典型浅水湖泊沉积物及悬浮颗粒物中生物质磷形态特征及变化规律研究

发布时间：2017-12-07 08:07

本文关键词：典型浅水湖泊沉积物及悬浮颗粒物中生物质磷形态特征及变化规律研究

【摘要】：随着我国人口与经济的迅速增长,水环境持续恶化,水环境问题成为全国性环境问题。富营养化是我国面临的主要水污染问题之一。近几年,随着巢湖周边城镇化进程的加快,人口密度逐渐增大,大量污染物的排放导致巢湖富营养化问题日益严重。论文选用液相~(31)P-NMR技术与酶解法(enzymatic hydrolysis)研究了巢湖沉积物中磷的形态特征与生物可利用性。环境样品中有机磷(organic phosphorus:Po)首先被水解成无机磷(inorganic phosphorus:Pi)才能被生物所利用,因此酶解法测定的Po可以反映样品中Po的水解特性及生物有效性。液相~(31)P-NMR技术应用于环境样品Po的分析,通过核磁共振分析,磷酸单酯(Mono-P)、磷酯(Lipids-P)、DNA、焦磷酸盐(Pyro-P)、多聚磷酸盐(Poly-P)等被成功检测。这种方法提取效率高、稳定且图谱质量较好,可以测定沉积物中不同磷化合物的含量。因此论文同时选择酶解法与液相~(31)P-NMR技术,分别针对巢湖西部湖区、东部湖区春、夏、秋、冬四个季节的沉积物及悬浮颗粒物进行对比分析。通过实验,本论文揭示了巢湖样品中磷的形态特征、垂向变化趋势、生物可利用性特征等,为东部浅水湖泊水体富营养化的治理提供了理论依据。研究结果表明:(1)巢湖沉积物磷含量垂向变化特征明显,沿沉积物纵向,磷含量呈逐渐降低趋势;表层沉积物总磷、TN、TC平均含量分布特征为:西部湖区平均含量高于东部湖区。表层沉积物含量较高,冬季总磷平均含量为1666.15mg·kg~(-1);春季总磷平均含量为2413.40mg·kg~(-1);夏季总磷平均含量为2509.92mg·kg~(-1);秋季总磷平均含量为1748.41mg·kg~(-1),季节特征明显,春、夏季表层沉积物总磷含量较高,释放风险大。沉积物TN、TC在西部湖区平均含量分别为0.16%、2.35%,东部湖区平均含量分别为0.13%、1.31%,春、夏、秋、冬四季含量差别不大。(2)利用构建的液相~(31)P-NMR技术,在巢湖表层沉积物中检测到膦酸盐,磷酸单酯,磷酯等Po化合物。利用液相~(31)P-NMR技术在巢湖表层沉积物的NaOH-EDTA提取液中共检测到7类磷化合物。磷酸单酯是生物质磷的主要组成成分,其它生物质磷包括:膦酸盐、焦磷酸盐、多磷酸盐、磷酯、DNA磷。正磷酸盐是沉积物中总磷的主要组成成分。生物质磷占NaOH-TP的百分含量为:西湖生物质磷百分含量特征:秋季(13.54%)冬季(10.4%)夏季(6.83%)春季(5.99%);东湖生物质磷百分含量:春季(17.09%)冬季(16.98%)秋季(15.46%)夏季(14.59%)。西湖生物质磷平均含量低于东湖。(3)液相~(31)P-NMR技术得到的生物质磷含量季节特征变化明显。巢湖表层沉积物中的生物质磷以Po与焦磷酸盐为主。春、夏、秋、冬四个季节的有机磷含量为:冬季(649.22mg·kg~(-1))春季(564.38mg·kg~(-1))夏季(317.36mg·kg~(-1))秋季(241.66mg·kg~(-1))。焦磷酸盐含量为:冬季(2.92mg·kg~(-1))秋季(2.78mg·kg~(-1))夏季(2.07mg·kg~(-1))春季(0.55mg·kg~(-1))。且沿沉积物深度方向,Po与焦磷酸盐含量均呈逐渐下降趋势。(4)酶解法得到的单酯磷含量较高,在可酶解磷中占有较大优势,二酯磷含量较低。利用酶解法得到的三种磷化合物含量:类植酸单酯磷二酯磷。单酯磷平均含量:夏季(47.52mg·kg~(-1))秋季(40.75mg·kg~(-1))冬季(39.25mg·kg~(-1))春季(39.07mg·kg~(-1));二酯磷平均含量:夏季(74.08mg·kg~(-1))秋季(20.69mg·kg~(-1))冬季(18.13mg·kg~(-1))春季(15.71mg·kg~(-1))。可以得到,表层沉积物中的单酯磷与二酯磷是水体中正磷酸盐的重要来源。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X524

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

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