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文檔簡介
1、近三十年來,珠江流域大量的活性氮(Nr)通過河流排放至珠江口(PRE)水域,導致珠江口水體富營養(yǎng)化水平日益加重,引發(fā)赤潮等嚴重的生態(tài)環(huán)境問題。珠江口海域作為連接珠江水系與南海海洋水體間的生態(tài)交錯區(qū),在去除活性氮和維持區(qū)域氮循環(huán)平衡的過程中起著重要的作用。
本論文通過兩個航次對PRE水體與沉積物樣品進行采集,測定水體溶解態(tài)無機氮(DIN),表層沉積物間隙水(DIN),沉積物中總氮(Ntot)、可交換態(tài)氮(Nex)、固定態(tài)銨(Nf
2、ix)和有機氮(Norg)等不同形態(tài)氮的含量,同時結(jié)合氧化還原電位、溫鹽深等環(huán)境參數(shù)的分析,對珠江口水體-沉積物氮的形態(tài)與分布進行了探究。研究取得的主要研究結(jié)果如下:
(1)以圓底旋蓋2.0 mL離心管為反應容器,通過加入Griess試劑發(fā)生顯色反應,然后采用酶標儀對生成的有色物質(zhì)進行吸光值測定,發(fā)展了一種小體系連續(xù)快速測定水體溶解性銨鹽的方法。此方法空白吸光值低,標準曲線在0~32μmol·L-1濃度范圍內(nèi)線性良好(R2>0
3、.99),可批量連續(xù)測定樣品。對環(huán)境樣品的測定結(jié)果表明,小體系銨鹽測定法精確度較高,與《海洋規(guī)范》中標準25.0 mL體系法測定的數(shù)值的擬合度大于99%,為水體NH+4-N的實地測定提供了一種快速有效的新方法。
(2)珠江口水體DIN中主要以NO3-N為主,其平均值為63.09μmol/L,NO3-N占DIN比例為51.8%;NH4-N和NO2-N的平均含量分別為11.61μmol/L和47.16μmol/L,分別占水體DIN
4、含量的9.5%和38.7%。不同季節(jié)DIN的時空分布特征為從珠江上游向珠江口下游逐漸降低,5月份水體DIN含量高于1月份水體DIN含量。
(3)對珠江口表層沉積物及沉積柱的不同形態(tài)氮進行了分析測定,結(jié)果表明:1)珠江口表層沉積物Nex在Ntot中占有很小的比例,為3.42%;其中Nex-NH+4是Nex的主要存在形式;2) Norg為Ntot的主要存在形態(tài),表層沉積物Norg平均含量占Ntot的82.8%;3)各站位Nex-N
5、H+4垂向分布特征不一。在受人為環(huán)境影響大且微生物種群豐富的珠江上游水域,Nex-NH+4含量在上層隨深度增加而增大,在中層反之,最終向底部逐漸積累;而在近海區(qū)域,Nex-NH+4含量總體處于較低的水平;4)珠江口沉積物中 Ntot的平均含量為916.47mg·kg-1。內(nèi)航道站點PRE-1的Ntot分布在剖面呈現(xiàn)明顯的分段特征:在上層0-20cm處,垂直分布表現(xiàn)為隨深度逐漸增加;在20-40cm段平均含量較低;40cm以下Ntot含量
6、隨著深度的增加持續(xù)積累到最大,最大值為1899.3mg·kg-1。而其他4個站位Ntot含量呈現(xiàn)為隨深度增加而逐漸減小的分布特征。Norg垂向分布特征和總氮垂向分布特征保持一致。5)存在于礦物晶格中的Nfix在垂直方向上含量變化不顯著,基本維持在140 mg·kg-1的水平。
(4)珠江口水體受人為污染程度較大,DIN含量保持在100μmol·L-1以上,而表層沉積物間隙水中無機氮濃度在17~30μmol·L-1范圍內(nèi),因此珠
7、江口沉積物主要是河口水體營養(yǎng)物質(zhì)的“氮匯”,水體中的氮素通過沉積進入沉積物,在沉積物中通過高效的微生物代謝作用,將各種形態(tài)的氮素轉(zhuǎn)化為N2排入大氣中,減少了河流向近海的氮排放。珠江口沉積物短期內(nèi)難以釋放大量的營養(yǎng)鹽進入珠江口水體內(nèi),引發(fā)“內(nèi)源氮”污染的可能性小。
綜合研究結(jié)果表明,珠江口生態(tài)環(huán)境受人類活動影響較大,水體活性氮水平較高,但是活躍的沉積物微生物氮匯過程可將輸入到河口水域大部分的 Nr轉(zhuǎn)化為 N2輸出河口系統(tǒng)。因此,
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