（环境科学专业论文）哑铃湾网箱养殖海域沉积物中氮的形态、分布及通量研究.pdf

层和近表层养殖区明显高于非养殖区，养殖年限越长含量越高。氮的通量，主要 是氨氮的通量，养殖区为2 3 1 7 ，8 0 5 4m g ( m 2 d ) ，非养殖区仅为5 。5 8 m g ( r n 2 d ) ，养殖较长时间现已停养的海域也达到了8 6 1 8m g ( m 2 d ) t o 关键词：哑铃湾网箱养殖沉积物氮 r e s e a r c ho nf o r m s ，d i s t r i b u t i o n sa n df l u x e s o f n i t r o g e n o f t h e s e d i m e n ti nc a g e f a r m i n g a r e ai ny a l i n gb a y m a j o r ：e n v i r o n m e n t a ls c i e n c e n a m e ：w a n g w e n q i a n g s u p e r v i s o r ：p o r f w e n y a n m a o a b s t r a c t t h ep a p e rd e a l sw i t ht h ei m p a c to fc a g ef a r m i n go nt h es e d i m e n ti ny a l i n gb a y , a n da l s o w i t ht h ef o r m s ，d i s t r i b u t i o n sa n df l u x e so f d i t r o g e ni nt h es e d i m e n t ， t h ei m p a c to fc a g ef a r i l l i n go nt h es u p e r f i c i a ls e d i m e n t si ny al i n gb a yi sd i f f e r e n ti n d i f f e r e n ts e d i m e n t s ，w h i c hi s c o m p a r e da m o n g t h es e d i m e n t so fb e n e a t hc a g e ，a d j a c e n tt oc a g e a n dc o n t r o ls i t e t h ec o n t e n t s ，d i s t r i b u t i o n so ft n ，es u l f i d ea n do r g a n i cm a t t e r , i sa n a l y s e d ， a n dt h es e d i m e n t sq u a l i t ya s s e s s m e n ti sm a d eo u t a c c o r d i n gt o t h ec o n c e r n e ds t a n d a r d s d i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so f t h ee n v i r o n m e n t a lg e o c h e m i c a lf o r m so f m g o g e na r es t u d i e di nf o u r s e a s o n si nt h es e d i m e n t so fy a l i n gb a y , w h i c ha r et a k e nf r o mc o n t r o ls i t e , c u l t u r a la l g aa n d b e n e a t hc a g e t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ec o n t e n t so fa l lf o r m so f n i t r o g e n , e x c e p tn n e x ，i nt h e s e d i m e n t s b e n