[發明專利]沉積物溶解態反應性磷（DRP）二維分布的獲取方法

有效

• 申請號: 201110323555.6
• 申請日: 2011-10-23
• 公開（公告）號: CN102507471A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 丁士明;賈飛;許笛;孫琴
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 韓朝暉

1.一種沉積物溶解態反應性磷（DRP）二維分布的獲取方法，基于薄膜擴散梯度技術原理，其特征在于，采用改進型ZrO₂聚丙烯酰胺凝膠薄膜為磷固定膜，所述的磷固定膜表面均勻分布粒徑≤5μm的二氧化鋯顆粒，將包含改進型磷固定膜的DGT裝置垂直放置在沉積物中提取沉積物剖面中的DRP，保持上覆水3-5cm；根據泥印標記沉積物-水界面，取出固定膜，對界面以下部分進行二維、亞毫米切片；在微孔板中用NaOH分別提取各切片中的DRP，采用微量比色方法測定提取液中DRP含量；將提取液中DRP含量換算成各切片中的DRP固定量，通過Fick第一擴散定律計算得到沉積物剖面中對應位置的DRP濃度，并作出DRP二維分布圖。

2.根據權利要求1所述的沉積物溶解態反應性磷（DRP）二維分布的獲取方法，其特征在于，所述的改進型磷固定膜采用以下方法制備：將含水率為45-55％的二氧化鋯粉末和丙烯酰胺溶液按質量體積比1:3～1:6混勻，研磨后超聲破碎，靜置除去沉淀物后，加入丙烯酰胺溶液體積1/1600～1/1400的四甲基二乙胺和1/40~1/60的10%?(wt)過硫酸銨溶液，混合均勻后將混合液注入玻璃模具中，低于室溫下水平放置，待鋯粉自由沉降后，升溫至40～60℃，直至混合液形成凝膠膜，在去離子水中浸泡12小時以上，得到改進的磷固定膜。

3.根據權利要求1所述的沉積物溶解態反應性磷（DRP）二維分布的獲取方法，其特征在于，DGT裝置在沉積物中的放置時間為3-6天。

4.根據權利要求1所述的沉積物溶解態反應性磷（DRP）二維分布的獲取方法，其特征在于，提取液中DRP含量的測定采用鉬藍比色法，微量比色方法采用微孔板分光光度計進行比色分析。

5.根據權利要求1所述的沉積物溶解態反應性磷（DRP）二維分布的獲取方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：

（1）改進型磷固定膜制備：將含水率為45-55％的二氧化鋯粉末和丙烯酰胺溶液按質量體積比1:3～1:6混勻，研磨后超聲破碎，靜置除去沉淀物后，加入丙烯酰胺溶液體積的1/1600～1/1400的四甲基二乙胺和1/40~1/60的10%?(wt)的過硫酸銨溶液，混合均勻后將混合液注入玻璃模具中，低于室溫下水平放置，待鋯粉自由沉降后，升溫至40～60℃，直至混合液形成凝膠膜，在去離子水中浸泡12小時以上，得到改進型磷固定膜；

（2）DGT裝置組裝：將改進型磷固定膜、擴散膜、硝酸纖維素膜依次疊加后組裝成DGT裝置；

（3）充氮：將DGT裝置放入盛有去離子水的容器中，向水中充入純氮氣去除DGT裝置中含有的氧；

（4）DGT裝置放置：將DGT裝置垂直插入沉積物中，保留3-5cm暴露于上覆水中，放置3-6天后，取出磷固定膜并標記沉積物-上覆水界面；

（5）二維切片：將固定膜固定后，對固定膜沉積物-水界面以下部分，用切片刀按相互垂直的兩個方向分別進行切片，兩次切片產生一定數量、面積相同的方塊，方塊尺寸小于1.0mm×1.0mm；

（6）DRP提取：切片后將所有方塊依次挑入16聯排的微孔中，每微孔1個方塊，然后向每個微孔加入40μL?1?M?NaOH解吸液，將所有16聯排微孔放入384微孔板上，充氮氣密封后靜置16小時；

（7）DRP比色分析：從步驟（5）的每個微孔中吸取24μL解吸液至新的16聯排微孔中，依次加入6?μL?2?M?H₂SO₄和3?μL的顯色液后，將顯色后的16聯排微孔放入384微孔板上，微孔板放入離心機中離心除去氣泡后，再35℃恒溫顯色1h，然后通過微孔板分光光度計在700nm波長下讀取每個微孔的吸光值，扣除該微孔的空白吸光值后得到每個微孔中解吸液的吸光度；

（8）數據處理：根據標準曲線將解吸液的吸光度換算成解吸液中DRP的濃度，根據下面公式將濃度換算成每個方塊中DRP的固定量：?

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上式中，C為每個微孔解吸液中DRP的濃度，單位為μg/L；M為每個方塊中DRP的固定量，單位為μg；

再根據Fick第一定律將該固定量換算成對應沉積物中DRP的含量：

上式中，為擴散膜厚度，單位為cm；為磷酸根離子在擴散膜中的擴散系數，單位為cm²/s；為方塊的面積，單位為cm²；為放置時間，單位為秒，為DRP濃度，單位為μg/L；

最后，根據每個方塊在沉積物剖面中的位置，作出的二維分布圖。