应用于磷酸盐氧同位素测定的海水中溶解态磷酸盐的富集、分离与纯化

海水中溶解态磷酸盐的氧同位素组成(δ18Op)是海洋磷循环研究的有效示踪剂之一.海水中溶解态磷酸盐的富集、分离与纯化研究是测定海水磷酸盐氧同位素组成的基础.通过对国内外海水中磷酸盐氧同位素组成的测定方法进行查阅,选择改进后的MAGIC-CePO4沉淀-阳离子交换树脂法对海水中溶解态磷酸盐进行富集、分离与纯化,并对实验条件进行了探讨.实验结果表明,所采用的方法对于3种不同溶液体系3个步骤的磷酸盐平均回收率分别为92.8%,88.2%和98.3%,全流程磷酸盐回收率达到80%以上,因此可作为海水磷酸盐氧同位素测定的重要前提.

湖泊沉积物中磷酸盐氧同位素前处理方法对比

磷酸盐氧同位素(δ^(18)OP)是一种有效的磷源示踪方式.由于湖泊沉积物的组成十分复杂,必须对样品进行除碳处理和纯化处理.本文对目前应用较为广泛的几种前处理方法进行比较,包括NaClO处理和H_2O_2处理等除有机碳方法,以及Blake法和Mc Laughlin法等纯化方法,以期获得适用于湖泊沉积物磷酸盐氧同位素的前处理方法.结果表明:(1)NaClO处理可以保证较高的无机磷提取效率,同时能有效地减少无机磷提取液中有机质含量,且对不同形态磷的破坏较小;H2O2对有机质的去除效果不稳定,且处理后样品磷形态之间发生转化,显著增加了提取的无机磷浓度.(2)Blake法和Mc Laughlin法分别采用磷钼酸铵(APM)+磷酸铵镁(MAP)沉淀和Ce PO4沉淀对样品进行纯化.在纯化处理湖泊沉积物过程中,Blake法优于Mc Laughlin法,主要体现为有机质去除率高,并且磷的回收率较为稳定.(3)经Blake法纯化丹麦Nordborg湖沉积物样品得到的Ag_3PO_4中C、N含量低于Mc Laughlin法且重现性好.本文结合NaClO法与Blake法的优点,建立了一种适合湖泊沉积物的磷酸盐氧同位素前处理方法:首先用2.5%NaClO对沉积物样品进行除碳预处理,然后对磷酸盐提取液依次通过氢氧化镁共沉淀(MAGIC)、APM+MAP沉淀、阳离子交换树脂处理,最后生成Ag3PO4沉淀.

淡水磷酸盐氧同位素前处理方法的优化

磷是地表水体中的关键性营养盐,在水生生态系统的物质循环与能量流动方面发挥着重要作用,研究水体中磷的来源、转化与归趋对于了解水环境的演变过程与科学保护具有重要意义.近年来,磷酸盐氧同位素(δ18 O P)技术已逐渐应用于淡水环境中磷的来源示踪与生物地球化学循环研究,其样品前处理主要沿用海水方法体系.相比而言,淡水样品中PO 3-4浓度通常较低,有机质和干扰离子含量却较高,复杂的样品前处理过程极大地制约了δ18 O P分析在淡水环境体系的广泛应用.为此,本研究针对现有海水样品δ18 O P前处理方法在地表淡水环境的适用性加以检验,并进行了三点优化改进:①将MAGIC沉淀步骤使用的MgCl 2替换为Mg(NO 3)2,避免了Cl-的干扰,减少AgCl杂质的生成;②调节生成Ag3PO4溶液pH值为8.0,保证Ag3PO4沉淀快速完全;③对Ag3PO4沉淀过程采用避光处理,降低了AgNO 3及Ag3PO4可能的光解影响,提高了Ag3PO4的纯度,使δ18 O P的测试结果更为准确.本改进方法为后续利用δ18 O P技术深入探究淡水环境中磷的生物地球化学循环与生态环境效应提供了有益的方法借鉴.

磷酸盐氧同位素技术在土壤磷循环中的应用

磷是土壤生态系统中的重要组成元素,开展土壤磷循环研究对提高磷肥利用效率和降低磷的生态环境风险具有重要意义。磷酸盐氧同位素技术已经被证明是一种示踪环境中磷生物地球化学行为的有效方法。本文系统综述了磷酸盐氧同位素技术的研究进展和未来发展方向。详细介绍了磷酸盐氧同位素的技术原理、样品处理和测定方法;阐述了无机磷和有机磷的氧同位素特征及时空分布特征;从评估土壤磷微生物利用状况和示踪土壤磷循环两个方面探讨了磷酸盐氧同位素技术在土壤磷循环研究中的应用前景,分析了磷来源、环境条件、生物活动和样品前处理过程对土壤磷酸盐氧同位素特征的影响,最后展望了该技术未来的研究方向。以期为磷酸盐氧同位素技术在土壤学和环境科学领域的发展和应用提供新的视角和科学指导。

