【摘要】：沉積物孔隙水是沉積物與上覆水進(jìn)行物質(zhì)交換的重要場(chǎng)所和媒介,富含多種與生物地球化學(xué)循環(huán)和生物活動(dòng)密切相關(guān)的重要元素,其中最主要的是鐵和硫。前者在植物的呼吸、固氮和光合過(guò)程中起關(guān)鍵作用,后者參與蛋白質(zhì)和維生素的合成。兩者在沉積物孔隙水中主要以還原態(tài)形式存在,即Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ)。測(cè)定沉積物孔隙水中Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ)的常規(guī)方法為異位分析法,即采樣后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。該法的最大不足是在采樣、運(yùn)輸和處理過(guò)程中易造成Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ)的氧化。因此,發(fā)展能夠現(xiàn)場(chǎng)完成富集采樣和測(cè)定的原位分析方法十分必要,對(duì)于沉積物孔隙水中鐵和硫的相關(guān)研究具有重要意義。然而,目前已報(bào)道的原位分析方法及應(yīng)用仍局限于原位富集或?qū)嶒?yàn)室試驗(yàn),未有真正意義上的用于現(xiàn)場(chǎng)的原位分析方法。針對(duì)現(xiàn)有方法的不足,本研究建立了一套原位富集顯色-數(shù)碼成像的分析方法和檢測(cè)系統(tǒng),用于原位測(cè)定沉積物孔隙水中溶解態(tài)Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ);在采樣的同時(shí)完成顯色、富集和記錄,最大限度地減少樣品采集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和處理過(guò)程中可能產(chǎn)生的環(huán)境影響和人為干擾。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:(1)以C18-菲Up嗪丙烯酰胺凝膠為富集相,以雙叉丙烯酰胺為交聯(lián)劑的丙烯酰胺凝膠為擴(kuò)散相,自制透明底座的富集裝置。將富集裝置裝配在樣品盤(pán)上、配置數(shù)碼攝像機(jī),自制成原位富集顯色-數(shù)碼成像集成系統(tǒng),用于沉積物孔隙水中溶解態(tài)Fe(Ⅱ)的原位測(cè)定。研究了凝膠擴(kuò)散系數(shù)、富集量、富集相顯色圖像灰度值之間的關(guān)系,建立了與經(jīng)典DGT定量方式不同的、適用于本研究方法的定量方法。優(yōu)化了方法的各項(xiàng)參數(shù),考察了鹽度對(duì)富集效果的影響和方法的準(zhǔn)確度、精密度。方法成功應(yīng)用于廈門(mén)大學(xué)翔安校區(qū)水庫(kù)和福建省紫泥紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)沉積物孔隙水中溶解態(tài)Fe(Ⅱ)的測(cè)定。結(jié)果顯示,本方法能夠滿足沉積物孔隙水中Fe(Ⅱ)的半定量乃至基本定量的測(cè)定要求。(2)在上述工作的基礎(chǔ)上,改進(jìn)富集裝置和原位富集顯色-數(shù)碼成像集成系統(tǒng)。以AgI-丙烯酰胺凝膠為富集相,以雙叉丙烯酰胺為交聯(lián)劑的丙烯酰胺凝膠為擴(kuò)散相,用于測(cè)定沉積物孔隙水中的溶解態(tài)S(-Ⅱ)。建立了定量方式,優(yōu)化了各項(xiàng)參數(shù),考察了鹽度對(duì)富集效果的影響和方法的準(zhǔn)確度、精密度。方法成功應(yīng)用于廈門(mén)大學(xué)翔安校區(qū)水庫(kù)和福建省紫泥紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)沉積物孔隙水中溶解態(tài)S(-Ⅱ)的測(cè)定。結(jié)果顯示,本方法能夠滿足沉積物孔隙水中S(-Ⅱ)的半定量乃至基本定量的測(cè)定要求。
【圖文】：

形成難溶的ＦｅＳ所致。雖然不同地區(qū)沉積物的差異性較大，但受現(xiàn)有分析技逡逑術(shù)的限制，目前尚無(wú)針對(duì)沉積物中鐵形態(tài)和濃度分布的較全面研究，己有報(bào)道的逡逑均局限在幾十ｃｍ２以內(nèi)的小區(qū)域中鐵的垂直分布。圖１－２為法國(guó)阿爾卡雄泄湖［１２］逡逑和美國(guó)長(zhǎng)島南岸胡麻池塘ｎＧ］沉積物的孔隙水中溶解態(tài)Ｆｅ（ＩＩ）的濃度垂直分布。逡逑２逡逑

１．１．２沉積物中鐵的生物地球化學(xué)意義逡逑１．１．２．１海水中鐵的源與匯逡逑如圖１－３所示，海水中溶解態(tài)鐵的源，有來(lái)自外部輸入的“新增源”和來(lái)自逡逑海洋原有庫(kù)存的“再循環(huán)源”邐。新增源增加了海水中鐵的庫(kù)存，包括沉積物逡逑再懸浮［１４］、大氣干／濕沉降［１５］、河流輸入［１６］、冰山融化［１？］、火山爆發(fā)［１８］等。再循逡逑環(huán)源是海水中原有鐵庫(kù)存的周轉(zhuǎn)，包括海水中顆粒物的再礦化和上升流輸入逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：廈門(mén)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X832

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2704105