e a t hc a g eh i g h e rt h a nc u l t u r a la ma n dc u l t u r a la r e ah i g h e rt h a nc o n t r o ls i t e ， i n c r e a s i n gw i t ht i m eo f c a g ef a r m i n g t h es e q u e n c eo f a v e r a g e r a t i o so f n o n t 、n e x n i 、n h + d n ， n e xi sb e n e a t hc a g e c u l t u r a la r e a c o n t r o ls i t e ，b u tt h a to f n l n t 、n n e x n i 、n o - 3 - n n e x 、 n o - r n n e xi s i n r e v e r s e n i 仃o g e np r o f i l e s i nt h es e d i m e n t sa n df l u x e sa r er e s e a r c h e d c o m p a r a t i v e l yb e t w e e nc a g ef a r m i n g a r e aa n dc o n t r o ls i t eo f y a l i n g b a y r e s u l t si n d i c a t et h a tt h e c o n t e n t so f t r a n s f e r a b l en h + d - na n dt r a n s f e r a b l em t r o g e nd e c r e a s ew i t ht h ei n c r e a s i n go f d e p t hi n c a g ef a r m i n ga r e a ，b u tt h a ti s i nr e v e r s ei nc o n t r o ls i t e t h ec o n t e n t so f t h eo t h e rf o r m so f n i t r o g e n g e n e r a l l yd e c r e a s ew i t ht h ei n c r e a s i n go fd e p t h i ns u r f a c es e d i m e n t s ，e x c e p tn n e x ，t h eo t h e r f o r m so f n i t r o g e nc o n t e n t sa r ec a g ef a r m i n ga r e a c o n t r o ls i t e w h i c hw i l lb eh i g h e rw h e nt h et i m e o f e a g ef a r m i n g i sp r o l o n g e d n i t r o g e nf l u x e s ，m o s t l yf o rn h + 4 - n ，a r e2 3 1 7 ，8 0 5 4m g ( m 2 d ) 1i n d i f f e r e n tc a g e f a r m i n g a r e a s ，5 5 8 m g o 。7 时，d 。= 2 d o 。d 0 为离子在无限稀释溶液中的理想 扩散系数1 2 8 1 。 6 第章绪论 扩散通量的实测方法：通常是用在现场取得的不扰动的沉积物柱状样置于控 温的恒温槽内，注入该站的上覆海水，实验室内进行及时培养。每隔一定时间抽 取一定量的上覆水，过滤，立即钡4 定物质含量，从而得到物质的扩散通量。这种 方法由于在实验室内进行，与现场扩散有较大的不同，所以这种方法用的并不多。 1 2 4 沉积物中氮循环的研究 氮是生物生命活动的基本营养元素，氮循环是整个生物圈物质和能量循环的 重要组成部分。