一種檢測底泥中鐵鋁結合態磷生物有效性的方法

2023-12-04 16:38:46 3

一種檢測底泥中鐵鋁結合態磷生物有效性的方法
【專利摘要】本發明公開了一種檢測底泥中鐵鋁結合態磷生物有效性的方法，包括以下步驟：步驟1）採用去離子水提取的方式去掉底泥中以物理吸附為主的形態磷，再利用銅綠微囊藻培養的方式提取可被生物利用的磷;步驟2）分別採用去離子水和0.1mol氫氧化鈉溶液去掉底泥中以物理吸附為主的形態磷和鐵鋁結合態磷，利用銅綠微囊藻培養的方式提取可被生物利用的磷;步驟3）利用所述步驟1得到的磷與所述步驟2得到的磷的差值即為可被生物利用的鐵鋁結合態磷。本發明提供的檢測方法能直接定量、易於操作，精確的測量底泥中可被生物利用的鐵鋁結合態磷，使得用於評估水體富營養化發生風險的參照數據更具有可靠性。
【專利說明】一種檢測底泥中鐵鋁結合態磷生物有效性的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種環境治理技術，具體涉及的是一種檢測底泥中鐵鋁結合態磷生物有效性的方法。
【背景技術】
[0002]對於已經截除外源汙染的封閉型水體而言，內源釋放是維持水體營養鹽含量的關鍵環節。正是由於內源的釋放導致水體水質在短期內並未明顯改善，儘管人們採用了截除外源的修復技術，但從長期來看，如果不能有效控制內源釋放，其會在長期內在底泥、水、生物間持續循環，從而影響修復效果。
[0003]對於富營養化水體而言，人們通常採用化學法、物理法和環保清淤法等來抑制內源磷釋放。化學法是指通過投加化學藥劑，對表層底泥進行氧化或固定，抑制內源磷釋放；物理法是指採用物理材料如未汙染的底泥、清潔砂子、礫石、鈣質膨潤土、灰渣、人工沸石、水泥等作為覆蓋材料，將底泥與水物理性隔開。環保清淤通過清除水體底泥而達到減少內源磷釋放的目的。該方法仍處於實驗階段，即使在某些水體應用，水質改善效果未完全達到預期，而且疏浚的投入也大。清除的底泥處置不當，則會引起二次汙染。也有採用種植水生植物，在根圈效應作用下，將內源磷固定或者被水生植物吸收。這種方法對底泥的組成、厚度、上覆水水質等都有較高要求，而且其效果也一般。
[0004]從上述方法中可以看出，目前，對內源磷的控制通常是物理方法，但還沒有採用底棲生物對內源磷的釋放進行控制的技術和方法。而底棲生物在捕食等活動中，會對底泥進行擾動，從而引入溶解氧，增加底泥中有氧環境的體積，進而提高氧化還原電位，抑制內源磷釋放。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於克服現有技術存在的以上問題，提供一種檢測底泥中結合態磷生物有效性的方法，有效的抑制內源磷釋放。
[0006]為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現:
一種檢測底泥中鐵鋁結合態磷生物有效性的方法，包括以下步驟:
步驟I)採用去離子水提取的方式去掉底泥中以物理吸附為主的形態磷，再利用銅綠微囊藻培養的方式提取可被生物利用的磷；
步驟2)分別採用去離子水和0.1mol氫氧化鈉溶液去掉底泥中以物理吸附為主的形態磷和鐵鋁結合態磷，利用銅綠微囊藻培養的方式提取可被生物利用的磷；
步驟3)利用所述步驟I得到的磷與所述步驟2得到的磷的差值即為可被生物利用的鐵招結合態憐。
[0007]進一步的，所述去離子水提取法包括以下步驟:
步驟I)在比色管中加入稱取的已知量的溼底泥，泥水比為200:1 ;
