[发明专利]沉积物溶解态反应性磷（DRP）二维分布的获取方法

权利要求书

1.一种沉积物溶解态反应性磷（DRP）二维分布的获取方法，基于薄膜扩散梯度技术原理，其特征在于，采用改进型ZrO₂聚丙烯酰胺凝胶薄膜为磷固定膜，所述的磷固定膜表面均匀分布粒径≤5μm的二氧化锆颗粒，将包含改进型磷固定膜的DGT装置垂直放置在沉积物中提取沉积物剖面中的DRP，保持上覆水3-5cm；根据泥印标记沉积物-水界面，取出固定膜，对界面以下部分进行二维、亚毫米切片；在微孔板中用NaOH分别提取各切片中的DRP，采用微量比色方法测定提取液中DRP含量；将提取液中DRP含量换算成各切片中的DRP固定量，通过Fick第一扩散定律计算得到沉积物剖面中对应位置的DRP浓度，并作出DRP二维分布图。

2.根据权利要求1所述的沉积物溶解态反应性磷（DRP）二维分布的获取方法，其特征在于，所述的改进型磷固定膜采用以下方法制备：将含水率为45-55％的二氧化锆粉末和丙烯酰胺溶液按质量体积比1:3～1:6混匀，研磨后超声破碎，静置除去沉淀物后，加入丙烯酰胺溶液体积1/1600～1/1400的四甲基二乙胺和1/40~1/60的10% (wt)过硫酸铵溶液，混合均匀后将混合液注入玻璃模具中，低于室温下水平放置，待锆粉自由沉降后，升温至40～60℃，直至混合液形成凝胶膜，在去离子水中浸泡12小时以上，得到改进的磷固定膜。

3.根据权利要求1所述的沉积物溶解态反应性磷（DRP）二维分布的获取方法，其特征在于，DGT装置在沉积物中的放置时间为3-6天。

4.根据权利要求1所述的沉积物溶解态反应性磷（DRP）二维分布的获取方法，其特征在于，提取液中DRP含量的测定采用钼蓝比色法，微量比色方法采用微孔板分光光度计进行比色分析。

5.根据权利要求1所述的沉积物溶解态反应性磷（DRP）二维分布的获取方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

（1）改进型磷固定膜制备：将含水率为45-55％的二氧化锆粉末和丙烯酰胺溶液按质量体积比1:3～1:6混匀，研磨后超声破碎，静置除去沉淀物后，加入丙烯酰胺溶液体积的1/1600～1/1400的四甲基二乙胺和1/40~1/60的10% (wt)的过硫酸铵溶液，混合均匀后将混合液注入玻璃模具中，低于室温下水平放置，待锆粉自由沉降后，升温至40～60℃，直至混合液形成凝胶膜，在去离子水中浸泡12小时以上，得到改进型磷固定膜；

（2）DGT装置组装：将改进型磷固定膜、扩散膜、硝酸纤维素膜依次叠加后组装成DGT装置；

（3）充氮：将DGT装置放入盛有去离子水的容器中，向水中充入纯氮气去除DGT装置中含有的氧；

（4）DGT装置放置：将DGT装置垂直插入沉积物中，保留3-5cm暴露于上覆水中，放置3-6天后，取出磷固定膜并标记沉积物-上覆水界面；

（5）二维切片：将固定膜固定后，对固定膜沉积物-水界面以下部分，用切片刀按相互垂直的两个方向分别进行切片，两次切片产生一定数量、面积相同的方块，方块尺寸小于1.0mm×1.0mm；

（6）DRP提取：切片后将所有方块依次挑入16联排的微孔中，每微孔1个方块，然后向每个微孔加入40μL 1 M NaOH解吸液，将所有16联排微孔放入384微孔板上，充氮气密封后静置16小时；

（7）DRP比色分析：从步骤（5）的每个微孔中吸取24μL解吸液至新的16联排微孔中，依次加入6 μL 2 M H₂SO₄和3 μL的显色液后，将显色后的16联排微孔放入384微孔板上，微孔板放入离心机中离心除去气泡后，再35℃恒温显色1h，然后通过微孔板分光光度计在700nm波长下读取每个微孔的吸光值，扣除该微孔的空白吸光值后得到每个微孔中解吸液的吸光度；

（8）数据处理：根据标准曲线将解吸液的吸光度换算成解吸液中DRP的浓度，根据下面公式将浓度换算成每个方块中DRP的固定量： 

                                                        

上式中，C为每个微孔解吸液中DRP的浓度，单位为μg/L；M为每个方块中DRP的固定量，单位为μg；

再根据Fick第一定律将该固定量换算成对应沉积物中DRP的含量：

上式中，为扩散膜厚度，单位为cm；为磷酸根离子在扩散膜中的扩散系数，单位为cm²/s；为方块的面积，单位为cm²；为放置时间，单位为秒，为DRP浓度，单位为μg/L；

最后，根据每个方块在沉积物剖面中的位置，作出的二维分布图。