【摘要】：運(yùn)用改進(jìn)的Hedley連續(xù)提取法、酶水解技術(shù)、液相~(31)P-NMR法、紫外可見分光光譜法(UV-Vis)和紅外光譜法(FT-IR)聯(lián)合表征了2007年和2012年枯水期大型通江湖泊38個(gè)不同高程出露表層沉積物OP組分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和生物有效性變化特征。以揭示因三峽水利工程運(yùn)行以來,導(dǎo)致通江湖泊與長(zhǎng)江的江湖關(guān)系發(fā)生變化,造成通江湖泊枯水期水位下降、低水位時(shí)間延長(zhǎng),沉積物出露時(shí)間提前和延長(zhǎng),進(jìn)而對(duì)沉積物OP生物有效性影響;并探討了江湖關(guān)系變化對(duì)沉積物OP潛在釋放風(fēng)險(xiǎn)影響,以期為保護(hù)通江湖泊水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境治理提供理論依據(jù)。論文取得的主要結(jié)論如下:(1)通過液相~(31)P-NMR研究發(fā)現(xiàn),通江湖泊沉積物磷組分呈正磷酸鹽(Ortho-P)單酯磷(Monoester-P)DNA焦磷酸鹽(Pyro-P)膦酸鹽(Phosphonate)的含量大小特征,OP主要以Monoester-P和DNA為主;隨著江湖關(guān)系的變化,通江湖泊2012年出露沉積物Biogenic-P含量較2007年含量呈增加趨勢(shì),兩者存在顯著差異(ANOVA,P0.05),高程分布上,Biogenic-P含量呈高程越高含量越高的趨勢(shì),且2012年各高程Biogenic-P平均含量都大于2007年;2012年通江湖泊沉積物各OP組分較2007年都呈增長(zhǎng)趨勢(shì),其中2012年鄱陽(yáng)湖沉積物中的Monoester-P、DNA和Phosphonate含量較2007年各增長(zhǎng)了42%、25%和7%,洞庭湖各OP組分增長(zhǎng)了127%、36%和2%。表明江湖關(guān)系變化引起的通江湖泊沉積物出露時(shí)間長(zhǎng)短將會(huì)影響沉積物OP組分含量的變化,而由于沉積物OM、金屬含量增加幅度及兩個(gè)湖泊所處環(huán)境的不同導(dǎo)致兩湖OP組分增長(zhǎng)存在差異。(2)通過改進(jìn)的Hedley連續(xù)提取法和酶水解技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),通江湖泊鄱陽(yáng)湖沉積物各形態(tài)OP含量大小依次為:NaOH-OPNaHCO_3-OPH_2O-OPHCl-OP,洞庭湖沉積物各形態(tài)有機(jī)磷含量大小依次為:NaOH-OPHCl-OPNaHCO_3-OPH_2O-OP,通江湖泊沉積物各形態(tài)OP在高程分布上呈現(xiàn)高程越高含量越高的趨勢(shì),且隨著江湖關(guān)系變化,2012年各形態(tài)OP含量都大于2007年各含量;沉積物各提取態(tài)OP中生物可利用性O(shè)P含量大小依次為:NaOH-OPNaHCO_3-OPH_2O-OP,不同形態(tài)OP提取液中所釋放的正磷酸鹽含量依次為APase+PDEase+PhytaseAPase+PDEaseApase,且各提取態(tài)OP可水解磷總含量均呈2012年2007年的變化趨勢(shì),其中H_2O-OP以生物有效性單酯磷為主要組成部分,NaHCO_3-OP和NaOH-OP以植酸磷為主,二酯磷主要分布于H_2O-OP和NaOH-OP中,隨著江湖關(guān)系變化,H_2O-OP中的生物有效性單酯磷含量呈增加趨勢(shì),二酯磷和類植酸磷含量變化不明顯,生物有效性增強(qiáng);NaHCO_3-OP中的生物有效性單酯磷和類植酸磷含量都呈增加趨勢(shì),二酯磷變化較小,生物可利用性磷增多;NaOH-OP中的生物有效性單酯磷含量呈增加趨勢(shì),類植酸磷含量呈下降趨勢(shì),生物有效性增強(qiáng)。(3)隨著江湖關(guān)系變化,各提取態(tài)OP中的A253/A203和A260呈增加趨勢(shì),E3/E4和E2/E3呈下降趨勢(shì),表明沉積物DOM結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜、分子量變大、芳香烴取代基增多和腐殖化程度增強(qiáng)以及沉積物OM變得相對(duì)穩(wěn)定,導(dǎo)致沉積物OM含量增多,從而引起沉積物OP的增加;生物有效性單酯磷、二酯磷和類植酸磷作為H_2O-OP、NaHCO_3-OP和NaOH-OP中可被生物利用OP組分,隨江湖關(guān)系變化,其含量都有不同程度的增長(zhǎng),這主要與江湖關(guān)系變化導(dǎo)致出露沉積物表層OM、金屬含量、微生物數(shù)量、浮游植物數(shù)量和細(xì)菌代謝程度有關(guān);2012年鄱陽(yáng)湖表層沉積物各形態(tài)OP含量較2007年增加了35.6t,潛在釋放OP的量為27.5t,占各形態(tài)OP增加量的77.24%;相對(duì)應(yīng)的,洞庭湖各形態(tài)OP含量共增加了161.1t,潛在釋放OP的量為67.2t,占比為41.7%,表明江湖關(guān)系變化導(dǎo)致沉積物OP潛在釋放風(fēng)險(xiǎn)增加,加劇了湖泊水質(zhì)惡化及湖泊富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X524
【圖文】：

通江湖泊鄱陽(yáng)湖和洞庭湖沉積物采樣點(diǎn)位圖

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