磷酸盐氧同位素在有机磷降解研究中的应用

磷的有机化合物广泛分布于土壤和水体中,发挥着重要作用的同时,也给环境带来潜在的污染。研究有机磷化合物的磷循环过程对于防控磷的污染有着重要作用。磷酸盐中的氧同位素作为一种地球化学的示踪剂,近年来被广泛应用于研究磷在自然界中的循环过程。本文总结了磷酸盐中氧同位素的应用原理以及其在有机磷降解和溯源方面的应用,并在此基础上展望本领域下一步的工作重点。

沉积物磷酸盐氧同位素技术研究进展与发展前景

磷酸盐氧同位素(δ^(18)OP)技术是识别磷来源及迁移转化过程的有效工具。为加深对δ^(18)OP技术及其在沉积物领域应用的认识,提高δ^(18)OP技术在沉积物领域的应用水平,文章综述了δ^(18)OP技术在沉积物中应用的研究进展并展望了发展前景。在沉积物样品δ^(18)OP比值测定方法方面,沉积物磷形态分级方法的不统一以及沉积物中大量存在的有机物及杂质离子干扰是制约现阶段沉积物δ^(18)OP比值测定的主要瓶颈。在沉积物磷源识别及迁移转化过程探究方面,δ^(18)OP技术发挥了独特的技术优势,在磷源定量识别及微生物作用下的磷迁移转化过程方面发挥了重要的工具价值,但仍面临应用基础争议以及应用范围受限等问题。未来沉积物δ^(18)OP技术的应用在多环境介质δ^(18)OP信息协同解译,沉积物δ^(18)OP信息的可视化表征以及深度挖掘方面具有极大的发展前景。

磷酸盐氧同位素技术在环境科学中的研究进展

近年来,由于磷素流失造成的环境问题日益严重,查明环境中磷的来源及迁移转化对于改变目前现状具有重要意义。而磷酸盐氧同位素作为一种地球化学示踪剂在水体环境、土壤以及古环境研究中得到了广泛应用。本文总结了不同自然界物质中磷酸盐氧同位素组成(δ^(18)O_P),分馏机理,分离、纯化和测试方法以及在环境科学中的应用研究进展。在此基础上,提出未来研究工作展望:根据不同样品的基本性质选择不同的分离、纯化方法,磷酸盐氧同位素分馏机制及原因仍存在不确定性,需进一步研究,磷酸盐氧同位素应用前景有待进一步扩展。

磷酸盐氧同位素示踪环境中磷的来源与转化:原理、方法与应用

磷是地表环境中重要的生命元素。由于研究手段的限制,目前有关磷生物地球化学循环过程及机制的认识仍然匮乏。作为一种新兴示踪剂,磷酸盐氧同位素(δ^(18)O_(p))成为当前研究磷生物地球化学循环的潜在有效工具。本文综述了δ^(18)O_(p)示踪环境中磷来源与循环的基础原理,不同环境介质中δ^(18)O_(p)的分离纯化及测试方法的研究进展,梳理了近年来δ^(18)O_(p)在环境科学领域的应用,重点是土壤、沉积物和水生生态系统(河流、湖泊和海洋)。在此基础上,提出了δ^(18)O_(p)在未来工作上的展望:进一步扩展δ^(18)O_(p)分析测试技术(如低磷、高溶解有机质的样品),在藻类、微生物体系中分馏效应的探索。

磷酸盐氧同位素前处理方法优化——基于磷酸盐富集凝胶的原位实验研究

为提高磷酸盐氧同位素(δ^(18)O_(p))技术在内陆流域中的适用性,构建一种基于磷酸盐原位富集的δ^(18)O_(p)前处理方法。以水合氧化锆作为磷酸盐选择性吸附材料,制备磷酸盐原位富集凝胶。基于内陆流域的水环境特征,选择子牙河水系的牛尾河为原位实验场地,通过响应面法确定原位富集凝胶最优的材料用量,富集时间以及洗脱时间。结果表明:单位面积的凝胶加入水合氧化锆用量3.17 g,富集时间5 h 43 min,洗脱时间50 min,最终可洗脱出0.039 mg磷酸盐。针对洗脱出的磷酸盐溶液,结合现有的纯化方法,最终构建适用于内陆流域的磷酸盐氧同位素前处理方法。本方法的成功建立能够为δ^(18)O_(p)技术在内陆流域中的应用提供重要支撑。

跨学科视角下的流域磷源示踪技术:原理、实践与挑战

文章详细介绍了流域磷源示踪技术的种类和原理,包括化学特征示踪法、同位素示踪法、微生物指纹法和模型模拟法,并讨论了各方法的优势、局限性以及面临的挑战。尽管这些技术在理解磷循环的复杂性和动态特性方面各有优势,但其有效应用受限于技术方法的局限性、数据解释框架的多样性和比较难度、操作的高度复杂性以及对先进技术的依赖。该文强调了跨学科协作在推动技术创新、数据处理集成和成本效益平衡方面的重要性。通过结合化学、生物学、环境科学等学科的方法和理念,可以为磷源示踪技术的优化提供新视角,助力未来的研究和实践应用。