[发明专利]一种检测底泥沉积物中生物硅含量的方法

说明书

技术领域

本发明属环境监测领域，涉及一种能准确、有效、快速检测底泥沉积物中生物硅含量的方法，通过底泥的前处理与最终测试方法，可实现准确测试，实现快速提取水体环境变化信息。

背景技术

生物硅(BSi,BiogenicSilica)又称之为生物蛋白石(简称蛋白石)。它是湖泊、河流、海洋沉积物的重要组成部分，它绝大部分来源于死亡硅藻壳的沉积。硅藻是一种浮游植物(Phytoplankton)，它是具有光合色素的，植物体无根、茎、叶分化的，具单细胞生殖器官的低等植物，硅藻生活在各种类型的水体中。目前，硅藻已记录超过10万个具有特征性的种。

生物硅领域的研究过去主要集中在海洋沉积物的研究中，用来指示海洋表层生产力的变化。在地质学中，生物硅研究的主要作用是地层的划分对比和古环境的恢复，是划分某些地层的主要依据：(1)记录水体中可溶硅的历史性变化；(2)全球硅循环研究中不可或缺部分；(3)在古气候学研究中的替代指标作用；(4)生物硅的古湖沼学意义。目前，用于生物硅含量的测试方法归纳主要有7种，分别是：(1)直接X射线衍射法；(2)间接X射线衍射法；(3)红外分光法；(4)全岩化学元素计算法；(5)差异湿法；(6)微体化石计数法；(7)碱溶分光光度法。这些方法各有特点，应用也广，但普遍存在测试精度低、测试时间长、测试成本高等缺点；且局限于地质学、石油化工，应用领域窄。

生物硅的研究作用是通过根据现代湖泊水体中硅藻群与其分布、生态和环境之间的相互关系，进行水体信息的历史类比，结合其他微体古生物、化学元素、稳定同位素、矿物、有机化合物以及核素测年资料，重建不同时代水体环境的变化历史。由于以下原因，生物硅研究不仅在地质学研究，也在现代环境科学与工程中能起到重要的作用：(1)在湖泊水体中硅藻丰度极高，同样在湖泊沉积物中硅藻的浓度也非常高。在适合的环境条件下甚至可以形成几乎全由硅藻壳体组成的硅藻土沉积；(2)水体的化学成分、盐度、pH值、营养成分、光照、温度、浊度和深度等环境条件的微小变化，都可能改变硅藻的组合、分异度、优势种和浓度等；(3)与其他藻类或微体化石相比，硅藻的硅质壳体易于在沉积物中保存下来；(4)硅藻的分布范围很广，从淡化湖泊到高盐度盐湖，从贫营养类湖泊到富营养化湖泊都可能发育硅藻；(5)由于硅藻的分类是根据壳体特征来进行的，所以化石硅藻与现生硅藻容易鉴定。生物硅的研究近年来在以下8个方面得到迅速发展：(1)系统分类；(2)与环境因子的关系；(3)湖泊酸化；(4)富营养化；(5)气候变化；(6)转换函数；(7)再沉积作用和溶解作用；(8)生物硅与色素对比分析等。传统水环境监测与分析多是针对水体物理、化学、生物指标进行，很少涉及到沉积物底泥中生物指标的分析，生物硅测试方法的建立可为水环境监测及水环境治理工程方案的制定起到重要作用。

目前，关于底泥生物硅的检测方法多集中在海洋底泥之中，未见涉及到河流、湖泊、水库等淡水水体的报道。对于底泥生物硅的检测难度主要集中在：测试时间长、测试结果不准、本发明首次提供了一种适用于淡水水体底泥沉积物中生物硅含量的检测方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种检测底泥沉积物中生物硅含量的方法，该方法准确、快速、有效，能够在较短时间内，更准确快速地测试生物硅含量，研究水体底泥的环境信息，对监测与控制水体(重要水源地、湖泊、河流、水库等淡水水体)富营养化均可以准确、迅速、有效地加以运用。申请人通过样品前处理与最终实验测试方法的改进，完善了湖泊沉积生物硅实验室测定方法，克服了过去测试方法中的不便、繁复、失败、误差较大导致的精度低等缺点。

为解决上述的技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种检测底泥沉积物中生物硅含量的方法，包括以下步骤：

(1)冷冻—干燥：样品-80℃冷冻48h，干燥后样品含水率保持在1％—5％，样品放置在自封口袋内密封，室温(25—28℃)平衡12—24h，过100—150目筛；

(2)称取样品180—200mg放入50mL聚丙烯离心管中；

(3)加入4—5mL9％—11％的H₂O₂(必须当天配置)于管中，静置30—40min，然后再加4—6mL1.00—1.50mol/LHCL，超声40kHz(220—240w)振荡25—30min；