湖泊沉積物溶解性有機氮特征研究.pdf

1、湖泊富營養化及伴隨藍藻水華爆發已成為全球性的環境問題。溶解性有機氮不僅是藍藻等水生植物生長的重要氮營養源，而且是湖泊富營養化的重要內在因素，其分布與結構特征對深入理解湖泊的富營養化及藍藻水華爆發機理具有重要的作用。因此，對于湖泊沉積物溶解性有機氮的研究顯得尤為重要。本研究利用三維熒光光譜、高效液相色譜等技術，對長江流域及云貴高原湖泊沉積物溶解性有機氮的提取方法、組成、來源、季節性變化、生物有效性及結構特征等方面進行研究，以期為揭示湖泊富

2、營養化及藍藻水華爆發機理提供參考價值。主要研究結果如下：
　　1．利用6種 DON提取方法分析洱海、太湖和滇池3個湖泊8個表層沉積物樣品。通過 DON含量與熒光結構穩定性綜合分析，認為 CaCl2溶液作為浸提劑提取DON效果較好。
　　2．選取洱海（10個），洞庭湖（16個），巢湖（13個），鄱陽湖（14個）沉積物樣品，研究了不同湖泊 DON含量及結構變化。結果表明：不同湖泊表層沉積物DON含量呈現洱海>洞庭湖>巢湖>鄱陽湖

3、的特點。影響沉積物 DON含量動態變化的關鍵因素是 DON的來源。各湖泊 DON來源不同，洱海、鄱陽湖、巢湖主要是生物來源即內源輸入；洞庭湖是陸源與生物來源共同作用的結果，并以內源輸入為主。
　　3．選取洞庭湖（3個）和鄱陽湖（3個）表層沉積物樣品，不同溫度避光靜養DON溶液，研究湖泊 DON生物有效性。結果表明：（1）培養過程中 DON含量隨時間變化明顯，基本呈現“W”型變化趨勢。各湖泊沉積物 DON生物利用率大約為12％~85

4、%。（2）各湖泊沉積物 DON組分變化較為一致，類腐殖酸物質不斷增加，類蛋白物質不斷減少，這與絡氨酸或色氨酸的降解或轉化有很重要的關系。
　　4．選取洱海10個表層沉積物樣品，研究了不同季節 DON和易分解組分游離氨基酸（DFAA）的含量變化。結果表明：（1）洱海沉積物 w(DON)在10.41~59.58mg/kg之間，平均值為27.43 mg/kg，約占可溶性總氮(TDN)的40%，沉積物總氮的6%，其季節性變化呈現“春季>冬

5、季>夏季>秋季”的趨勢，不同季節洱海不同湖區均呈現“南部>北部>中部”的特點。（2）洱海沉積物 w(DFAA)含量在4.11~9.89mg/kg之間變化，平均值為5.96mg/kg，約占 DON的22%，TDN的9%。季節性變化呈現“秋季相對較高，冬春次之，夏季相對較少”的趨勢。區域性變化呈現“南北高，中間低”的特點，污染較嚴重的區域，沉積物 w(DFAA)較高。（3）作為沉積物活性氮重要組成的w(DON)和w(DFAA)的季節性變化明

6、顯，對湖泊氮代謝有重要影響，在水生植物旺盛區域尤為明顯。在洱海富營養化治理中，除了關注沉積物總氮，更應關注其 DON在湖泊氮循環及其富營養化中的作用。
　　5．選取洱海（7個），洞庭湖（3個），鄱陽湖（3個），太湖（2個）表層沉積物樣品，利用HPLC法測定 DON中左旋游氨基酸含量。結果表明：（1）長江中下游3個湖泊沉積物 DON中主要的游離氨基酸有4種，分別為：絲氨酸、異亮氨酸、組氨酸、賴氨酸。洱海較其多2種：天冬氨酸、丙氨酸。