湖泊沉積物溶解性有機(jī)氮特征研究.pdf

1、湖泊富營養(yǎng)化及伴隨藍(lán)藻水華爆發(fā)已成為全球性的環(huán)境問題。溶解性有機(jī)氮不僅是藍(lán)藻等水生植物生長的重要氮營養(yǎng)源，而且是湖泊富營養(yǎng)化的重要內(nèi)在因素，其分布與結(jié)構(gòu)特征對深入理解湖泊的富營養(yǎng)化及藍(lán)藻水華爆發(fā)機(jī)理具有重要的作用。因此，對于湖泊沉積物溶解性有機(jī)氮的研究顯得尤為重要。本研究利用三維熒光光譜、高效液相色譜等技術(shù)，對長江流域及云貴高原湖泊沉積物溶解性有機(jī)氮的提取方法、組成、來源、季節(jié)性變化、生物有效性及結(jié)構(gòu)特征等方面進(jìn)行研究，以期為揭示湖泊富

2、營養(yǎng)化及藍(lán)藻水華爆發(fā)機(jī)理提供參考價值。主要研究結(jié)果如下：
　　1．利用6種 DON提取方法分析洱海、太湖和滇池3個湖泊8個表層沉積物樣品。通過 DON含量與熒光結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性綜合分析，認(rèn)為 CaCl2溶液作為浸提劑提取DON效果較好。
　　2．選取洱海（10個），洞庭湖（16個），巢湖（13個），鄱陽湖（14個）沉積物樣品，研究了不同湖泊 DON含量及結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果表明：不同湖泊表層沉積物DON含量呈現(xiàn)洱海>洞庭湖>巢湖>鄱陽湖

3、的特點(diǎn)。影響沉積物 DON含量動態(tài)變化的關(guān)鍵因素是 DON的來源。各湖泊 DON來源不同，洱海、鄱陽湖、巢湖主要是生物來源即內(nèi)源輸入；洞庭湖是陸源與生物來源共同作用的結(jié)果，并以內(nèi)源輸入為主。
　　3．選取洞庭湖（3個）和鄱陽湖（3個）表層沉積物樣品，不同溫度避光靜養(yǎng)DON溶液，研究湖泊 DON生物有效性。結(jié)果表明：（1）培養(yǎng)過程中 DON含量隨時間變化明顯，基本呈現(xiàn)“W”型變化趨勢。各湖泊沉積物 DON生物利用率大約為12％~85

4、%。（2）各湖泊沉積物 DON組分變化較為一致，類腐殖酸物質(zhì)不斷增加，類蛋白物質(zhì)不斷減少，這與絡(luò)氨酸或色氨酸的降解或轉(zhuǎn)化有很重要的關(guān)系。
　　4．選取洱海10個表層沉積物樣品，研究了不同季節(jié) DON和易分解組分游離氨基酸（DFAA）的含量變化。結(jié)果表明：（1）洱海沉積物 w(DON)在10.41~59.58mg/kg之間，平均值為27.43 mg/kg，約占可溶性總氮(TDN)的40%，沉積物總氮的6%，其季節(jié)性變化呈現(xiàn)“春季>冬

5、季>夏季>秋季”的趨勢，不同季節(jié)洱海不同湖區(qū)均呈現(xiàn)“南部>北部>中部”的特點(diǎn)。（2）洱海沉積物 w(DFAA)含量在4.11~9.89mg/kg之間變化，平均值為5.96mg/kg，約占 DON的22%，TDN的9%。季節(jié)性變化呈現(xiàn)“秋季相對較高，冬春次之，夏季相對較少”的趨勢。區(qū)域性變化呈現(xiàn)“南北高，中間低”的特點(diǎn)，污染較嚴(yán)重的區(qū)域，沉積物 w(DFAA)較高。（3）作為沉積物活性氮重要組成的w(DON)和w(DFAA)的季節(jié)性變化明

6、顯，對湖泊氮代謝有重要影響，在水生植物旺盛區(qū)域尤為明顯。在洱海富營養(yǎng)化治理中，除了關(guān)注沉積物總氮，更應(yīng)關(guān)注其 DON在湖泊氮循環(huán)及其富營養(yǎng)化中的作用。
　　5．選取洱海（7個），洞庭湖（3個），鄱陽湖（3個），太湖（2個）表層沉積物樣品，利用HPLC法測定 DON中左旋游氨基酸含量。結(jié)果表明：（1）長江中下游3個湖泊沉積物 DON中主要的游離氨基酸有4種，分別為：絲氨酸、異亮氨酸、組氨酸、賴氨酸。洱海較其多2種：天冬氨酸、丙氨酸。