海水中N,P含量的测定

海水中N，P含量的测定

——厦门海域富营养化情况

组长：刘鹏

组员：刘明玮，黄云清，黄超，吴火星，郑慧坤

一．富营养化概述

1.1.富营养化的产生及概况：

氮、磷是水生植物生长必需的营养元素，但是，水体所含氮、磷过多，停留时间过长，将使藻类及浮游生物过量生长而引起水体的富营养化。水体出现富营养化现象时，水中溶解氧迅速减少，水体呈现不同颜色，死亡的动植物腐烂发臭，释放出硫化氢等难闻气体，使水质进一步恶化。

海水中的主要营养物质包括氮、磷、碳等物质，其中磷的主要影响是在叶绿素的光合作用中体现出来，氮和碳主要通过一些化学反应影响海水质量。

1.2.氮和磷引起富营养化的原因：

水中的氮主要以Ｎ2、ＮH4+、ＮO3—、ＮO2—和有机氮等几种形式存在,除从空气中溶解少量游离氮外,主要是来源于有机氮。有机氮在生物体经过代谢又以ＮH3的形式排出,后者在环境中经亚硝化菌和硝化菌的作用,依次转变为ＮO3—和ＮO2—,然后又经过反硝化细菌的作用,最终转变为Ｎ2。

在大量缺氧条件下,硝化过程不能进行,(ＮO3-)- NO2在微生物作用下,发生反硝化作用;使硝酸盐又还原为ＮH3。这样，通过各种生物反复循环反映，就产生了大量的离子，从而产生大量的营养盐。

水体中磷的存在形式主要以正磷酸盐((PO4)3-、(HPO4)2-、(H2PO4)­ )、多聚磷酸盐((P2O7)4-、(P3O10)5-、(P3O9)3-、(HP3O9)2-)、有机磷酸物(葡萄糖—6—磷酸、2—磷—甘油酸,磷肌酸等)、胶态成颗粒态存在的磷化合物组成。水中可溶磷的含量很少,易与Ca2+、Fe3+、Al3+等生成难溶性沉淀物(如Ca5OH(PO3)3、AlPO4、FePO4)多沉积于水体底泥。无机磷在微生物作用下被改造成ATP和ADP进入生物体,它是生物体中生物化学反应的能源。

PO43- ATP 甘油磷酸酯糖 + ADP

甘油

PO43- + 糖

大家都知道ATP是生物体能量的直接来源，磷在生物体内的一个重要作用就是合成ATP，过量的磷存在，就会使植物获得大量的能量，使植物大量繁殖，从而导致富营养化。

1.3.富营养化的危害：

如果有大量的氮磷存在就会导致藻类植物的大量繁殖，消耗了大量的溶解氧，使水中缺氧。并使体积缩小，导致大量的鱼虾死亡。在很多地区还出现赤潮或水华。我们着重讲一下赤潮的危害。

赤潮的危害：赤潮对海洋生态平衡的破坏；赤潮对海洋渔业和水产资源的破坏；赤潮对人类健康的危害；赤潮损害海洋环境。

据资料显示，2002年厦门海域共发现赤潮4次，其中西海域3次，同安湾1次，与去年持平。西海域赤潮发生范围相对于2001年的100平方公里有所缩小，对我市海洋经济未造成大的损失，但对水产养殖和海洋生态造成了一定的影响。

二厦门海洋概况：

2.1海水浴场水质：

最近国家海洋局开展了全国十一个主要海水浴场水质监测工作。以粪大肠菌群为主要指标，水温、盐度、溶解氧、pH、水色、透明度、海面漂浮物等水质要素，降水量、能见度、风向风速、浪高等水文要素共12项进行监测分析，并在中央电视台发布海水浴场水质预报，厦门鼓浪屿浴场成为入选的海水浴场之一。同期厦门市主要的八个海水浴场（椰风寨、海韵台、太阳湾、白城、珍珠湾、大德记、观海园和港仔后）进行水质监测，并在厦门各大新闻媒体发布水质预报。监测结果表明：厦门海水浴场水质总体符合较清洁海域水质标准，部分浴场粪大肠菌群项目超标，除白城浴场外均适合游泳、休闲娱乐。

2.2、海水养殖区水质：厦门同安、大嶝海水养殖功能区水质符合较清洁海域水质标准，但秋季无机磷含量超过较清洁海域水质标准，表明厦门海水养殖区存在磷轻度超标问题。底质污染物中各项检测指标，除同安湾内个别站位的铜、镉含量超过《海洋沉积物质量》(GB18668-2002)四类标准外，其它要素含量均符合一类标准。监测数据表明：厦门海洋自然保护区（白海豚、文昌鱼）的总体水质状况良好，溶解氧、化学需氧量、油类、总汞、镉、砷、粪大肠菌群项目均符合较清洁海域水质标准，只有西海域的无机氮、无机磷含量超过较清洁海域水质标准。

2.3、入海污染源和主要污染物：影响厦门海域的主要入海污染源有：九龙江携带入海、陆上生活污水与工业废水排放、港口及船舶排污和海水养殖废水等。主要入海污染物有：无机氮、无机磷、化学需氧物质、石油类、铅、锌以及垃圾漂浮物等。九龙江是厦门海域的主要入海河流，其主要的入海污染物有：化学需氧物质、无机氮、锌、总磷、石油类、铜等重金属元素、硫化物。2002年各污染物入海总量分别为：化学需氧物质123654吨/年、无机氮16217吨/年、锌8284吨/年、总磷1056吨/年。

2.4．厦门海富营养化情况：

厦门海域赤潮物种增多！浮游植物小型化和水质富营养化等引发赤潮发生的基础条件依然存在。拒厦门晚报报道今年我省沿海预计有16次赤潮的消息。

1986年到2004年厦门海域共发生23次赤潮事件，2004年厦门海域共记录了3次赤潮，均为无毒赤潮，发生赤潮面积共101平方公里，而2003年发生的7起赤潮事件，其中一起为有毒赤潮，相比而言，去年厦门海域赤潮的发生次数和面积都有较大幅度减少

三．厦门不同海域海水中N,P含量测定：

3.1海水中无机氮的测定：

3.1.1 实验原理

在60℃以上水溶液中，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子，故在氢氧化钠的碱性介质中可促使分解过程趋于完全。

本实验采用紫外分光光度法于波长220和275nm处，分别测出吸光度A220及A275按式（1）求出校正吸光度A：

A=A220－2A275 (1)

按A值查校准曲线并计算无机氮含量。

3.1.2试剂和材料

（1）水，无氨（离子交换法）：将蒸馏水通过一个强酸型阳离子交换树脂（氢型）柱，流出液收集在带有密封玻璃盖的玻璃瓶中。

（2）氢氧化钠溶液（200g/L）：称取20g氢氧化钠，溶液水（2.1）中，稀释至100ml。

（3）氢氧化钠溶液（20g/L）：将溶液（2.2）稀释10倍而得。

（4）碱性过硫酸钾溶液：称取40g过硫酸钾，另称取15g氢氧化钠，溶于水中，稀释至1000ml，溶液存放在聚乙烯瓶内。