各种来源的氮，包括陆源输入、浮游植物死亡、细胞物质、动物 尸体及其排泄物等通过沉降和扩散运输到达海底形成表层沉积物，在复杂的沉积 环境中发生一系列生物地球化学反应，如水解、细胞自溶、微生物分解或降解等， 使其中大部分有机氮还原成可被生产者利用的无机形式重新进入营养循环，另一 小部分则随成岩作用埋藏于海底，短期内不再参与循环。 沉积物中氮的循环包括氨化( 矿化) 、硝化、反硝化、n 0 3 氨化还原等一系 列复杂的生物地球化学反应，其最终结果的显著体现则是反应物和产物在沉积物 间隙水中的浓度分布以及沉积物一海水界面的交换通量，这一循环过程通常包括 两个方面：一是沉积物中有机质的矿化向水体释放再生的营养盐；二是海底对营 养物的保留，对氮而言其保留过程为深层埋藏及反硝化作用。氮在沉积物海水 界面的循环转化见图l 一1 ： 图1 1n 在沉积物一海水界面的循环转化示意图 7 中山大学硕士学位论文 广义的讲，沉积物中的氮包括两个大的体系，即沉积物间隙水体系和沉积 物固体( 颗粒) 本身。近年来对沉积物中氮循环的研究主要致力于间隙水的研究， 其中包括有机氮的矿化作用，氮在沉积物一海水界面的转移交换、氮循环的收支 计算等。相对而言，对沉积物颗粒本身的行为及氮在沉积物固体中的赋存形态等 的研究较少。 目前对沉积物间隙水中氮的研究主要是通过测定沉积物柱状样中间隙水中 各形态氮及氧的浓度分布，测算出沉积物中氮的再生，硝化，反硝化速率，结合 上覆水体中的浓度分布则可以计算界面交换通量，还能求出氮的循环效率及循环 收支【2 9 30 1 。后来发展到应用1 4 c 或1 4 n o ，同位素示踪及柱状样注射技术测定硝化 速度，利用c 2 1 - 1 2 做为抑制剂测定硝化、反硝化速度。目前对矿化、硝化、反硝 化测定应用最广泛的技术是1 5 n 同位素技术及c 2 h 2 抑制技术。 以后需要对沉积物中氮循环的控制机制、氮循环与其他生源要素循环的关 系等方面的研究给予更多的关注。研究的手段和角度不应该局限于沉积物间隙水 这一角度，还应考虑到对沉积物固体本身的研究，其颗粒的大小及氮在其中的赋 存形态对较长时间尺度上的氮循环过程具有重大影响。 1 3 不同化学形态氮的转化及氮循环的控制机制 1 。3 。1 不同化学形态氮的转化 如下图1 2 所示各过程 图l 一2 各种化学形态氨的转化 ( 1 ) 固氮作用。固氮作用是氮形态转化的一个主要过程，即海洋中气态氮通过特 定的细菌、蓝绿藻成为有机氮。这是新氮的来源之一，海洋中每年固氮通量大约 第一章绪论 有2 0 t g n ，甚至更多口”。相对沉积来讲水体中的固氮作用较小。氨的存在会降低 固氮作用速率。除此，硝酸和氧也对固氮作用有影响。 ( 2 ) 硝化作用。主要分两步，每一步都有细菌的参与。首先氨在亚硝化单孢菌 ( n i t r o s o m o n a s ) 和亚硝化菌( n k r o s o c o c c u s ) 的作用下氧化为亚硝酸盐；接着在硝化 细菌( n i t r o b a e t e r i a ) 和硝化螺菌( n i t r o s p i n a ) 等硝化菌的作用下继续氧化成硝酸。硝 化速率常常受氧气的限制，但由于硝化菌对氧气的亲合力较强，硝化作用也常常在 低氧水平下发生。尤其在沉积环境中，部分硝酸氮甚至可通过硝化作用产生 3 1 - 3 3 】。 ( 3 ) 脱氮作用。由一系列步骤组成：首先由硝酸盐还原成亚硝酸盐然后到一氧化 氮和氧化亚氮，最后转化成氮气离开海水体系。这个过程需要有机物和还原环境， 并受温度的影响很大。脱氮作用使海洋中的具有生物活性的溶解态无机氮转化成 不能被生物利用的氧化亚氮和一氧化氮形式。相对来说海洋沉积中的脱氮作用速 率比湖和河里的要高。s e i t z i n g e r l 3 5 j 发现在沿岸区域沉积中脱氮作用速率高达 5 0 2 5 0 计m o l n m 2 h 。而且脱氮作用所需的硝酸盐主要是来自沉积中生成的硝 酸盐，g i l b e r t 等f 3 4 1 在现场对比实验发现，沉积中生物挠动对脱氮作用影响很大甚至 可以引起1 6 0 2 8 0 的增加。 ( 4 ) 硝酸盐的氨化作用。一部分的硝酸盐通过n h 2 0 h 直接还原转化成为氨氮， 只是这部分硝酸氮所占比例非常少，且与有机氮的降解产生的氨氮相比并不重要 p 州。