[发明专利]一种测定天然海水中溶解相、纳米相和真溶液相中有机碳和无机氮含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋碳、氮的地球化学行为研究方法，尤其是一种测定天然海水中溶解相、纳米相和真溶液相中有机碳和无机氮含量的方法。

背景技术

海洋中，溶解有机碳同生物生命息息相关，而无机氮是重要的生源要素，是影响海域初级生产力的关键因素。从河流到近海，随着盐度的变化，水体的物理化学性质变化十分显著，水体中各形态的生源物质迁移转化频繁。

近年来，随着海洋流域附近工农业经济的飞速发展，流域的可溶性的C和N等物质总量不断增加，其产生的环境问题有所加剧，而有机碳(NOC)、无机氮是颗粒态物质分解为溶解态的中间过程形态，由于自身的物理化学特性，可能形成元素迁移的加速泵，可能会对河口区的生态环境产生影响。

纳米颗粒是指粒径在(1nm～100nm)的颗粒物，纳米颗粒因其独特的比表面积、表面电荷、氧化还原活性及生物可利用性，易吸附一些放射性核素、痕量金属和有机化合物到其表面与之相结合，对生态环境会产生较大的影响，引起了学者们的重视。

目前，有关海洋河口溶解态的碳、氮的研究较多，而NOC、无机氮的分离与物源的联合研究尚属空白，其原因在于溶解态中纳米颗粒难以分离。

自20世纪80年代以来，纳米颗粒的分离提取借鉴胶体的分离提取方法，分离方法主要有离心、凝胶色谱、树脂吸附、渗析和错流超滤等，其中错流超滤(Cross flow filtration，CFF)，技术以速度快、处理水样量大、损失少及装置简单等特点，在海洋纳米研究中的应用日益广泛。切向流超滤是一种特殊的错流超滤，切向流是指液体流动方向与过滤方向呈垂直方向的过滤形式，切向流超滤时，待过滤的液体的流动方向和超滤膜平面的方向平行，液体就会垂直于膜表面穿过膜孔。

发明内容

本发明所要解决的问题是克服现有技术存在的不足，提供一种测定天然海水中溶解相、纳米相和真溶液相中有机碳和无机氮含量的方法，以研究海洋中碳、氮的化学迁移行为。

本发明以九龙江研究为例，九龙江是福建省第二大河，由北溪、西溪两大支流及南溪组成，流域面积1.474万km²，最终经厦门港入海。九龙江不仅是龙岩、漳州和厦门的饮用水源，也是重要的工农业生产水源，是支撑闽西南地区经济社会系统重要的基础性水源。

本发明选取九龙江的枯水期，按照0、5、10、15、20和25的盐度梯度，用5L卡盖式采水器(QCCC-5型，国家海洋技术中心)采集6个调查站位的表层水样，6个调查站位分布在不同的位置，所采集的水样供溶解有机碳、无机氮分析，同时测定了水样的常规理化因子，见表1。

表1调查站位经纬度及常规理化因子测定结果表

从表1可以看出，6个调查站位的水样满足盐度梯度，其pH＝7-8，pH值较为稳定，溶解氧含量彼此区别，水样具有代表性。

本发明中，使用所述的方法将天然海水溶解相、纳米相和真溶液相分开，取各相的水样借助总有机碳分析仪、连续流动分析仪直接获取溶解相、真溶液相中有机碳的含量，亚硝酸盐、硝酸盐和铵盐的含量，亚硝酸盐、硝酸盐和铵盐的含量之和即为水样中无机氮含量。纳米相中有机碳、无机氮的含量采取公式计算，其中：天然海水纳米相中有机碳的含量C_n1按照以下公式计算：

C_n1＝(C_r1-C_u1)/F_c

天然海水纳米相中无机氮的含量C_n2按照以下公式计算：

C_n2＝(C_r2-C_u2)/F_c

公式中：C_r1为截留池水样中有机碳的含量，C_r2为截留池水样中亚硝酸盐、硝酸盐和铵盐的总含量，即为截留池水样中无机氮的含量，C_u1为超滤池水样中有机碳的含量，即为天然海水真溶液相中有机碳的含量；C_u2为超滤池水样中亚硝酸盐、硝酸盐和铵盐的总含量，即为天然海水真溶液相中无机氮的含量。