有机质的产生和降解
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技术路线图
目前进展情况
已经掌握紫外分光光度计、三维荧光光谱仪和液相 色谱-质谱仪的操作以及数据的导出和分析 POM提取;Fe2+浓度测量
六、创新方面
七、预期结果
完成毕业论文:了解蓝藻水华爆发过程有机 质产生及变化过程
进度安排:
2015.09---2015.12查阅文献、确定研究方向、准备开题; 2015.12---2016.02准备预实验; 2016.03---2016.6考察现场,选择实验地点,做好前期实验准备工作 2016.07---2016.10数据分析处理; 2017.11---2017.03撰写毕业论文; 2017.04---2017.05毕业论文修改、定稿; 2016.06论文总结工作,毕业论文审核、答辩
实验设计
设计实验围格
6号有底对照组 5号有底藻浓度
5m
4号有底藻浓度
5m
1号无底对照组
2号无底藻浓度
3号无底藻浓度
样品采集
0.3m
上层水
3.5 m
下层水
0.2m
此次实验采集水样分上下层取样,即每个围格都需要取其上下层水样,一 次采样为12种水样。每层水样都做一下处理;
样品采集
谢谢!
请各位老师指正!
现阶段研究方法
现阶段对于DOM的研究主要集中于对CDOM的研究, 表征的方法主要有紫外可见吸收光谱和三维荧光光 谱法
三维荧光光谱仪
紫外分光光度计
(一)紫外可见吸收光谱
紫外分光光度计测量CDOM的光谱吸收系数通常采用通 过GF/F过滤的水样在UV2401分光光度计下测定其吸光 度 , 然后根据 (1) 式进行计算得到各波长的吸收系数 。
科学问题
湖泊外源DOM的光化学降解规律与降解产物 有待进一步研究; 目前比较热门的运用三维荧光技术来分析 DOM,然而三维荧光的荧光特征不能够提供其 生物化学结构的明确信息和有机质组分的实际 浓度
本研究结果将有助于:
揭示溶解性有机质在蓝藻水华爆发过程中的作用以 及其在湖泊生态系统中的循环过程 通过荧光技术分析蓝藻爆发过程中有机质来源及变 化
蓝藻水华爆发过程有机质产生及变化研究
报告人:孙伟 指导老师:郑建伟副教授、杜瑛珣副研究员 单位:南京信息工程大学 南京地理与湖泊研究所 时间:2015.12.23
报告内容
研究背景和国内外研究进展 研究方法 实验设计 技术路线图 创新方面 预期结果
研究背景
Байду номын сангаас
我囯湖泊众多,绝大部分已富营养化,其中有部分蓝藻爆发或曾爆发。, 蓝藻的死亡分解伴随着大量溶解性有机质(DOM)的释放 DOM 在水环境中会影响水体的酸碱特性、营养物质的有效性和污染物质 的环境行为特性,如污染物质的毒性、迁移转化特性及生物可降解性等; 同时,对重金属元素和有机污染物在水环境中的迁移行为也具有重要影响。
国内外研究进展
国外
Stedmon和 Mmarkager通过藻类降解实验, 运用三维荧光分析法 追踪内源DOM 的生 成与降解,研究了在不同无机营养状态下浮 游植物对DOM的产生以及利用情况。
Murphy等的研究运用荧光分析法调查了不受淡水影响条件下, 远洋水体中海源与陆源有机物质,利用平行因子分析法分析后 得到沿 岸带和海域内DOM 荧光物质至少有8种组 分:4~5 种腐殖质类物质和3~5种蛋白质类物质。
国内
傅平青等利用荧光发射光谱、三维荧光光谱研究云贵高原 湖泊红枫湖和百花湖中的 DOM的组成、荧光光谱特性及其 在湖泊水体中的垂直分布情况(傅平青等,2007)。 张运林等利用三维荧光对太湖溶解性有机碳的来源也进行 了分析,并取得了丰富的研究成果(张云林等,2007)。 胡素征等通过测定 2014 年 2、3 月份长江口表层水中有色 溶解有机物(CDOM)吸收光谱及溶解有机碳(DOC)质量浓度, 探究了 CDOM 的来源及其与DOC的关系(胡素征等, 2015)。
(1)取原水样40ml装瓶,测总氮总磷(TN、TP) (2)取45ml原水样至Corning离心管加0.1mol/L的硝酸使得PH<2,测总金 属含量 (3)用事先蒸馏水浸泡1小时的0.45um的玻璃纤维膜过滤原水样直至很慢, 记录体积,滤膜保存2ml离心管,测叶绿素 (4)经0.45um过滤的水样装瓶,测溶解性氮磷和三氮一磷 (5)使用事先经过马弗炉烧过并称重的0.7GF/F膜过滤原水样,记录过滤 体积直至很慢,滤膜用锡箔纸包好后装入塑封袋,测总悬浮物(TSS)和 烧失量(LOI) (6)用没有称重的GF/F膜过滤原水样,记录过滤体积直至过滤很慢,滤 膜用锡箔纸包裹装入塑封袋,测POM (7)经过0.7umGF/F膜过滤的水样用30ml棕色瓶避光保存,测DOC (8)将经过0.7umGF/F过滤的水样用0.2um膜过滤,过滤后的水样用60ml 的棕色瓶避光保存,测有色溶解性有机质(CDOM) (9)将上述经过0.2um过滤的水,用50ml康宁管装好,测溶解性金属 (10)将上述经过0.2um滤膜过滤的水样取0.4ml,先后加入事先配好的 0.5ml的缓冲溶液和0.4ml菲啰嗪后用锡箔纸包好避光保存,测Fe2+
a (λ') = 2 . 303 D (λ)/ r (1)
基于250nm和365nm波长CDOM吸收系数的比值来估 算CDOM分子大小 , 其比值越小分子量则越大,CDOM分 子量的大小大致能反映腐质酸、富里酸在CDOM中的比 例 , 因为腐质酸的分子量一般较大 , 而富里酸则较小 , 因而CDOM分子量越 ,腐质酸的比例就越高。
(二)三维荧光光谱
三维荧光技术( 3DEEM) 能够获得激发波长和发射波长同时变 化时的荧光强度信息,能够对多组分复杂体系中荧光光谱(发 射/激发,Ex/Em) 重叠的对象进行光谱识别和表征,是一种 很有效的光谱指纹技术。
荧光指数 三 维 荧 光 谱 图 平 行 因 子 分 析 法 新鲜度指数 腐殖化指数 氧化还原指数 荧光强度比值