但是r y s g a a r d 等对法国南部的沿岸咸水湖沉积研究发现，大约有3 3 的缺氧 环境中的硝酸盐参与此反应，并以n h + 4 的形式通过沉积水体界面回到水体中。 到底氨化作用在氮循环中有多大的重要性，各种沉积环境有很大的差别，需要更多 的研究。 1 3 2 氮循环的控制机制 有机质的矿化作用主要发生在沉积物表层，对赤道太平样地区的研究表明， 7 0 的降解反应发生在表层l - - 2 c m 。颗粒有机质( p o c 和p o n ) 的矿化效率在好 氧和厌氧的条件下是一样的，而对有机分子( d o c 和d o c ) 的矿化作用，好氧矿 化效率远远高于厌氧矿化效率【3 7 1 。矿化作用受一系列因素的影响，包括沉积物中 有机质的含量、微生物的量、温度、底栖生物的影响等。据研究 3 s , 3 9 ，底栖生物 9 中山大学硕士学位论文 能使沉积物中释放的n n + 增加5 0 ：向沉积物表层添加藻类物质能使其耗氧量、 i n 、d o n 的释放分别增加1 6 倍，4 5 倍和2 倍，而反硝化速度矿化速度显著的 降低，表明添加藻类能使沉积物成为重要的营养源；较高的平均温度，较好的沉 积物可渗透性均可提高氨化的速度。就全球范围而言，矿化作用具有明显的时空 变化特征。 硝化作用对海洋生物生产具有重要的影响，它改变了n 循环的形式，将n 的 矿化再生与反硝化这一去营养化作用联系起来，且与异养生物争夺有限的溶解 氧。硝化作用受限于沉积物中可渗透的氧气的含量，通常发生在沉积物表层几厘 米之内，随深度减弱。在北海的比利时海岸较深沉积物( 3 5 c m ) 中的硝化作用仅 为较浅沉积物( 1 5 c m ) 中的6 0 【4 “。控制硝化作用的因素包括温度、0 。、n h 。+ 、 c 0 ，、p h 值、盐度、毒物、及促进物、作用界面等，此外还受生物和生态因素的 控制。若n h 。+ 增加则可利用的o 。就会减少，海底大型动物区系和大型植物都可以 促进硝化作用。 硝化一反硝化作用可导致沉积物再生n 的流失，从而影响整个n 循环过程。 在菲利普海湾( 澳大利亚) 4 u ，每年通过海底再生的n 占输入的6 3 ，而其中 有6 3 再生的n 由反硝化作用流失，反硝化作用的n 0 。一大部分来之硝化作用。硝 化一反硝化作用耦合十分密切，尽管二者需要截然不同的氧化一还原环境，这是 由于沉积物有氧层存在微还原环境，但也有报道认为这种耦合作用不明显。沉积 物中有机质的适当增加将促进反硝化去n 作用，而在由于过量n 输入导致富营养 化的条件下，反硝化去n 作用也减弱。 沉积物缺氧层中n 0 。一的微生物还原的另一途径，即n 0 。一还原为n h 。+ ，也称n 0 3 一 氨化，在高有机含量的还原性环境中，氨化还原作用更明显。 出沉积物向上覆水体输送的i n 净通量随时空和季节发生明显变化，甚至可 能发生逆转，同时，沉积物也可能做为d o n 的输出者。由于海水中对d o n 的利用 几乎完全由异氧细菌完成，因此异氧细菌对整个开放海的n 循环具有重要影响。 1 0 第r 一章绪论 1 4 本论文研究地目的和意义 近海网箱养殖己经成为水产养殖业发展的重要途径之一，但其对近海生态 环境的污染也越来越严重，我们应当给予足够的重视，及时采取科学、有效的应 对措施，才可能保证近海网箱养殖的可持续发展，本文正是做了这方面的部分研 究工作，希望能提供一些供参考的建议。 珠江三角洲自古以来就是我国乃至世界最重要的水产养殖基地之一，海水 养殖面积约1 2 5 5 万公顷。根据广东省海洋与渔业“十五”发展规划报告，到 2 0 0 5 年，全省海洋水产品总产值要达到5 0 0 亿元，其中今后5 年重点要发展和 扶持近海网箱养殖，而目前全省有网箱约1 3 万个，年产量约3 3 万吨，占全国 约4 0 左右，主要养殖区集中在大鹏湾、大亚湾、柘林湾以及深圳湾等浅水湾。 因此，在未来的几年中，网箱养殖将是广东省渔业经济一个新的增长点。 氮是水产养殖生态系统中物质循环的重要环节。氮是浮游植物生长所必需的 营养元素，它构成浮游植物细胞的蛋白质分子，并参与生物的新陈代谢，其含量 变化对浮游植物光合作用速率有较大影响，同时也是水体氧化还原状态的一种指 示，它反映饵料被利用的程度和生物新陈代谢活动规律。