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智感环境分享底泥内源磷的分级提取及分析研究

更新时间:2023-10-08   点击次数:412次


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在湖泊水环境中,磷的分布和赋存形态会直接或间接地影响到水体初级生产力及浮游生物的分布情况。湖泊通常被认为是污染源的“汇",外源磷进入湖泊后会转变成不同形态。研究表明,不同形态的磷生物活性及其在水环境迁移转化和循环路径不同,仅仅依靠TP含量来判断富营养化情况的传统方法已不能揭示水华暴发的过程与机制。因此,研究磷赋存形态,发展分级提取的方法有利于研究磷素行为,针对性解决水体富营养化问题,尤其对沉积物中磷内源释放的研究和治理具有重要意义。




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实验方法

  • 紫外-可见分光光度法:紫外-可见分光光度法是在190~800nm波长范围内测定物质的吸光度,用于鉴别、杂质检查和定量测定的方法。当光穿过被测物质溶液时,物质对光的吸收程度随光的波长不同而变化。

  • 钼锑抗比色法:在一定酸度和锑离子存在的情况下,磷酸根与钼酸铵形成锑磷钼混合杂多酸,它在常温下可迅速被抗坏血酸还原为钼蓝,在700nm波长下测定。

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实验仪器

离心管(10ml、25ml)、坩埚、烧杯、容量瓶、移液枪、分析天秤、pH计、振荡器、烘箱、高速离心机、紫外分光光度计、高压灭菌锅、马弗炉

所需溶液

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实验步骤

使用杆持式浅水型柱状底泥采样器采取湖泊表层湿泥回实验室进行磷形态分析。

1、将坩埚编号并称重记录,取湿泥放入坩埚中,称量湿泥与坩埚的总重量,放入烘箱60℃烘干,再次记录其总重量,得出底泥含水率。

2、将烘干的泥研磨后过100目筛,装入编号4号自封袋中。

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烘干

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过筛

3、取50ml离心管并编号,取过筛后样品各0.4g放入离心管中,加入20ml 1 mol/L NH4Cl溶液(溶液1),放入摇床振荡2h,用高速离心机3800r离心15min,取上清液过滤后测得弱结合态磷(LP),不用稀释;(每步过后的提取液需要调节ph在6-8的范围,ph过低,值会偏低甚至测不出来,ph高值会偏太大。)

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提取




4、在离心管中加入20mL纯水,振荡30min后3900r离心15min去除上清液,再加入20ml Na2S2O4-NaHCO3混合溶液(溶液2),振荡30min,3900r离心15min取上清液过滤,测铁结合态磷(Fe-P),稀释倍数5~10倍;(溶液有臭鸡蛋味,为反应正常,没有则要注意。沉淀过夜后,若上层有白色或者黄色悬浮物,需过滤完了在进行测定。)


5、在离心管中加入20mL纯水,振荡30min后8000r离心5min去除上清液,再加入0.1 mol/L NaOH溶液(溶液3)20ml,振荡16h后3900r离心15min,取上清液过滤,稀释倍数0~5倍,直接测铝结合态磷(Al-P);取50ml比色管并贴标签编号,取上清液(稀释倍数要和铝结合态磷要一致),用纯水稀释至25ml标线处,加入25ml氧化剂(溶液4)放入高压灭菌锅,120℃下灭菌30min后,测得总磷(TP);有机磷(OP)含量是TP与Al-P差值,总磷的稀释倍数要根据总体积50mL来反推所用的样品;

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震荡




6、在离心管中加入20mL纯水,振荡30min后3900r离心15min去除上清液,再加入0.5 mol/L HCl溶液(溶液5)20ml,振荡16h后3900r离心15min,取上清液过滤,上清液稀释5~10倍后,直接测钙结合态磷(Ca-P)


7、在离心管中加入20mL去离子水,振荡30min后3900r离心15min去除上清液,放入烘箱70℃烘干至脱离离心管壁(至少一天一夜),全部倒入编好号的坩埚中放入马弗炉(坩埚的标签用橡皮擦掉,用铅笔写),550℃烧结2h(马弗炉有一定的升温时间,3h后手动关掉,开门降温2h以上取出,避免烫伤);样品再次放回离心管中,如果烧过的样品有结块,用药匙捣碎,加入1 mol/L HCl溶液(溶液6)20ml,振荡16h后3900r离心15min,取上清液过滤,比色时加入同体积1mol/L NaOH至pH=7(同体积是与加入的不稀释的样品同体积),测得残渣态磷(Res-P),稀释5~10倍。


8、将上述所有需要比色的溶液取3ml,加入0.3ml钼锑抗显色剂(溶液7)振荡均匀,显色40min后在紫外分光光度计比色;


注:紫外分光光度计比色过程:打开UV.2.52软件,再打开紫外分光光度计,进行连接仪器,打开总磷或者磷酸根标曲,将两个比色皿洗净加入去离子水放入比色槽,进行自动较零后,开始样品比色。

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测样




数据处理

将测得数据导入EXCEL中,定量计算出各形态磷含量并整理出具报告。

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数据导入





计算公式如下:

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式中:

w-土壤中总磷的含量;A-试料的吸光度值;A0-空白试验的吸光度值;a-校准曲线的截距;V1-试样定容体积;b-校准曲线的斜率;m-试样量;V2-试料体积;Wdm-土壤干物质的量。