杭州湾活性磷酸盐的测定和评价开题报告.doc

开题报告 杭州湾活性磷酸盐的测定和评价 一、选题的背景、意义 杭州湾位于我国东部沿海浙江省东北部，是钱塘江入海形成的喇叭状河口海湾，其内界为钱塘江河口线，外界为上海南汇芦潮港闸与甬江口外长跳咀连线，东面为舟山群岛，北面海域与上海金山、南汇毗邻，南为宁绍平原。东西长90km湾口宽100km，湾顶澉浦断面宽约21km，面积约5000km2[1]。 海洋环境污染是指人类直接或间接地把物质或能量引入海洋环境，其中包括河口湾，以致造成或可能造成损害生物资源和海洋生物、危害人类健康、妨碍包括捕鱼和海洋的其他正当用途在内的各种海洋活动、损坏海水使用质量和减损环境优美等有害影响。 富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。由于人类的活动，将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特别是藻类将大量繁殖，使生物量的种群种类数量发生改变，破坏了水体的生态平衡。大量死亡的水生生物沉积到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水体溶解氧含量急剧降低，水质恶化，以致影响到鱼类的生存，大大加速了水体的富营养化过程。水体出现富营养化现象时，由于浮游生物大量繁殖，往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中叫水华（水花），在海中叫赤潮。在发生赤潮的水域里，一些浮游生物暴发性繁殖，使水变成红色，因此叫“赤潮”。这些藻类有恶臭、有毒，鱼不能食用。藻类遮蔽阳光，使水底生植物因光合作用受到阻碍而死去，腐败后放出氮，磷等植物的营养物质，再供藻类利用。这样年深月久，造成恶性循环，藻类大量繁殖，水质恶化而又腥臭，水中缺氧，造成鱼类窒息死亡。 活性磷是海洋浮游植物生长所必需的物质基础，磷的生物可利用性直接影响全球的初级生产力水平。磷在特定的海洋环境中还可能限制固氮作用，成为限制海洋初级生产力的重要因素。海水中磷酸盐含量的测定也是海洋污染调查的重要指标之一。农业和工业废水中磷的过度排放导致河口和近岸海水富营养化，引起浮游植物异常繁殖，造成“赤潮”现象。因此，海水中磷的准确测定对深入理解生物地球化学过程及海洋环境保护具有重要理论和实际意义[2]。 二、相关研究的最新成果及动态 1 活性磷酸盐的测定方法 1.1 固相萃取-分光光度法测定海水中痕量活性磷酸盐 磷钼蓝（PMB）分光光度法是海水中活性磷酸盐的经典测定方法，其检出限为10μg/L。而在一些寡营养盐水域，例如中国南海，夏季表层水体活性磷酸盐中磷的平均含量为1.2μg/L，远远低于该方法的检出限。近年来，国内外很多学者致力于探索更灵敏的测定新方法，如长光程流通池法、鲁米诺化学发光法、有机溶剂萃取浓缩法以及Mg(OH)2共沉淀法等。这些方法中只有MAGIC法成功地运用于海水中低含量活性磷酸盐的分析。MAGIC法利用海水中的Mg2+与OH-生成Mg(OH)2沉淀时会共沉淀PO34-的特性来富集PO34-，具有灵敏度高、精密度好的优点，是目前被海洋工作者广泛采用的方法，但该方法消耗试样体积大，且费时费力，一般实验条件下定量测定含磷量低于μg/L级的海水样，需要500mL以上的水样，耗时7h。固相萃取(SPE)是上世纪70年代后期发展起来的一种样品预处理技术，已被广泛应用于有机分析中基质的消除以及被分析物的富集。近年来，亦逐渐被应用于金属络合物的分析。键合硅胶C18是SPE常用的一种填充剂，主要用于萃取非极性和弱极性的有机物。磷钼蓝属弱极性化合物，作为阴离子可与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)生成PMB-CTMAB非极性离子缔合物，更为有效地为C18萃取。基于此，本研究建立了C18小柱固相萃取-分光光度法测定海水中痕量活性磷酸盐的新方法[3]。 1.2 海水中超低含量活性磷酸盐的Mg(OH)2共沉淀法测定研究 磷钼蓝分光光度法是海水中活性磷的经典测定方法，检测限为324nmo1/dm3，但在一些寡营养盐海域，例如在南海、地中海、北太平洋和北大西洋等地，海洋浮游生物光合作用消耗大量无机磷酸盐，海洋表层的活性磷浓度极低，通常在纳摩尔每立方分米水平，大西洋表层甚至低于1nmo1/dm3，远远低于该方法的检测限。显而易见，发展海水中低含量活性磷酸盐分析测定的新方法，是海洋科学面临的一个新的尚待开拓和深化的重要课题[5]。目前，国内外对磷酸盐测量大都采用化学分光光度法，即磷钼蓝法。为了提高磷钼蓝法的分析灵敏度，降低海水中硅和砷离子对测试的干扰，Karletal建立了MAGIC法。MAGIC法利用海水中的Mg与OH-生成Mg(OH)2沉淀时会共沉淀PO34-的特性富集PO34-，富集了PO34-的Mg(OH)2沉淀被适量盐酸溶液溶解后，采用磷钼蓝分光光度法测定。虽然MAGIC法灵敏度高，测定下限可达5nmo1/dm3，但该方