沉积物是近海养殖生态 系统的重要组成部分，与上覆养殖水体有着频繁的物质交换，所以深入了解养殖 水体沉积物中氮的存在形态、迁移转化、物质交换、循环过程以及收支平衡，对 优化控制养殖生态系统结构，保持养殖环境相对稳定，保护珠江三角洲近海环境 以及保护水产养殖业本身都有重要的意义，是前沿性的研究课题。 第二章研究区域的环境状况及研究方法 第二章研究区域的环境状况及研究方法 2 1 哑铃湾海域环境状况和养殖状况 2 1 1 自然环境状况m 1 哑铃湾位于广东省大皿湾西北部，约东经1 1 4 0 3 0 1 1 4 0 3 4 ，北纬 2 2 0 3 9 2 2 0 4 3 之间，是一个半封闭型的小海湾，呈哑铃形状，南临大鹏半岛，北 靠澳头镇和惠州港，东面湾口直接连通大亚湾海域。该湾东西长1 2 k m ，南北宽 7 k m ，水域面积5 0 k m ，水深约为3 - 6 米，湾内四季风平浪静，水质优良，初级 生产力高，适合发展水产养殖。该海湾地处北回归线以南，日照辐射较强，常受 南海暖流影响，终年气温较高，气候温暖，年平均气温2 1 7 0 c ，年平均降雨量 1 9 8 9 4 m m ，降水多集中在4 1 0 月。该海湾水体呈东西向，岸线主要受地质构造 控制。山地丘陵逼近海岸，形成较为曲折陡峻的岸线。成土母质主要为砂页岩， 自然土壤主要是赤红壤，其次为滨海盐土和砂土；哑铃湾四周主要原生性森林植 被是南亚热带常绿阔叶林，次生性森林植被为针阔叶混交林，同时还有不少人工 林，如马尾松林、竹林、荔枝林等。 哑铃湾的潮汐运动主要受流经巴士海峡和台湾海峡传来的太平洋潮波影响， 属不规则半日混合潮，而且潮汐的日不等现象很显著。年平均潮差为l m 左右， 春、夏和秋季哑铃湾海流均构成一个顺时针方向的低速环流系统( 平均o 1 m s ) ， 其中秋季流速最大。在哑铃湾周围，没有内河径流，所以，潮波运动主导着水流 运动，潮流动力作用较弱。湾内底质细腻，成分均匀，属于泥质。海湾潮流、波 浪动力弱，使得水体含沙量很少，海水清澈透明，悬浮物含量低。由于哑铃湾潮 流的流速十分缓慢，海湾又深入陆地数十公里，海水更换速度也较慢，所以对于 人类活动引起的环境污染必须给予足够的重视。 哑铃湾海水混合特征：哑铃湾冬季上下层海水混合均匀，密度的垂直梯度 很小。春季表层水温升高，海水温度垂直梯度不断增大，直至夏季形成较强的温 跃层及密度跃层，同时在粤东沿岸有上升流。秋季表层海水降温，海水重新开始 中山大学硕士学位论文 垂直对流。 2 1 2 水产养殖状况“3 目前哑铃湾水产养殖根据养殖品种、养殖方式可以划分为珍珠贝养殖区、太 平洋牡蛎养殖区和网箱养殖区。珍珠贝养殖区主要集中在东升鱼村一带，面积约 1 0 0 0 亩，品种主要是马式珠母贝，养殖方式以吊养为主。太平洋牡蛎养殖主要 在东升、澳头港潮洲等地，吊养面积达1 5 0 0 亩。网箱养殖是哑铃湾最重要的水 产养殖方式，本区网箱养鱼已有二十年历史，目前仍采用木架浮动式网箱，其抗 风浪、台风性能差，由于水深适宜、避风条件好的养殖区有限，本区网箱养殖主 要分布在东升和衙前二个养殖区，目前网箱共有约4 0 0 0 个，面积约5 万平方米， 约占整个大亚湾网箱养殖规模的7 0 左右，年产量约2 0 0 0 吨，产值约为6 9 6 0 万元。养殖的主导品种主要有：红鳍笛鲷( 红鸡或红鱼，占养殖总量的5 0 ) ， 花尾胡椒鲷( 假包公，2 0 ) ，美国红鱼( 红鼓，1 0 ) ，斜带石斑( 青斑或巨石 斑鱼，5 ) 和紫红笛鲷( 红友，5 ) 等。从养殖历史来看，衙前的网箱养殖历 史最为长久，至今约为2 0 年左右，东升村也超过了1 0 年，而养殖中心b 点附 近的养殖区最短，才开始3 6 年。哑铃湾网箱养殖具体情况见表2 1 。 哑铃湾海域网箱养殖周期一般为一年，在春季下苗，冬季收获。投喂的饵料 主要来源于海上打捞的小杂鱼，在鱼苗时，把小杂鱼碾碎成鱼糜投喂，投喂数量 一般占鱼苗体重的2 0 - - , 3 0 ，投喂的频率一般是天( 2 4 小时) 四次：当鱼苗 长到5 0 2 也5 0 9 时，投喂数量约占鱼体重的1 0 - 2 0 ，投喂的频率一般为一天两 次；当鱼苗长到2 5 0 9 以上时，基本上可以称为成鱼，投喂的方式就会变化，一 般是直接投放小杂鱼，投喂的数量约占成鱼体重的6 0 一1 0 ，投喂的频率一般是 一天一次，时间是早上9 点钟左右。