国环境状况公报）。沉积物相关的基础数据见表１。云贵高原湖泊沉积物的营养盐含量总体高于东部平原湖泊。其中，处于中度富营养图１采样点地理位置Ｆｉｇ．１Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｓｉｔｅｓ化的滇池，其沉积物营养盐浓度最高。检测数据显示，按照ＧＢ３８３８—２００２《地表水环境质量标准》，洱海上覆水维持在Ⅱ和Ⅲ水之间［５］，但沉积物的营养盐含量相对较高。处于富营养化阶段的太湖，其ＴＮ较东湖和鄱阳湖的高。武昌东湖位于武汉市中心城区，承接大量外源污染，其沉积物污染物浓度较高。鄱阳湖年水位变化较大，本研究的样品均在丰水期采集，其营养盐水平较低。表１沉积物样品理化性质Ｔａｂｌｅ１Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｓａｍｐｌｅｓ点位ＴＮ／（ｍｇ·ｋ
．０时，荧光物质主要为陆源输入，腐殖化程度强。研究［１１］表明当ＨＩＸ在１．５～３．０时，荧光物质呈现微弱腐殖质特征且主要由近期生物活动产生。ＨＩＸ指数显示，各湖泊沉积物ＤＯＮ的ＨＩＸ指数均在４以下。２．３低分子量挥发性／半挥发性ＤＯＮ沉积物低分子量挥发性／半挥发性ＤＯＮ种类分析结果显示，，各湖泊所检出含氮化合物种类分别为：滇池７０种，洱海６８种，太湖９１种，东湖６３种，鄱阳湖２８种。不同采样点各类ＤＯＮ的相对含量见（图３），洱海沉积物中含氮杂环类化合物分布最广，在洱海不同湖区均可检出，且相对含量介于１２．９％～６５．０％之间，平均值为３７．９％；滇池沉积物ＤＯＮ中含氮杂环类与胺类化合物相对含量较高，平均值分别为３８．８％和３７．９％；太湖沉积物ＤＯＮ以含氮杂环类和胺类化合物为主，其中含氮杂环类化合物相对含量最高，平均值为５０．０％，其次为胺类化合物，平均值为２６．４％；东湖沉积物ＤＯＮ中含氮杂环类化合物平均相对含量高达５９．９％，而胺类、氨基类、硝基类等其他各类含氮化合物的相对含量所占比例均较低，即其沉积物ＤＯＮ主要为含氮杂环类化合物；鄱阳湖沉积物ＤＯＮ中胺类化合物相对含量最高，平均值为４７．２％。图３不同湖泊沉积物ＤＯＮ种类所占百分比Ｆｉｇ．３ＰｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｅａｃｈＤＯＮｔｙｐｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｋｅｓｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ３讨论３．１不同区域及不同营养水平湖泊沉积物ＤＯＮ组分结构特征３．１．１不同区域湖泊沉积物ＤＯＮ组分结构特征大多数处于东部平
【作者单位】： 桂林理工大学环境科学与工程学院;中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室;中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室湖泊生态环境创新基地;三峡大学水利与环境学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(U1202235,41173118) 国家水专项“十二五”课题项目(2012ZX07105-004-001) 环境基准与风险评估国家重点实验室自由探索项目(2014-GOT-042-N-06)资助
【分类号】：X524
【图文】：
受流域内城市化影响较大，当中大多数处于富营养状态，太湖与武昌东湖沉积物营养盐含量较高，鄱阳湖含量较低。基于此，本研究选取五个典型湖泊（洱海、滇池、鄱阳湖、武汉东湖、太湖）沉积物ＤＯＮ为研究对象，通过紫外－可见光吸收光谱，三维荧光光谱和ＧＣ／ＭＳ方法，比较不同湖区、不同营养水平的五个典型湖泊沉积物ＤＯＮ结构组分特征，研究揭示ＤＯＮ组分结构特征与湖泊水体营养水平的关系。１实验部分１．１点位信息及样品处理所研究的湖泊分别位于东部平原地区和云贵高原地区（见图１），面临着不同程度的富营养化问题。