淡水湖泊环境样品磷酸盐氧同位素前处理方法研究与应用

Phosphate oxygen isotope (δ18OP) is an effective tool for tracing the sources and cycle of phosphorus in water. However, up to now, due to the high content of organic matter and other impurities in the samples of freshwater lakes, the pretreatment method of δ18OP is not mature at present. Therefore, we will improve a new δ18OP pretreatment method for the water and sediment in freshwater lakes. Bisides, the waters, sediment cores, pore waters and river samples of Dianchi Lake will be collected seasonally and analyzed. On the basis of temporal and spatical variation of δ18OP in the lake, the contribution of phosphorus release from sediment to water and the proportion of inorganic phosphorus from the remineralisation of organophosphorus in sediments in Dianchi Lake will be evluated quantitatively. This research will deepen the scientific understanding of the sources and biogeochemical cycle of phosphorus in freshwater, and lay a sound foundation for control measures and restoration of eutrophication in lakes and reservoirs.

磷酸盐氧同位素（δ18OP）是示踪水体磷的来源及循环的有效工具。然而由于淡水湖泊环境样品中有机质等杂质含量高，目前其δ18OP分离纯化前处理方法还很不成熟。因此，本项目对淡水湖泊水体和沉积物样品δ18OP前处理方法进行科学改进和方法验证，建立可靠的淡水湖泊环境样品δ18OP前处理方法。同时，按季节采集滇池水体、沉积物柱芯、孔隙水及入湖河流样品，系统地研究其δ18OP组成的时空分布，定量评估滇池内源磷对水体磷的贡献份额和沉积物中有机磷（Porg）矿化再生无机磷（Pi）比例。研究成果将深化对淡水生态系统磷的来源解析及其生物地球化学循环过程的科学认识，为湖库富营养化防治提供科学依据。

磷酸盐氧同位素（δ18OP）是示踪湖泊环境磷的来源及其生物地球化学循环过程的有效工具。目前，国内外还缺乏成熟可靠的淡水环境δ18OP前处理方法体系。本项目基于前人方法局限性分析、方法思路构建、室内实验分析等，构建了一套科学可靠的淡水湖泊环境样品δ18OP前处理方法体系。新方法体系涵盖了针对高有机质背景的低磷淡水水体、高磷污染水体、沉积物及湿地土壤等不同环境样品的δ18OP前处理方法。提出和优化了Magic法共沉淀磷酸盐（PO4）、无磷活性炭粉末脱色去除有机质、Zr-Oxide膜原位连续富集PO4、Fe(OH)3共沉淀PO4，避光下形成Ag3PO4待测样品等前处理关键步骤，能高效去除Cl-、有机质及金属等各类杂质、保证高磷回收率（90%以上）和获取高纯度Ag3PO4待测固样。同时，新方法体系初步成功应用于滇池等不同典型湖库水体和城市河道、城市污水厂及磷矿区等污染水体以及不同地区湖泊沉积物及湿地土壤的δ18OP组成分析，结果表明滇池沉积物δ18OP组成指示了内源磷的较高生物可利用性，内源磷可能是其长期富营养化的关键原因，污染水体的δ18OP组成较准确刻画了磷的来源及其迁移过程，不同地区湖泊沉积物及湿地土壤的δ18OP组成差异性初步指示了不同地质下磷的背景与生物地球化学行为。综上，本项目为淡水湖泊生态系统中磷的来源追溯及其生物地球化学循环示踪等提供了重要技术方法学参考。