[发明专利]湖泊水生植物根区磷元素吸收特征的DGT测试分析方法

说明书

技术领域

本发明属于环境科学和地球科学领域，具体涉及一种湖泊水生植物根区磷元素吸收特征的DGT测试分析方法。

技术背景

湖泊污染尤其是湖泊的富营养化，是我国水环境研究长期面临的主要问题。湖泊富营养化往往表现为水生植被衰退甚至消亡，水质恶化。恢复和重建水生植被，特别是恢复和重建水生植物植被是治理富营养化浅水湖泊的重要措施。但是，水生植物植被修复技术的基础理论研究相对滞后。水生植物根际沉积物磷迁移和形态转化及其季节性变化的理解是恢复和重建沉水植被中必须解决的关键科学问题，是富营养化浅水湖泊生态修复中急需回答的关键问题，同时也是进一步揭示浅水湖泊富营养化发生机理需要研究的内容。根际是水生植物对沉积物磷迁移和形态转化影响最为活跃的区域，若要从机理上揭示水生植物对沉积物磷的吸收的迁移和形态转化的影响，必须针对水生植物的根际开展研究。

现有技术中，通常是使用化学提取法对土壤或者是沉积物中的磷进行测定，但是化学提取法是基于化学试剂的反应性而不是元素有效性的真实的响应值。目前，DGT(薄膜扩散梯度技术)在植物根区测试主要用于土壤中植物根部对金属元素吸收机制的预测和吸收机理的研究，但对湖泊水生植物所生长的沉积物区域从未进行过DGT测试和以此为基础的植物根部吸收磷或其它元素的机制的研究。因此，如何根据湖泊营养化特征和水生植物根部特征，正确进行湖泊沉积物水生植物根区的DGT测试，选择合适的沉积物/植物样品的预处理和测定方法，并结合DGT/沉积物/植物的磷的测定结果进行根部吸收特征、预测植物根部吸收和植物的磷含量的DGT指示器功能的研究，是本领域技术人员尚未解决的难题。

发明内容

本发明解决的是现有技术中缺少适用于湖泊营养化特征和水生植物根部特征的磷元素吸收特征分析方法，进而提供一种湖泊水生植物根区磷元素吸收特征的DGT测试和分析方法。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种湖泊水生植物根区磷元素吸收特征的DGT测试分析方法，包括如下步骤：

(1)在湖泊水生植物的根区选择多个样点，将多个完成驱氧处理的水合氧化铁圆形DGT分别放入所述多个样点的根区沉积物中并保持至少24小时；

(2)将多个所述水合氧化铁圆形DGT取出，用去离子水冲洗干净并取出所述水合氧化铁圆形DGT中的水合氧化铁固定胶；用酸溶液分别对每个所述水合氧化铁固定胶进行静置洗脱，利用钼锑抗光度法测定每个洗脱液中活性磷的浓度，最后分别根据每个洗脱液中活性磷的浓度计算得到每个样点的DGT浓度C_DGT；

(3)用抓斗式采样器分别取出所述多个样点的湖泊水生植物以及所述湖泊水生植物根区的沉积物；在每个样点的所述湖泊水生植物根区的沉积物中采集两份沉积物样品，将其中一份所述沉积物样品在惰性气体条件下进行离心处理，收集上清液，采用钼锑抗光度法测定所述上清液中活性磷的浓度，即得到沉积物间隙水中活性磷的浓度C_solu；

对另一份沉积物样品进行干燥得到沉积物颗粒，先依次使用浓度为1mol/L的NH₄Cl水溶液、BD试剂溶液、浓度为0.1mol/L的NaOH水溶液和浓度为0.5mol/L的HCl水溶液作为提取剂在室温条件下对所述沉积物颗粒进行提取，最后再使用浓度为0.1mol/L的NaOH水溶液在85℃的温度条件下对所述沉积物颗粒进行提取，每一次提取平衡后进行离心，由磷钼蓝法测定离心上清液中的可溶性活性态磷的浓度，从而依次分别得到弱结合态磷、氧化还原敏感态磷、金属水合氧化物结合态磷、钙结合态磷和惰性有机态磷的浓度；沉积物的磷贮库Cs为所述弱结合态磷和所述氧化还原敏感态磷的浓度之和；其中所述BD试剂溶液为NaHCO₃和Na₂S₂O₄的混合水溶液，所述NaHCO₃和Na₂S₂O₄的浓度均为0.11mol/L；

(4)对每个样点的所述湖泊水生植物根区的沉积物的颗粒物密度和颗粒物空隙率进行测定，利用所述颗粒物空隙率计算得到沉积物间隙水的扩散系数；