滇池（ＤＣ）为中度富营养化湖泊，太湖（ＴＨ）和东湖（ＤＨ）属于轻度富营养化湖泊，洱海（ＥＨ）和鄱阳湖（ＰＹＨ）同属中营养型湖泊（２０１１年中国环境状况公报）。沉积物相关的基础数据见表１。云贵高原湖泊沉积物的营养盐含量总体高于东部平原湖泊。其中，处于中度富营养图１采样点地理位置Ｆｉｇ．１Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｓｉｔｅｓ化的滇池，其沉积物营养盐浓度最高。检测数据显示，按照ＧＢ３８３８—２００２《地表水环境质量标准》，洱海上覆水维持在Ⅱ和Ⅲ水之间［５］，但沉积物的营养盐含量相对较高。处于富营养化阶段的太湖，其ＴＮ较东湖和鄱阳湖的高。武昌东湖位于武汉市中心城区，承接大量外源污染，其沉积物污染物浓度较高。鄱阳湖年水位变化较大，本研究的样品均在丰水期采集，其营养盐水平较低。表１沉积物样品理化性质Ｔａｂｌｅ１Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｓａｍｐｌｅｓ点位ＴＮ／（ｍｇ·ｋ
．０时，荧光物质主要为陆源输入，腐殖化程度强。研究［１１］表明当ＨＩＸ在１．５～３．０时，荧光物质呈现微弱腐殖质特征且主要由近期生物活动产生。ＨＩＸ指数显示，各湖泊沉积物ＤＯＮ的ＨＩＸ指数均在４以下。２．３低分子量挥发性／半挥发性ＤＯＮ沉积物低分子量挥发性／半挥发性ＤＯＮ种类分析结果显示，，各湖泊所检出含氮化合物种类分别为：滇池７０种，洱海６８种，太湖９１种，东湖６３种，鄱阳湖２８种。不同采样点各类ＤＯＮ的相对含量见（图３），洱海沉积物中含氮杂环类化合物分布最广，在洱海不同湖区均可检出，且相对含量介于１２．９％～６５．０％之间，平均值为３７．９％；滇池沉积物ＤＯＮ中含氮杂环类与胺类化合物相对含量较高，平均值分别为３８．８％和３７．９％；太湖沉积物ＤＯＮ以含氮杂环类和胺类化合物为主，其中含氮杂环类化合物相对含量最高，平均值为５０．０％，其次为胺类化合物，平均值为２６．４％；东湖沉积物ＤＯＮ中含氮杂环类化合物平均相对含量高达５９．９％，而胺类、氨基类、硝基类等其他各类含氮化合物的相对含量所占比例均较低，即其沉积物ＤＯＮ主要为含氮杂环类化合物；鄱阳湖沉积物ＤＯＮ中胺类化合物相对含量最高，平均值为４７．２％。图３不同湖泊沉积物ＤＯＮ种类所占百分比Ｆｉｇ．３ＰｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｅａｃｈＤＯＮｔｙｐｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｋｅｓｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ３讨论３．１不同区域及不同营养水平湖泊沉积物ＤＯＮ组分结构特征３．１．１不同区域湖泊沉积物ＤＯＮ组分结构特征大多数处于东部平
【作者单位】： 桂林理工大学环境科学与工程学院;中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室;中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室湖泊生态环境创新基地;三峡大学水利与环境学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(U1202235,41173118) 国家水专项“十二五”课题项目(2012ZX07105-004-001) 环境基准与风险评估国家重点实验室自由探索项目(2014-GOT-042-N-06)资助
【分类号】：X524
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 高红;部分国家每人每天营养水平及纯食料供给量比较[J];食品科技;1978年09期
2 国春艳;刁其玉;;从营养水平降低规模化养殖对农业立体污染的影响[J];当代畜禽养殖业;2006年10期
3 于若木;改善人民营养水平的重要一环[J];w芸
本文编号：2536317
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/2536317.html