平均来说，该海域一个网箱一年的产量约为 1 0 0 0 斤左右，饵料系数约为6 - - 8 ，饵料的利用率鱼苗约为7 0 左右，成鱼约为 9 0 左右。 1 4 第二章研究区域的环境状况及研究方法 2 2 沉积物研究设计方案 2 2 1 研究思路及方法 本论文的选题是国家自然科学基金课题、珠江三角洲水产养殖水体的物 质平衡及其对水环境的影响的一部分，在熬个课题研究中占有重要地位。 主要采用比较的研究方法，对哑铃湾养殖网箱下沉积物、网箱周围沉积物、 及非养殖区( 对照点) 沉积物进行比较研究。通过对比，明确网箱养殖对沉积物 造成的影响，特别是对沉积物中氮的存在、迁移、转化等的影响。在时间上则是 按季节的变化进行研究，对网箱养殖进行了完整的一个周期的调查研究。 2 2 2 研究区域及研究内容 研究区域选择哑铃湾网箱养殖海域沉积物； 研究的内容包括：表层沉积物c 、n 、p 、硫化物的含量及分布；表层沉积物 1 5 中山大学硕士学位论文 的污染状况研究；沉积物剖面各形态氮的含量和分布规律；沉积物中氮的地球化 学形态分配特征：沉积物间隙水中可溶性无机氮的含量及分布；沉积物一海水界 面氮的通量研究。 2 2 3 采样和布点 ( 1 ) 样点布设：见图2 1 图2 1 采样布点 1 6 第二章研究区域的环境状况及研究方法 其中，s 1 为详查网箱北1 0 0 米处，s 2 为详查网箱北5 0 米处 s 3 为详查网箱，养殖历史3 5 年( 在网箱下面采样) s 4 为详查网箱南5 0 米处，s 5 为详查网箱南1 0 0 米处 s 6 为养殖历史对照点，养殖历史8 1 0 年( 在网箱下面采样) s 7 为清洁对照点，位于非养殖区 s 8 为养殖时间达2 0 年，现已停养海域的沉积物 s 1 、s 2 、s 3 、s 4 和s 5 顺潮流方向布点。 ( 2 ) 采样时间和频率：于2 0 0 2 4 、2 0 0 2 7 、2 0 0 2 1 0 、2 0 0 3 1 分四个季度采 集哑铃湾s 卜s 7 ，7 个站点的表层沉积物样品，其中2 0 0 3 1 加采s 3 、s 6 、s 7 、s 8 沉积物柱状样。采样仪器，表层沉积物采用抓斗式采泥器，柱状样采样仪器为自 制的有机玻璃管，直径6 c m ，长度5 0 8 0 c m ，根据重力原理采集样品。样品采集 时记录所观察到的沉积物样品的物理性状，比如颜色、气味、卧等。 ( 3 ) 样品的处理：样品采集后迅速送到实验室冷冻保存，留待分析。沉积 物样品根据监测项目的要求进行风干、新鲜样的保存、间隙水的制备等处理。沉 积物间隙水样品通过离心( 4 0 0 0 r p m ，2 0 m i n ) 得到，水样经0 4 5 u m 的滤膜过滤， 供待分析。表层沉积物取表层0 1 0 c m 部分；柱样0 - 1 0 c m 以2 c m 间隔分层取样， 1 0 c m 以下以5 a m 间隔取样。 2 2 4 分析项目及分析方法 ( 1 ) 分析项目：沉积物部分有含水率、有机质、硫化物、总磷、总氮、有 机氮、无机氮、交换态氮、非交换态氮、交换态氨氮、交换态硝态氮、交换态亚 硝态氮。 间隙水部分有总氮和可容态三氮，即氨氮、硝态氮、亚硝态氮。 本论文所涉及到的水文、水质方面的数据资料，来之于本课题组水化学部分 的研究工作h 4 5 1 。 ( 2 ) 分析方法：主要按照土壤理化分析1 4 6 1 ；g b l 2 7 6 3 4 9 8 ，海洋调查规 范【s 】h 7 】；m e t h o d so f s o i la n a l y s t s h 8 1 ； a n a l y s t ) ) h 9 l 的标准进行。 