步驟2)將容器放在搖床上，搖床速度為200rpm，提取時間為6h ；步驟3)用去離子水對底泥衝洗3次，每次用量按泥水比100:1計。
[0008]進一步的，所述0.1mol氫氧化鈉溶液提取法包括以下步驟:
步驟1)在經過去離子水提取後的底泥中，加入0.1mol氫氧化鈉溶液，泥水比150:1 ; 步驟2)將容器放在搖床上，搖床速度為200rpm，提取時間為24h ；
步驟3)提取後，再用去離子對底泥衝洗3次，每次用量按泥水比100:1計。
[0009]本發明的有益效果是:
本發明提供的檢測方法能直接定量、易於操作，精確的測量底泥中可被生物利用的鐵鋁結合態磷，使得用於評估水體富營養化發生風險的參照數據更具有可靠性。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合實施例，來詳細說明本發明。
[0011]一種檢測底泥中鐵鋁結合態磷生物有效性的方法，包括以下步驟:
步驟1)採用去離子水提取的方式去掉底泥中以物理吸附為主的形態磷，再利用銅綠微囊藻培養的方式提取可被生物利用的磷；
步驟2)分別採用去離子水和0.1mol氫氧化鈉溶液去掉底泥中以物理吸附為主的形態磷和鐵鋁結合態磷，利用銅綠微囊藻培養的方式提取可被生物利用的磷；
步驟3)利用所述步驟I得到的磷與所述步驟2得到的磷的差值即為可被生物利用的鐵招結合態憐。
[0012]進一步的，所述去離子水提取法包括以下步驟:
步驟I)在比色管中加入稱取的已知量的溼底泥，泥水比為200:1 ;
步驟2)將容器放在搖床上，搖床速度為200rpm，提取時間為6h ；
步驟3)用去離子水對底泥衝洗3次，每次用量按泥水比100:1計。
[0013]進一步的，所述0.1mol氫氧化鈉溶液提取法包括以下步驟:
步驟I)在經過去離子水提取後的底泥中，加入0.1mol氫氧化鈉溶液，泥水比150:1 ; 步驟2)將容器放在搖床上，搖床速度為200rpm，提取時間為24h ；
步驟3)提取後，再用去離子對底泥衝洗3次，每次用量按泥水比100:1計實施例1太湖梅粱灣和月亮灣底泥中可被生物利用的鐵鋁結合態磷的測定以本發明的方法檢測太湖梅粱灣和月亮灣底泥中可被生物利用的鐵鋁結合態磷含量，並與常規方法相對比。水樣採集點位於梅粱灣(N 31q31』33.9」，E 120 ? 12』35.2」)月亮灣(N 31024, 38.8"，E UOcV 4.57")。利用進口大口徑柱狀採樣器(Rigo C0.直徑 IlOmm高500_)在每個採樣點各採集無擾動柱狀樣(10cm)2根，並現場切得表層Icm底泥樣品，帶回實驗室。
[0014]採用傳統的內源磷形態分析法分析鐵鋁結合態磷和藻類可利用磷含量。結果以平均值土均方差來表示。梅粱灣底泥的鐵鋁結合態磷和藻類可利用磷含量分別為421.04±22.10mg/kg和189.79±17.12mg/kg，月亮灣底泥的鐵鋁結合態磷和藻類可利用磷含量分別為 595.12±30.36mg/kg 和 271.23±23.2lmg/kgo
[0015]採用去離子對梅粱灣和月亮灣的底泥分別進行預處理後，在3個125mL錐形燒瓶中分別加入0.50g收集的溼底泥(已知含水率)，並加入50mL無磷培養液，隨後加入「磷飢餓」(12d)的銅綠微囊藻，初始濃度為lOOOcell/mL。在溫度24±2°C、光照強度43001m± 10%條件下培養14d，搖床速度為60rpm。14d後，測定藻類數量，通過藻類數量計算底泥中BAP含量。計算結果為:梅粱灣和月亮灣底泥中BAP含量分別為86.79 ± 7.32mg/kg和105.37±12.41mg/kg。同時測定去離子提取液中溶解性磷酸鹽含量，並計算該部分磷在底泥中的含量，梅粱灣與月亮灣分別為22.63±2.92mg/kg和32.47±4.5ImgAg0
