謝發(fā)之 胡婷婷 付浩瀚 羅璇 王獻(xiàn)彪 圣丹丹 李海斌 汪雪春 謝志勇

摘要 薄膜擴(kuò)散梯度技術(shù)（Diffusive gradients in thin films technique， DGT）是近年來(lái)應(yīng)用于自然水體、沉積物和土壤中活性磷原位測(cè)定的一種新技術(shù)。利用含堿式碳酸鎂的聚丙烯酰胺凝膠膜為DGT新結(jié)合相，探討了初始濃度、放置時(shí)間、pH值及離子強(qiáng)度對(duì)組裝后DGT吸附性能的影響。用10 mL 0.25 mol/L H2SO4對(duì)結(jié)合相進(jìn)行洗脫，洗脫率為85%±5%。組裝后DGT對(duì)磷的測(cè)定不受溶液pH值（4.10～9.15）和離子強(qiáng)度（0.001～ 0.05 mol/L）的影響。在溫度25℃，pH 7.00，磷初始濃度為2 mg/L時(shí)， DGT對(duì)磷的最大吸附容量為20.4 μg。初始磷濃度為0.001～20 mg/L時(shí)，新DGT測(cè)定值與磷鉬藍(lán)比色法測(cè)定值一致。本方法對(duì)磷的檢出限為102.4 ng/L。將堿式碳酸鎂DGT和商品化的FerrihydriteDGT應(yīng)用于合成海水、廈門(mén)近岸海水、易海、巢湖水和南淝河中的對(duì)比檢測(cè)，結(jié)果表明，堿式碳酸鎂DGT能更準(zhǔn)確測(cè)定不同水體中磷濃度。

關(guān)鍵詞 薄膜梯度擴(kuò)散技術(shù)； 堿式碳酸鎂； 磷； 富營(yíng)養(yǎng)化

1引言

我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題日益加劇，藍(lán)藻、赤潮等環(huán)境災(zāi)害不斷發(fā)生 [1，2 ]。磷是水生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力的主要限制因子和造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)元素 [3 ]，磷鉬藍(lán)比色法 [4 ]是普遍應(yīng)用的測(cè)磷方法。該方法操作簡(jiǎn)單，線性范圍寬（0.03～28 μmol/L），可滿(mǎn)足一般水體中磷的測(cè)定。但是由于體系的pH<1才能保證形成的磷鉬雜多酸顯色，然而在此強(qiáng)酸性條件下， 水體中溶解的聚磷酸鹽和部分有機(jī)磷化合物將會(huì)發(fā)生水解形成正磷酸鹽；此外，溶解的結(jié)合態(tài)無(wú)機(jī)磷也會(huì)解離出來(lái)，因此該方法的測(cè)磷準(zhǔn)確性尚存在缺陷。薄膜梯度擴(kuò)散技術(shù)（Diffusive gradients in thin films technique，DGT ） [5 ] 是一種全新的原位被動(dòng)采樣技術(shù)，可以有效避免采用傳統(tǒng)采樣方法破壞采樣點(diǎn)周?chē)奈锢?、化學(xué)和生物環(huán)境，使采樣的典型性和準(zhǔn)確性降低的缺陷，適合于富營(yíng)養(yǎng)鹽水體中正磷酸鹽的準(zhǔn)確測(cè)定。Ding等 [6 ]以水合氧化鋯對(duì)可溶性活性磷具有很高的吸附容量的特點(diǎn)，將其作為DGT的結(jié)合相，準(zhǔn)確測(cè)定了沉積物孔隙水中的可溶性活性磷，該法具有良好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。Panther等 [7 ]利用二氧化鈦?zhàn)鳛镈GT的結(jié)合相來(lái)測(cè)定淡水及海水中的可溶性活性磷，與商品化的FerrihydriteDGT比較發(fā)現(xiàn)，二氧化鈦DGT在海水中更具有優(yōu)勢(shì)。Mason等 [8 ]將Chelex100陽(yáng)離子交換樹(shù)脂[9]和水合氧化鐵（Ferrihydrite）[5]結(jié)合在一起作為DGT的結(jié)合相，發(fā)現(xiàn)其也能準(zhǔn)確測(cè)定土壤中的P，Cd，Cu，Mn，Mo和 Zn。目前，富集測(cè)定磷的DGT結(jié)合相材料僅限Chelex100、水合氧化鐵、水合氧化鋯和二氧化鈦等材料。本研究采用含有堿式碳酸鎂的聚丙烯酰胺凝膠膜作為DGT的新結(jié)合相，利用構(gòu)建的新DGT實(shí)現(xiàn)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)水體中活性磷的原位富集測(cè)定。系統(tǒng)研究了初始磷濃度、放置時(shí)間、溫度、pH值、離子強(qiáng)度對(duì)新DGT吸附性能的影響，并與商品化的FerrihydriteDGT比較應(yīng)用于不同水體中磷的測(cè)定。結(jié)果表明，本方法適用于水體中的磷準(zhǔn)確測(cè)定。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1儀器與試劑

WFJ7200型可見(jiàn)光分光光度計(jì)（尤尼克（上海）儀器有限公司）；堿式碳酸鎂（無(wú)錫市澤輝化工有限公司），丙烯酰胺、抗壞血酸、四水合鉬酸銨、酒石酸銻鉀（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），其它試劑均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。所用商品化Ferrihyride-DGT（DGT piston holders）和用于組裝新DGT裝置購(gòu)于英國(guó) DGT Research 公司，與基質(zhì)接觸的窗口面積為3.14 cm2，擴(kuò)散凝膠層厚度0.8 mm，吸附凝膠為摻入堿式碳酸鎂的聚丙烯酰胺凝膠，厚度0.4 mm [10 ]。

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