中山大学硕士学位论文 表2 2 各项指标分析方法 分析项目分析方法检出限参考文献 有机质重铬酸钾氧化还原容量法 0 0 1 4 7 】 硫化物碘量法 4 1 0 _ 6 【4 7 】 总磷灼烧法 0 o l m g k g 【4 9 总氮高氯酸硫酸消化法0 o l m g k g【4 6 非交换态氮k o b r _ k o h 方法 0 o l m g k g【4 8 】 氨氮靛酚蓝分光光度法 0 0 0 2 5m g l 【4 7 硝态氮镉柱还原法 0 0 0 1m g l 【4 7 】 亚硝态氮n - ( 1 蔡基) 乙二胺分光光度法 0 0 0 0 5m g l 4 7 】 总氮( n ，) 采用高氯酸一硫酸消化法 4 6 】；可交换态氮( n 。) ：用2 m o l l k c l 溶液 振荡提取沉积物样( 液固比为1 0 ：1 ) l h ，离，心分离样液经定容后，以海水三氮的 测定方法1 3 8 1 分析n h + 4 - n 、n o3 - n 和n o - 。一n 的含量；非交换态氮( n 。) 参照 s i l v a b r e m n e r 法h 8 悃碱性次溴酸钾( k o b r ) 溶液处理沉积物样品，分离后的残 余物再用5 m o l lh f 、l m o l lh c l 振荡提取2 4 h ，再在半微量定氮仪中与1 0 m o l l k o h 水蒸气蒸馏，蒸出之氨用硼酸指示剂吸收后，以标准h ：s o 。溶液滴定，求n h * 4 - n 的含量；有机氮( n 。) 为总氮与无机氮之差；总氮等于( n 。) 、( n 。，) 和( n 。) 之和。总 磷用灼烧法1 4 哪 2 3 实验误差分析 2 3 1 问隙水中的氮 ( 1 ) 间隙水水样制得后需立即进行测定，或者用浓硫酸酸化到p h 2 ，然后 在2 4 小时内测定。由于样品较多，一时无法测定的样品采取- 2 0 冷冻处理，再 在2 4 小时内分析完，可能会造成氮的含量发生变化。 ( 2 ) 总氮测定的关键是样品的氧化，氧化反应要完全，氧化剂的浓度和消解 时间的控制至关重要。在我们实验过程中，一般消解时间为半小时，能保证总氮 第二章研究区域的环境状况及研究方法 的完全氧化。凡是能带入氮的水和试剂都不能用于该测定方法中，也不能与用氨 水、硝酸以及其它氨盐之类试剂的分析项目安排在个实验室内，因为它们会蒸 发进入空气，重新溶解在试样中，使测定结果偏高，但是由于野外实验条件限制， 不可能完全避免这方面的污染。 ( 3 ) 在测定硝酸盐的过程中，镉柱还原效率直接影响测定结果的准确度，并 且镉柱连续使用会降低其活化能力，所以在测定大批水样时，要经常检验还原柱 的活化能力，以确保还原率，降低测定结果的误差。另一方面，水样通过镉柱的 流速对测定结果也有影响，如果流速过大，水样不能被完全还原，会使测定结果 偏小，但流速也不能太慢，并且水样在通过镉柱时，液面不能低于镉粒，否则会 引进气泡，影响水样的流速，使镉柱的流速达不到要求，也将影响测定结果。 ( 4 ) 在测定氨氮过程中，由于显色反应一般在室温下进行，冬季温度低，显 色时间延长，在测定过程中我们有意识地延长显色时间，使测定误差降到最小。 另外，由于氨氮不稳定，容易被空气中的氨污染，而我们的实验条件很难完全避 免这种污染，所以有可能会造成实验结果有一定偏差。 ( 5 ) 在亚硝酸盐的测定过程中，水样加盐酸萘乙二胺溶液后，须在2 h 内测 量完毕，因为亚硝酸盐氮易被氧化成硝酸盐氮，所以应避免阳光照射。另外，温 度对测定的影响不显著，但以l o 以5 内测定为宜。在整个试验过程中，除冬季 温度较低外，基本可以保证在要求的显色时间内显色完全。 2 3 2 沉积物部分 ( 1 ) 总氮在硝化过程中温度控制可能不适宜，温度过高高氯酸分解太快，氧 化过于激烈，容易造成有机氮损失而导致结果偏低。高氯酸的量过多，会把己经 形成的硫酸氨氧化分解，使结果偏低。 ( 2 ) 总磷在灼烧的过程中出现受热不均时，也会造成一定的误差。 ( 3 ) 硫化物的测定误差主要是保持缺氧的条件，包括采样、放置及实验的过 程，另外，冷凝的效果，溜出量的体积，都不能定量控制，这些对实验结果也会 造成影响。 h ) 底泥有机质的误差主要可能在以下几方面，一是样品容易沾在试管壁 1 9 中山大学 磺士学位论文 上，造成结果偏低，二是试管壁的油液混入试液中，造成结果偏高，三是样品中 存在其他还原性物质( 如f e 2 + 及s 2 - ) 较多时，使得结果偏高。 第三章哑铃湾刚箱养殖海域表层沉积物氮的形态、分布研究 第三章哑铃湾网箱养殖海域表层沉积物氮的形态、 分布研究 近海网箱养殖由于人类对鱼类消费量的增加而得到了迅猛的发展【5 0 】，但同时 这种高度集约化的人工养殖生态系统与环境的矛盾曰益突