[0016]分別採用去離子和0.1mol氫氧化鈉溶液對梅粱灣和月亮灣底泥進行前處理，處理後，在3個125mL錐形燒瓶中分別加入0.50g收集的溼底泥(已知含水率)，並加入50mL無磷培養液，隨後加入「磷飢餓」(12d)的銅綠微囊藻，初始濃度為lOOOcell/mL。在溫度24±2°C、光照強度43001m±10%條件下培養14d，搖床速度為60rpm。14d後，測定藻類數量，通過藻類數量計算底泥中BAP含量。計算結果為:梅粱灣和月亮灣底泥中BAP』含量分別為12.31 ±2.37mg/kg和15.87 ±3.03mg/kg。同時測定0.1mol氫氧化鈉提取液中溶解性磷酸鹽含量，並計算該部分磷在底泥中的含量，梅粱灣與月亮灣分別為92.04±5.87mg/kg和109.10±6.33mg/kg。
[0017]則計算可知，梅粱灣和月亮灣底泥中可被生物利用的鐵鋁結合態磷含量分別為:74.48 ±4.95mg/kg 和 89.50 ±9.38mg/kg。
[0018]將0.1mol氫氧化鈉提取液中所測得的內源磷含量減去可被生物利用的鈣結合態磷和有機磷，該值在梅粱灣和月亮灣底泥中分別為79.74±3.66mg/kg和93.23±8.60mg/kg。將該值與藻類培養提取的可被生物利用的鐵鋁結合態磷相比，基本一致，誤差為
3.91%-6.64%。說明經前處理後，藻類提取的磷基本為鐵鋁結合態磷。
[0019]與傳統方法測得的藻類可利用磷相比，本方法測得的可被生物利用的鐵鋁結合態磷含量明顯較低。該方法可為更為精確的評估底泥中可被生物利用的鐵鋁結合態磷的含量。
[0020]相對偏差範圍為6.65%-10.68%ο
【權利要求】
1.一種檢測底泥中鐵鋁結合態磷生物有效性的方法，其特徵在於，包括以下步驟:步驟I)採用去離子水提取的方式去掉底泥中以物理吸附為主的形態磷，再利用銅綠微囊藻培養的方式提取可被生物利用的磷； 步驟2)分別採用去離子水和0.1mol氫氧化鈉溶液去掉底泥中以物理吸附為主的形態磷和鐵鋁結合態磷，利用銅綠微囊藻培養的方式提取可被生物利用的磷； 步驟3)利用所述步驟I得到的磷與所述步驟2得到的磷的差值即為可被生物利用的鐵鋁結合態磷。
2.根據權利要求1所述的檢測底泥中鐵鋁結合態磷生物有效性的方法，其特徵在於，所述去離子水提取法包括以下步驟: 步驟I)在比色管中加入稱取的已知量的溼底泥，泥水比為200:1 ; 步驟2)將容器放在搖床上，搖床速度為200rpm，提取時間為6h ； 步驟3)用去離子水對底泥衝洗3次，每次用量按泥水比100:1計。
3.根據權利要求1所述的檢測底泥中鐵鋁結合態磷生物有效性的方法，其特徵在於，所述0.1mol氫氧化鈉溶液提取法包括以下步驟: 步驟I)在經過去離子水提取後的底泥中，加入0.1mol氫氧化鈉溶液，泥水比150:1 ; 步驟2)將容器放在搖床上，搖床速度為200rpm，提取時間為24h ； 步驟3)提取後，再用去離子對底泥衝洗3次，每次用量按泥水比100:1計。
【文檔編號】C02F11/00GK103776960SQ201210406371
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月23日 優先權日:2012年10月23日
【發明者】李大鵬, 黃勇 申請人:蘇州科技學院