發(fā)布時(shí)間：2020-06-20 08:58

【摘要】： 本論文以穩(wěn)定氮同位素(δ~(15)N)技術(shù)為基礎(chǔ),對(duì)長(zhǎng)江口海域氮的同位素特征及其環(huán)境意義進(jìn)行了研究。確立了一套完整的水體中氮的穩(wěn)定同位素分析預(yù)處理方法,并運(yùn)用該方法對(duì)2006年長(zhǎng)江干流以及長(zhǎng)江口海域表層水體中的溶解態(tài)硝酸鹽和懸浮顆粒物的δ~(15)N特征進(jìn)行分析,根據(jù)不同季節(jié)、不同區(qū)域內(nèi)其δ~(15)N值的變化研究水體中氮的遷移、轉(zhuǎn)化等生物地球化學(xué)過程,揭示其環(huán)境行為,從而對(duì)該海域的氮循環(huán)機(jī)制進(jìn)行探索。主要結(jié)果如下: 穩(wěn)定氮同位素的分析準(zhǔn)確與否,預(yù)處理過程是關(guān)鍵。不同形態(tài)、不同水體中氮的預(yù)處理方法不同。本文以傳統(tǒng)的蒸餾法為基礎(chǔ),對(duì)適合海水中溶解態(tài)硝酸鹽的氮同位素分析預(yù)處理方法進(jìn)行研究并改進(jìn),并進(jìn)行了不同實(shí)驗(yàn)條件的驗(yàn)證,效果較好。此外,對(duì)淡水體系中溶解態(tài)硝酸鹽的氮同位素分析預(yù)處理方法以及懸浮顆粒物的氮同位素分析方法也進(jìn)行了研究,確立了一套完整的水體中氮的穩(wěn)定同位素分析方法,對(duì)δ~(15)N技術(shù)在河口氮循環(huán)研究中的廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。 依據(jù)上述方法,對(duì)2006年2、5、8、11月份長(zhǎng)江口海域表層水體中的溶解態(tài)硝酸鹽δ~(15)N值(δ~(15)N-NO_3-)進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn),δ~(15)N-NO_3-分布范圍在0.4‰到6.5‰之間,平均為3.5‰,具有明顯的時(shí)空分布特點(diǎn),在不同季節(jié)不同區(qū)域內(nèi)所受的物理、生物地球化學(xué)作用不同�？陂T內(nèi),δ~(15)N-NO_3-的季節(jié)變化主要受長(zhǎng)江徑流輸入影響,來(lái)源單一。最大渾濁帶,δ~(15)N-NO_3-的分布規(guī)律不明顯,保守混合行為較差,說明該區(qū)域的影響作用復(fù)雜,不同季節(jié)水體中發(fā)生的生物地球化學(xué)作用存在差異。外海區(qū),δ~(15)N-NO_3-的季節(jié)變化明顯,春季秋季夏季冬季,與生物對(duì)硝酸鹽的吸收程度變化相一致,反映了生物作用在該區(qū)域的影 響顯著。同樣在2006年2、5、8、11月份本文對(duì)長(zhǎng)江口海域表層水體中懸浮顆粒物的δ~(15)N(δ~(15)Np)組成進(jìn)行了研究。δ~(15)Np值分布在0.6-8.2‰之間,同樣具有明顯的時(shí)空分布特點(diǎn),其變化趨勢(shì)與陸源輸入和水體中氮的生物地球化學(xué)過程有關(guān)。口門內(nèi),表層水體中δ~(15)Np的變化主要受長(zhǎng)江徑流的陸源輸入影響,生物地球化學(xué)作用影響較弱;最大渾濁帶,水體中的懸浮顆粒有機(jī)氮受微生物的降解活動(dòng)影響明顯,各季節(jié)均存在不同程度的顆粒物分解作用;外海區(qū),陸源輸入減弱,懸浮顆粒物的δ~(15)Np值主要受微藻的同化吸收作用以及一定程度的顆粒物分解作用影響。 長(zhǎng)江口海域水體中溶解態(tài)硝酸鹽和懸浮顆粒有機(jī)氮之間存在重要的相互轉(zhuǎn)化作用,二者之間δ~(15)N的變化及其相互關(guān)系反映了一定的生物地球化學(xué)變化和環(huán)境信息�？傮w而言,長(zhǎng)江口海域表層水體中δ~(15)N-NO_3-的分布水平較δ~(15)Np略低,二者之間的分餾ε總體偏正。其中,δ~(15)N-NO_3-與δ~(15)Np的最低值均出現(xiàn)在2月份,說明該季節(jié)水體溶解態(tài)硝酸鹽和懸浮顆粒物都可能受到一致的外源輸入影響,其內(nèi)部生物地球化學(xué)作用較弱。5月份和11月份水體中的δ~(15)N-NO_3-值和δ~(15)Np值均各自水平相近,說明在這兩個(gè)季節(jié)溶解態(tài)硝酸鹽和懸浮顆粒物都可能受到程度相近的外源輸入或生物吸收作用的影響,分餾ε偏負(fù)程度較大。8月份δ~(15)N-NO_3-值較低而δ~(15)Np值較高,分餾ε在四個(gè)季節(jié)中最大,可能是該季節(jié)程度較大的顆粒物分解作用影響所致。 2006年長(zhǎng)江干流表層水體中溶解態(tài)硝酸鹽及懸浮顆粒物的δ~(15)N組成也具有明顯的時(shí)空分布特點(diǎn),二者季節(jié)變化規(guī)律相近,豐水期(5、8月份)δ~(15)N值較高,而枯水期(2、11月份)較低。δ~(15)N-NO_3-與δ~(15)Np之間呈現(xiàn)明顯的正向相關(guān)關(guān)系,其空間分布趨勢(shì)相同,自長(zhǎng)江上游至下游δ~(15)N值逐漸升高,說明二者均受到相似的氮來(lái)源影響;長(zhǎng)江上游氮的來(lái)源均以大氣沉降和農(nóng)業(yè)源(無(wú)機(jī)化肥和土壤有機(jī)氮)為主,而中、下游水體氮的來(lái)源則都偏重于工業(yè)及生活排污的貢獻(xiàn),隨著人類活動(dòng)程度以及工業(yè)化、城市化程度的升高,硝酸鹽及懸浮顆粒有機(jī)氮的來(lái)源發(fā)生變化,其δ~(15)N值相應(yīng)增加。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：X832
【圖文】：

