【摘要】：有機磷是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組分,是營養(yǎng)物質(zhì)生物地球化學循環(huán)和生命過程的重要環(huán)節(jié),也是沉積磷的主要形態(tài),對湖泊富營養(yǎng)化具有重要作用和貢獻。本研究以寒旱區(qū)特征顯著、湖泊類型差異明顯的烏梁素海和呼倫湖為研究對象,以有機磷形態(tài)研究為基礎,以有機磷的生物有效性研究為主線,厘定了寒旱區(qū)不同類型湖泊有機磷的地球化學特征,表征了不同類型湖泊沉積物中的有機磷化合物,闡釋了有機磷的時空分布特征及機制,采用31P-NMR分析了有機磷化合物在沉積柱芯中的分布規(guī)律,綜合判識和評價了寒旱區(qū)不同類型湖泊有機磷的生物有效性,對闡釋水環(huán)境中有機磷的環(huán)境行為,積累我國湖泊生態(tài)系統(tǒng)中有機磷研究的基礎資料,加強暖濕區(qū)與寒旱區(qū)湖泊有機磷生物有效性的對比研究等均有重要的理論與現(xiàn)實意義。主要進展如下：1.采用化學連續(xù)提取法,開展了2個湖泊沉積物中有機磷的地球化學特征研究。結(jié)果表明,烏梁素海沉積物中有機磷的主導形態(tài)為鹽酸提取態(tài)有機磷(HCl-OP)和殘渣態(tài)有機磷(Re-OP),呼倫湖沉積物中殘渣態(tài)有機磷(Re-OP)為主導形態(tài)；2個湖泊沉積物中存在活性有機磷(LOP)中活性有機磷(MLOP)非活性有機磷(NLOP)的含量序列。2.采用31P-NMP,厘定了2個湖泊沉積物中的有機磷化合物組分。結(jié)果顯示,2個湖泊表層沉積物中有機磷化合物的信息相對豐富,隨著沉積深度增加,穩(wěn)定性不高的有機磷成分不再檢出。3.研究發(fā)現(xiàn),烏梁素海柱芯活性有機磷(LOP)與氧化還原電位(ORP)存在較好的對應關(guān)系,揭示有機質(zhì)降解對LOP的釋放作用；呼倫湖沉積柱芯中,鐵磷(Fe-P)/總有機碳(TOC)與鹽酸提取態(tài)有機磷(HCl-OP)/NaOH提取有機磷(NaOH-OP)呈顯著正相關(guān),表明了鐵氧化物固定有機磷的能力,揭示NaOH提取有機磷和鹽酸提取態(tài)有機磷的相互轉(zhuǎn)化是沉積物有機磷形態(tài)轉(zhuǎn)化和再分布的主要驅(qū)動力。4.研究了烏梁素海水-沉積物界面磷的擴散機制及冰封期烏梁素海冰體中磷的形態(tài)分布,為寒旱區(qū)湖泊中磷在不同界面的環(huán)境地球化學行為研究積累了基礎資料。5.在集成已有研究成果的基礎,綜合分析了我國典型湖泊沉積物中有機磷形態(tài)分布的差異機制。結(jié)果表明,蒙新高原和青藏高原湖泊沉積物中各形態(tài)有機磷的含量水平顯著低于長江中下游及云貴高原湖泊,反映了不同湖區(qū)在自然地理環(huán)境、氣候條件及區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展水平等方面存在的差異。
[Abstract]:Organophosphorus phosphorus is an important component of lake ecosystem, an important link of nutrient biogeochemical cycle and life process, and also the main form of phosphorus deposit. It plays an important role and contributes to eutrophication of lakes. In this study, Wuliangsuhai and Hulun Lake, which have obvious characteristics in cold and arid areas and obvious differences in lake types, were taken as the object of study, based on the study on the forms of organophosphorus, and the main line was the study on the bioavailability of organophosphorus. The geochemical characteristics of organophosphorus compounds in different types of lakes in cold and arid areas were determined, the organophosphorus compounds in sediments of different types of lakes were characterized, and the spatial and temporal distribution characteristics and mechanisms of organophosphorus were explained. The distribution of organophosphorus compounds in sediment core was analyzed by 31P-NMR, the bioavailability of organophosphorus compounds in different lakes in cold and arid areas was comprehensively identified and evaluated, and the environmental behavior of organophosphorus in water environment was explained. It is of great theoretical and practical significance to accumulate the basic data of organophosphorus studies in lake ecosystems in China and to strengthen the comparative study on the bioavailability of organophosphorus in lakes in warm and wet areas and cold and arid areas. The main developments are as follows: 1. The geochemical characteristics of organophosphorus in sediments of two lakes were studied by chemical continuous extraction. The results showed that the dominant forms of organophosphorus in the sediments of Wuliangsuhai were hydrochloric acid extracted organic phosphorus (HCl-OP) and residual organophosphorus phosphorus (Re-OP), and the residual organophosphorus (Re-OP) in the sediment of Hulun Lake was the dominant form. The content sequence of active organophosphorus (MLOP) inactive organophosphorus (NLOP) in two lake sediments exists in active organophosphorus (LOP). The organophosphorus compounds in the sediments of two lakes were determined by 31p / NMP. The results showed that the information of organophosphorus compounds in the surface sediments of the two lakes was relatively abundant, and the unstable organophosphorus components were no longer detected with the increase of deposition depth. It was found that there was a good correspondence between the active organophosphorus (LOP) and the redox potential (ORP) in the core of Wuliangsu Sea, which revealed the release of LOP by the degradation of organic matter. In the core of Hulun Lake, iron phosphorus (Fe-P) / total organic carbon (TOC) was positively correlated with hydrochloric acid extracted organophosphorus (HCl-OP) / NaOH extraction of organophosphorus (NaOH-OP), indicating the ability of iron oxide to immobilize organophosphorus. It is revealed that the mutual transformation of organophosphorus extracted by NaOH and hydrochloric acid is the main driving force for the transformation and redistribution of organophosphorus species in sediments. 4. The diffusion mechanism of phosphorus at the sea-sediment interface of Wuliangsu and the speciation distribution of phosphorus in the sea ice body of Wuliangsu during the ice sealing period were studied, which accumulated the basic data for the study of the environmental geochemical behavior of phosphorus at different interfaces in the lakes in the cold and arid areas. 5. On the basis of integrating existing research results, the differential mechanism of organophosphorus speciation distribution in sediments of typical lakes in China was comprehensively analyzed. The results showed that the contents of various forms of organophosphorus in lake sediments of the new and Qinghai-Xizang plateau were significantly lower than those in the middle and lower reaches of the Yangtze River and in the Yungui plateau, reflecting the physical and geographical environment of the different lakes. Climate conditions and regional economic and social development level and other aspects of differences.
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X142

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本文編號：2431192