[發明專利]原位測定深水水庫沉積物反硝化及厭氧氨氧化速率的方法

有效

• 申請號: 202010014444.6
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111487365B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 王從鋒;趙萍;楊正健;郭小娟;劉德富;馬駿
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N33/18
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種原位測定深水水庫沉積物反硝化及厭氧氨氧化速率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，制備樣品；

步驟二，利用一種沉積物原位置換裝置開展實驗測試；

步驟三，根據測試結果計算反硝化速率及厭氧氨氧化速率；

所述沉積物原位置換裝置包括鋼絲繩（1）、重錘啟動器（2）、滾軸（3）、重錘（4）、旋轉蓋（5）、支架（6）、配重（7）、阻沉板（8）、培養管保護套（9）、培養管（10）、旋轉蓋插銷（11）；所述支架（6）、阻沉板（8）和培養管保護套（9）焊接在一起構成裝置主體；阻沉板（8）上根據水深需要增加配重（7）保證裝置與沉積物接觸良好；所述滾軸（3）位于支架（6）上，滾軸（3）的一端通過繩索與重錘（4）相連，另一端與旋轉蓋插銷（11）相連；所述重錘（4）與鋼絲繩（1）相連，所述重錘啟動器（2）套在鋼絲繩（1）上。

2.根據權利要求1所述的一種原位測定深水水庫沉積物反硝化及厭氧氨氧化速率的方法，其特征在于：所述支架（6）、阻沉板（8）均采用鋼板材料制成；所述培養管（10）為一聚乙烯材料制成的兩端開口空心圓管，直徑為50mm，厚度為2mm，長度為500mm；所述培養管保護套（9）為一空心鋼管，直徑為60mm，厚度為5mm，長度為550mm。

3.根據權利要求1或2所述的一種原位測定深水水庫沉積物反硝化及厭氧氨氧化速率的方法，其特征在于：步驟一中，樣品制備過程為，先用箱式采樣器采集低擾動沉積物樣品及上覆水，抽干采集箱上覆水并儲備；然后將兩端開口的培養管（10）垂直插入箱式采樣器內的沉積物內，打開箱式采樣器底部閥門，移開箱式采樣器，用蓋子密封好培養管（10）蓋底端，即制好樣品。

4.根據權利要求1或2所述的一種原位測定深水水庫沉積物反硝化及厭氧氨氧化速率的方法，其特征在于，步驟二的具體過程如下：

2.1、利用采水器采集沉積物上覆水；

2.2、將需要進行反應的樣品裝入培養管（10）內；

2.3、取20ml多余樣品并拌合上覆水填入到培養管保護套（9）內，然后將制備好的培養管（10）放入到培養管保護套（9）內，并確保實驗樣品填滿培養管（10）與培養管保護套（9）內的間隙，并將上覆水灌滿培養管保護套（9），關閉旋轉蓋（5）并插上旋轉蓋插銷（11）；

2.4、用電動絞車將整個沉積物原位置換裝置緩緩放入水下，直至阻沉板（8）接觸到沉積物表層為止，以鋼絲繩（1）不再受力為準，沿鋼絲繩（1）放入重錘啟動器（2），打開旋轉蓋（5）；

2.5、達到反應時間后，將沉積物原位置換裝置提出水面，測試相關指標。

5.根據權利要求1或2所述的一種原位測定深水水庫沉積物反硝化及厭氧氨氧化速率的方法，其特征在于，步驟三的具體過程為：在每個不同區域研究點上設置四個相同樣品，按照沉積物原位置換裝置操作方法植入到沉積物內；反應10天后，取出培養管（10），將樣品1-6cm按1cm/層、6-20cm按2cm/層、20cm以后按5cm/層分層采集，隨后將樣品加入用氦氣吹掃后的密閉厭氧取樣瓶內，然后加入標定好的¹⁵ NO₂^- ，放入恒溫水浴鍋內震蕩40分鐘，再利用原水排除反應后的混合氣體保存，帶入實驗室用同位素質譜儀測定¹⁴N¹⁵N和¹⁵N¹⁵N含量。

6.根據權利要求5所述的一種原位測定深水水庫沉積物反硝化及厭氧氨氧化速率的方法，其特征在于：利用實測的¹⁵N¹⁵N產量計算出反硝化速率和反硝化作用產生的¹⁴N¹⁵N，再由測定的¹⁴N¹⁵N總產量減去反硝化產生的¹⁴N¹⁵N產量即得到厭氧氨氧化產生的¹⁴N¹⁵N，結合厭氧氨氧化反應中¹⁴N¹⁴N：¹⁴N¹⁵N的產生比例(1-F)：F，即可計算出厭氧氨氧化速率，其中F是培養體系中¹⁵N的豐度。