沉积物孔隙水中溶解态Fe（Ⅱ）和S（-Ⅱ）的原位富集显色—数码成像测定

发布时间：2020-06-09 03:41

【摘要】：沉积物孔隙水是沉积物与上覆水进行物质交换的重要场所和媒介,富含多种与生物地球化学循环和生物活动密切相关的重要元素,其中最主要的是铁和硫。前者在植物的呼吸、固氮和光合过程中起关键作用,后者参与蛋白质和维生素的合成。两者在沉积物孔隙水中主要以还原态形式存在,即Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ)。测定沉积物孔隙水中Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ)的常规方法为异位分析法,即采样后带回实验室进行分析。该法的最大不足是在采样、运输和处理过程中易造成Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ)的氧化。因此,发展能够现场完成富集采样和测定的原位分析方法十分必要,对于沉积物孔隙水中铁和硫的相关研究具有重要意义。然而,目前已报道的原位分析方法及应用仍局限于原位富集或实验室试验,未有真正意义上的用于现场的原位分析方法。针对现有方法的不足,本研究建立了一套原位富集显色-数码成像的分析方法和检测系统,用于原位测定沉积物孔隙水中溶解态Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ);在采样的同时完成显色、富集和记录,最大限度地减少样品采集、运输、储存和处理过程中可能产生的环境影响和人为干扰。主要研究内容及结果如下:(1)以C18-菲Up嗪丙烯酰胺凝胶为富集相,以双叉丙烯酰胺为交联剂的丙烯酰胺凝胶为扩散相,自制透明底座的富集装置。将富集装置装配在样品盘上、配置数码摄像机,自制成原位富集显色-数码成像集成系统,用于沉积物孔隙水中溶解态Fe(Ⅱ)的原位测定。研究了凝胶扩散系数、富集量、富集相显色图像灰度值之间的关系,建立了与经典DGT定量方式不同的、适用于本研究方法的定量方法。优化了方法的各项参数,考察了盐度对富集效果的影响和方法的准确度、精密度。方法成功应用于厦门大学翔安校区水库和福建省紫泥红树林保护区沉积物孔隙水中溶解态Fe(Ⅱ)的测定。结果显示,本方法能够满足沉积物孔隙水中Fe(Ⅱ)的半定量乃至基本定量的测定要求。(2)在上述工作的基础上,改进富集装置和原位富集显色-数码成像集成系统。以AgI-丙烯酰胺凝胶为富集相,以双叉丙烯酰胺为交联剂的丙烯酰胺凝胶为扩散相,用于测定沉积物孔隙水中的溶解态S(-Ⅱ)。建立了定量方式,优化了各项参数,考察了盐度对富集效果的影响和方法的准确度、精密度。方法成功应用于厦门大学翔安校区水库和福建省紫泥红树林保护区沉积物孔隙水中溶解态S(-Ⅱ)的测定。结果显示,本方法能够满足沉积物孔隙水中S(-Ⅱ)的半定量乃至基本定量的测定要求。
【图文】：

形成难溶的ＦｅＳ所致。虽然不同地区沉积物的差异性较大，但受现有分析技逡逑术的限制，目前尚无针对沉积物中铁形态和浓度分布的较全面研究，己有报道的逡逑均局限在几十ｃｍ２以内的小区域中铁的垂直分布。图１－２为法国阿尔卡雄泄湖［１２］逡逑和美国长岛南岸胡麻池塘ｎＧ］沉积物的孔隙水中溶解态Ｆｅ（ＩＩ）的浓度垂直分布。逡逑２逡逑

１．１．２沉积物中铁的生物地球化学意义逡逑１．１．２．１海水中铁的源与汇逡逑如图１－３所示，海水中溶解态铁的源，有来自外部输入的“新增源”和来自逡逑海洋原有库存的“再循环源”逦。新增源增加了海水中铁的库存，包括沉积物逡逑再悬浮［１４］、大气干／湿沉降［１５］、河流输入［１６］、冰山融化［１？］、火山爆发［１８］等。再循逡逑环源是海水中原有铁库存的周转，包括海水中颗粒物的再矿化和上升流输入逡逑３逡逑
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X832

【参考文献】

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本文编号：2704105