【摘要】：通過紫外-可見光吸收光譜,三維熒光光譜和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)方法,比較研究了不同湖區(qū)與不同營養(yǎng)水平五個典型湖泊(洱海、滇池、鄱陽湖、武漢東湖、太湖)沉積物DON組分特征及其與水體營養(yǎng)水平間關(guān)系。結(jié)果表明:1與東部平原湖區(qū)相比,云貴高原湖泊沉積物DON結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定,生物可利用率較低;2同屬云貴高原湖區(qū),污染較嚴(yán)重的滇池,其沉積物DON來源和結(jié)構(gòu)組分較復(fù)雜,生物可利用率較高;而污染程度相對較輕的洱海,其沉積物DON來源較簡單,結(jié)構(gòu)組分穩(wěn)定性相對較高,有利于維持較好的水質(zhì);3東部平原湖區(qū)中,太湖和武漢東湖營養(yǎng)水平接近,其沉積物DON結(jié)構(gòu)組分相近且相對復(fù)雜,但芳香度較低,芳香環(huán)取代基較少,對營養(yǎng)鹽的固持能力較弱,對水污染的貢獻(xiàn)較大,而鄱陽湖,其沉積物DON結(jié)構(gòu)組分相對簡單,但對營養(yǎng)鹽的固持能力較強(qiáng),對維持良好水質(zhì)起積極作用;4P_((Ⅲ+Ⅴ,n))/P_((Ⅰ+Ⅱ,n))指數(shù)(類腐殖質(zhì)與類蛋白質(zhì)含量的比值)依次為滇池(33.14)洱海(21.49)太湖(15.65)東湖(8.49)鄱陽湖(5.21),E_4/E_6指數(shù)(465與665nm處的吸光度比值)依次為滇池(27.00)東湖(6.65)鄱陽湖(5.47)太湖(3.50)洱海(2.31),即P_((Ⅲ+Ⅴ,n))/P_((Ⅰ+Ⅱ,n))與E_4/E_6指數(shù)對不同營養(yǎng)水平湖泊的區(qū)分度較好,此外,兩種指數(shù)與沉積物中多種氮具有較好的相關(guān)性,兩者可在一定程度上指示湖泊營養(yǎng)水平。
【圖文】：

受流域內(nèi)城市化影響較大，當(dāng)中大多數(shù)處于富營養(yǎng)狀態(tài)，太湖與武昌東湖沉積物營養(yǎng)鹽含量較高，鄱陽湖含量較低。基于此，本研究選取五個典型湖泊（洱海、滇池、鄱陽湖、武漢東湖、太湖）沉積物ＤＯＮ為研究對象，通過紫外－可見光吸收光譜，三維熒光光譜和ＧＣ／ＭＳ方法，比較不同湖區(qū)、不同營養(yǎng)水平的五個典型湖泊沉積物ＤＯＮ結(jié)構(gòu)組分特征，研究揭示ＤＯＮ組分結(jié)構(gòu)特征與湖泊水體營養(yǎng)水平的關(guān)系。１實驗部分１．１點位信息及樣品處理所研究的湖泊分別位于東部平原地區(qū)和云貴高原地區(qū)（見圖１），面臨著不同程度的富營養(yǎng)化問題。滇池（ＤＣ）為中度富營養(yǎng)化湖泊，太湖（ＴＨ）和東湖（ＤＨ）屬于輕度富營養(yǎng)化湖泊，洱海（ＥＨ）和鄱陽湖（ＰＹＨ）同屬中營養(yǎng)型湖泊（２０１１年中國環(huán)境狀況公報）。沉積物相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表１。云貴高原湖泊沉積物的營養(yǎng)鹽含量總體高于東部平原湖泊。其中，處于中度富營養(yǎng)圖１采樣點地理位置Ｆｉｇ．１Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｓｉｔｅｓ化的滇池，其沉積物營養(yǎng)鹽濃度最高。檢測數(shù)據(jù)顯示，按照ＧＢ３８３８—２００２《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，洱海上覆水維持在Ⅱ和Ⅲ水之間［５］，但沉積物的營養(yǎng)鹽含量相對較高。處于富營養(yǎng)化階段的太湖，其ＴＮ較東湖和鄱陽湖的高。武昌東湖位于武漢市中心城區(qū)，承接大量外源污染，其沉積物污染物濃度較高。鄱陽湖年水位變化較大，本研究的樣品均在豐水期采集，其營養(yǎng)鹽水平較低。表１沉積物樣品理化性質(zhì)Ｔａｂｌｅ１Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｓａｍｐｌｅｓ點位ＴＮ／（ｍｇ·ｋ

．０時，熒光物質(zhì)主要為陸源輸入，腐殖化程度強(qiáng)。研究［１１］表明當(dāng)ＨＩＸ在１．５～３．０時，熒光物質(zhì)呈現(xiàn)微弱腐殖質(zhì)特征且主要由近期生物活動產(chǎn)生。ＨＩＸ指數(shù)顯示，各湖泊沉積物ＤＯＮ的ＨＩＸ指數(shù)均在４以下。２．３低分子量揮發(fā)性／半揮發(fā)性ＤＯＮ沉積物低分子量揮發(fā)性／半揮發(fā)性ＤＯＮ種類分析結(jié)果顯示，，各湖泊所檢出含氮化合物種類分別為：滇池７０種，洱海６８種，太湖９１種，東湖６３種，鄱陽湖２８種。不同采樣點各類ＤＯＮ的相對含量見（圖３），洱海沉積物中含氮雜環(huán)類化合物分布最廣，在洱海不同湖區(qū)均可檢出，且相對含量介于１２．９％～６５．０％之間，平均值為３７．９％；滇池沉積物ＤＯＮ中含氮雜環(huán)類與胺類化合物相對含量較高，平均值分別為３８．８％和３７．９％；太湖沉積物ＤＯＮ以含氮雜環(huán)類和胺類化合物為主，其中含氮雜環(huán)類化合物相對含量最高，平均值為５０．０％，其次為胺類化合物，平均值為２６．４％；東湖沉積物ＤＯＮ中含氮雜環(huán)類化合物平均相對含量高達(dá)５９．９％，而胺類、氨基類、硝基類等其他各類含氮化合物的相對含量所占比例均較低，即其沉積物ＤＯＮ主要為含氮雜環(huán)類化合物；鄱陽湖沉積物ＤＯＮ中胺類化合物相對含量最高，平均值為４７．２％。圖３不同湖泊沉積物ＤＯＮ種類所占百分比Ｆｉｇ．３ＰｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｅａｃｈＤＯＮｔｙｐｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｋｅｓｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ３討論３．１不同區(qū)域及不同營養(yǎng)水平湖泊沉積物ＤＯＮ組分結(jié)構(gòu)特征３．１．１不同區(qū)域湖泊沉積物ＤＯＮ組分結(jié)構(gòu)特征大多數(shù)處于東部平
【作者單位】： 桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院;中國環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險評估國家重點實驗室;中國環(huán)境科學(xué)研究院國家環(huán)境保護(hù)湖泊污染控制重點實驗室湖泊生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新基地;三峽大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(U1202235,41173118) 國家水專項“十二五”課題項目(2012ZX07105-004-001) 環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險評估國家重點實驗室自由探索項目(2014-GOT-042-N-06)資助
【分類號】：X524

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本文編號：2536317