在缺氧環(huán)境下,生物傾向于使用其他物質(zhì)作為電子受體替代氧氣,為生化反應(yīng)提供能量。硝酸鹽是良好的電子受體,在沉積物中硝氮的還原過程包括反硝化過程、厭氧氨氧化過程和硝酸鹽異化還原成銨(DNRA)過程。這三個(gè)過程構(gòu)成了硝氮的還原路徑,并在一定程度上調(diào)控了沉積物含氮營(yíng)養(yǎng)鹽的移除與留存以及溫室效應(yīng)氣體氧化亞氮(N2O)的排放。全球變化大背景下,近岸和濕地沉積物中有機(jī)質(zhì)埋藏的增加將改變?nèi)齻�(gè)過程的速率及其比例,進(jìn)而影響氣候反饋。其中反硝化和厭氧氨氧化的速率量化可以通過同位素配對(duì)技術(shù)(IPT)實(shí)現(xiàn)。同樣消耗硝氮的DNRA,其速率的量化仍存在一定的困難。由于DNRA破壞了IPT的計(jì)算前提假設(shè),DNRA的存在與否會(huì)影響IPT計(jì)算的準(zhǔn)確性,造成反硝化的高估和厭氧氨氧化的低估。本文針對(duì)DNRA對(duì)IPT的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬評(píng)估,同時(shí)基于擴(kuò)散法設(shè)計(jì)一種新的實(shí)驗(yàn)流程用于沉積物氨氮同位素的測(cè)定,以量化DNRA過程,并通過野外觀測(cè)以及有機(jī)質(zhì)添加培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模擬結(jié)果及方法的可行性。根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合沉積物具體情況,DNRA通常不會(huì)影響到IPT對(duì)于脫氮速率的計(jì)算準(zhǔn)確性。青海鹽湖沉積物的野外觀測(cè)結(jié)果表明,鹽湖沉積物中反硝化和DN...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 沉積物的氮循環(huán)
        1.1.1 沉積物不同形態(tài)氮分布
        1.1.2 反硝化過程
        1.1.3 厭氧氨氧化過程
        1.1.4 硝酸鹽異化還原成銨(DNRA)
        1.1.5 氧化亞氮
    1.2 研究方法
        1.2.1 氮同位素
        1.2.2 脫氮速率的測(cè)定
        1.2.3 氨氮同位素的測(cè)定
    1.3 科學(xué)問題
        1.3.1 如何衡量DNRA對(duì)于IPT計(jì)算準(zhǔn)確性的影響
        1.3.2 海洋生物可利用氮收支不平衡
        1.3.3 DNRA過程在沉積物中的作用
第二章 沉積物硝氮還原路徑計(jì)算
    2.1 IPT概況
        2.1.1 IPT發(fā)展歷程梳理
    2.2 DNRA過程對(duì)IPT計(jì)算的影響
        2.2.1 簡(jiǎn)化公式推導(dǎo)
        2.2.2 加入DNRA過程模擬
        2.2.3 同位素稀釋模型
    2.3 小結(jié)
第三章 九龍江有機(jī)質(zhì)添加脫氮實(shí)驗(yàn)
    3.1 九龍江采樣
        3.1.1 九龍江流域概況
        3.1.2 樣品采集
    3.2 沉積物脫氮有機(jī)質(zhì)添加實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 樣品預(yù)處理
        3.2.2 泥漿培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)
        3.2.3 N₂和N₂O同位素測(cè)定
        3.2.4 泥漿實(shí)驗(yàn)中的DNRA過程
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)
        3.3.2 潛力速率與環(huán)境承載量
        3.3.3 數(shù)據(jù)可視化分析
        3.3.4 實(shí)驗(yàn)中的問題
    3.4 小結(jié)
第四章 青海鹽湖沉積物硝氮還原路徑
    4.1 氨氮同位素測(cè)定
        4.1.1 現(xiàn)有方法
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)
        4.1.3 擴(kuò)散效率驗(yàn)證
        4.1.4 有機(jī)干擾擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)
        4.1.5 同位素測(cè)定
        4.1.6 DNRA速率的測(cè)定
    4.2 青海鹽湖沉積物采樣
        4.2.1 青海鹽湖概況
        4.2.2 采樣地點(diǎn)
        4.2.3 采樣方法
    4.3 沉積物分層實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)預(yù)處理
        4.3.2 泥漿培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)
        4.3.3 N₂和N₂O同位素測(cè)定
    4.4 青海鹽湖沉積物硝氮還原路徑數(shù)據(jù)
    4.5 討論
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 脫氮速率的計(jì)算
    5.2 有機(jī)質(zhì)添加對(duì)于脫氮的影響
    5.3 硝氮還原路徑與“潛力”概念完善
    5.4 氨氮同位素測(cè)定技術(shù)
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3779857