淺水湖泊沉積物中氮的遷移轉(zhuǎn)化機制研究.pdf

1、本文通過對天津市青年湖、七里海為期一年(2010年2月～12月)的野外觀測，監(jiān)測其表層沉積物中總氮、可交換態(tài)氮、固定態(tài)銨、溶解態(tài)有機氮以及可水解態(tài)氨基酸、氨基糖態(tài)氮等各形態(tài)氮的含量以及氧化還原電位、微生物活性、溫度等環(huán)境參數(shù)，并結(jié)合實驗室模擬實驗，研究了若干生境因子對表層沉積物氮營養(yǎng)鹽的靜態(tài)釋放、有機氮的降解以及藻類生長和代謝產(chǎn)毒的影響，同時探討了藻毒素的降解機理。青年湖和七里海表層沉積物中總氮賦存含量偏高，溶解態(tài)有機氮是沉積物中氮的主

2、要形態(tài)；氨基酸態(tài)氮是有機氮的主要形態(tài)；銨態(tài)氮是采樣點沉積物內(nèi)源釋放的主要形式。溫度升高有利于沉積物中氮的釋放，但是過高的溫度又會抑制銨態(tài)氮的釋放；溶解氧升高不利于沉積物中氮的釋放；弱酸性環(huán)境有利于沉積物中有機質(zhì)的降解，堿性環(huán)境有利沉積物中銨態(tài)氮從水體溶出；水動力條件對氮營養(yǎng)鹽短期釋放強度有重要影響，而對長期釋放強度影響不顯著。
　　 本研究根據(jù)氨基酸的選擇性降解和主成份分析法引入降解指數(shù)DI’，三個采樣點均呈現(xiàn)夏、秋季節(jié)DI’指

3、數(shù)較低而春、冬季節(jié)較高的季節(jié)變化特征。DI’指數(shù)與環(huán)境參數(shù)溫度、沉積物含氧狀況和微生物活性負相關(guān)。沉積物中有機氮的厭氧降解速率大于好氧降解速率，氨基酸態(tài)氮是沉積物中有機氮降解的主要形態(tài)，氨基糖不易降解。氮源、碳源的加入能顯著提高有機氮的降解速率而對氨基糖的降解速率無明顯影響；曝氣有利于沉積物中氨基糖的降解而不利于有機氮的降解；加入醋酸普蘭林肽和亮氨酸后對氨基酸態(tài)氮的降解速率有一定的促進作用。銅綠微囊藻培養(yǎng)實驗表明營養(yǎng)鹽濃度的升高有利于藻

4、類的生長及代謝產(chǎn)藻毒素，但過高的營養(yǎng)鹽濃度對藻類生長的促進作用不明顯且不利于沉積物中總氮的去除；溫度升高有利有藻類代謝產(chǎn)毒；溶解氧含量對藻類的生長無明顯影響，而適宜的水體擾動條件有利于藻類的生長。藻毒素類物質(zhì)降解反應(yīng)模型為一級動力學模型，紫外光助降解/Fenton聯(lián)用體系、超聲降解/Fenton聯(lián)用體系均能加速藻毒素的降解。在芬頓體系中，適中含量的初始H2O2濃度、初始MCs濃度和初始Fe2+濃度能夠快速降解藻毒素；芬頓體系在pH值為3