圖 1-2 海洋中主要無(wú)機(jī)形態(tài)氮素及生物體中 δ15N 值Fig.1-2 δ15N Values in the Oceans relative to atmospheric N2近年來(lái)，由氮污染所導(dǎo)致的河口富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。富營(yíng)養(yǎng)作用對(duì)影響占優(yōu)勢(shì)，δ15N值反映了由陸地(低同位素值) 到海洋環(huán)境(高同位素合梯度變化情況。清潔河口區(qū)域氮同位素值呈現(xiàn)向海洋增加的梯度變化為陸地生物最終的氮源是大氣中的N2(0 ‰) ,而海洋初級(jí)生產(chǎn)力的氮為

長(zhǎng)江口海域氮的同位素特征研究及其環(huán)境意義18圖1-3 長(zhǎng)江流域圖Fig.1-3 The sketch map of the Yangtze River長(zhǎng)江水量主要來(lái)自上、中游，其中宜昌以上來(lái)水量占大通站的 49％，漢口來(lái)水量占 51％。徑流中雨水補(bǔ)給約占全年徑流量的 75～80％，地下水約占 20～25％，還有少量冰雪融水補(bǔ)給。近 20 多年來(lái)，隨著城市、工業(yè)的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥的大量使用，長(zhǎng)江流域內(nèi)城市河段、支流和湖泊污染日益嚴(yán)重，其污染程度是：下游重于中游，中游重于上游，湖泊水域重于江河水域，上游有些支流污染也很嚴(yán)重

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 吳俊森;王麗麗;賈瑞寶;李培剛;;同位素分析法測(cè)定硝酸鹽氮預(yù)處理方法研究[J];山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 于海燕;長(zhǎng)江口及其鄰近海域氮穩(wěn)定同位素特征研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 李慧垠;北京水源地水體中懸浮顆粒有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳、氮同位素研究[D];首都師范大學(xué);2011年

2 王麗麗;基于同位素分析法的氮識(shí)別技術(shù)及遷移規(guī)律研究[D];山東建筑大學(xué);2012年

3 劉麗麗;長(zhǎng)江口海域不同形態(tài)氮的穩(wěn)定同位素分布特征及其意義研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2013年

本文編號(hào)：2722187