淺水湖泊沉積物中氮的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制研究.pdf

1、本文通過(guò)對(duì)天津市青年湖、七里海為期一年(2010年2月～12月)的野外觀測(cè)，監(jiān)測(cè)其表層沉積物中總氮、可交換態(tài)氮、固定態(tài)銨、溶解態(tài)有機(jī)氮以及可水解態(tài)氨基酸、氨基糖態(tài)氮等各形態(tài)氮的含量以及氧化還原電位、微生物活性、溫度等環(huán)境參數(shù)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)，研究了若干生境因子對(duì)表層沉積物氮營(yíng)養(yǎng)鹽的靜態(tài)釋放、有機(jī)氮的降解以及藻類生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)毒的影響，同時(shí)探討了藻毒素的降解機(jī)理。青年湖和七里海表層沉積物中總氮賦存含量偏高，溶解態(tài)有機(jī)氮是沉積物中氮的主

2、要形態(tài)；氨基酸態(tài)氮是有機(jī)氮的主要形態(tài)；銨態(tài)氮是采樣點(diǎn)沉積物內(nèi)源釋放的主要形式。溫度升高有利于沉積物中氮的釋放，但是過(guò)高的溫度又會(huì)抑制銨態(tài)氮的釋放；溶解氧升高不利于沉積物中氮的釋放；弱酸性環(huán)境有利于沉積物中有機(jī)質(zhì)的降解，堿性環(huán)境有利沉積物中銨態(tài)氮從水體溶出；水動(dòng)力條件對(duì)氮營(yíng)養(yǎng)鹽短期釋放強(qiáng)度有重要影響，而對(duì)長(zhǎng)期釋放強(qiáng)度影響不顯著。
　　 本研究根據(jù)氨基酸的選擇性降解和主成份分析法引入降解指數(shù)DI’，三個(gè)采樣點(diǎn)均呈現(xiàn)夏、秋季節(jié)DI’指

3、數(shù)較低而春、冬季節(jié)較高的季節(jié)變化特征。DI’指數(shù)與環(huán)境參數(shù)溫度、沉積物含氧狀況和微生物活性負(fù)相關(guān)。沉積物中有機(jī)氮的厭氧降解速率大于好氧降解速率，氨基酸態(tài)氮是沉積物中有機(jī)氮降解的主要形態(tài)，氨基糖不易降解。氮源、碳源的加入能顯著提高有機(jī)氮的降解速率而對(duì)氨基糖的降解速率無(wú)明顯影響；曝氣有利于沉積物中氨基糖的降解而不利于有機(jī)氮的降解；加入醋酸普蘭林肽和亮氨酸后對(duì)氨基酸態(tài)氮的降解速率有一定的促進(jìn)作用。銅綠微囊藻培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的升高有利于藻

4、類的生長(zhǎng)及代謝產(chǎn)藻毒素，但過(guò)高的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度對(duì)藻類生長(zhǎng)的促進(jìn)作用不明顯且不利于沉積物中總氮的去除；溫度升高有利有藻類代謝產(chǎn)毒；溶解氧含量對(duì)藻類的生長(zhǎng)無(wú)明顯影響，而適宜的水體擾動(dòng)條件有利于藻類的生長(zhǎng)。藻毒素類物質(zhì)降解反應(yīng)模型為一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，紫外光助降解/Fenton聯(lián)用體系、超聲降解/Fenton聯(lián)用體系均能加速藻毒素的降解。在芬頓體系中，適中含量的初始H2O2濃度、初始MCs濃度和初始Fe2+濃度能夠快速降解藻毒素；芬頓體系在pH值為3