新型环境指示物烷基酰胺在北极新奥尔松地区沉积物中的地球化学研究

C, H, O and N are the most abundant and significant elements in living organisms. However, in organic geochemistry, most common molecular biomarkers are mainly composed of C, H and O. Nitrogen containing organic compounds, especially in soils or sediments, are rarely studied. The alkyl amides, related to proteins and peptides, may have potential as new environmental indicators in ecological and environmental study. In order to investigate the geochemical cycle and environmental significance of the alkyl amides, we plan to collect the marine and lake sediments and other environmental samples in Ny-Alesund, Arctic, which is of simple biota, low pollution and less human disturbances. We plan to detect the temporal and spatial distributions of alkyl amides in the sediments and other environmental samples in the seabird/animal colonies, the human impacted area and the background areas. We will establish the methodology of the alkyl amides in the samples and compare the distributions and chemical characteristics of alkyl amides with other biomarkers, the fatty acids and amino acids, and PAHs, to study their influencing factor and formation process, and therefore to understand the geochemical cycle of the alkyl amides.

C、H、O、N都是生物体构成的主要生命元素。但是在分子有机地球化学中，主要的生物标志物通常仅含C、H、O，而含N的生物标志物或者环境指示物，尤其是直链含氮生物标志物较为少见。肽键即是酰胺键，是蛋白质的重要构成。烷基酰胺为新的含氮直链化合物，由于其含氮，与肽链或氨基酸相关，且较为稳定，有望成为一个极有潜力的环境指示物。为了进一步加强对烷基酰胺生物地球化学行为和意义的认识，我们选取生物群落简单、环境污染水平低、人为干扰因素少的北极新奥尔松地区为研究区域，以海洋及湖泊沉积物为主要目标，在典型生物活动区域、人类活动影响区域和环境本底区域开展烷基酰胺的检测，建立完善优化的烷基酰胺方法，研究其分布规律和化学性质，并与其他环境样品以及此前的工作对比，探讨沉积物烷基酰胺的形成机制及其生态环境意义和生物地球化学意义。

本项目根据研究需要在黄河站考察队和荷兰站的支持下，在新奥尔松地区的王湾人类活动影响区域，包括黄河站历次考察的固定站位K1-K5，以及王湾排污口的样品，以及站区为各个考察站围绕的Solvatnet湖中心的一个沉积柱，并对沉积物进行了定年。在对沉积物的生物标志物的各个组分分析后，对烷基酰胺进行了重点分析，认为新奥尔松地区沉积物的烷基酰胺大致与尉迟寺的烷基酰胺分布相似，以不饱和的C18:1C和C22:1为主，同时也得到了完整的饱和C22酰胺谱图。大部分样品烷基酰胺浓度低于脂肪酸，但有少量样品的烷基酰胺浓度高于脂肪酸，我们推测该样品有机质少，但处于富N的环境，导致烷基酰胺浓度高于脂肪酸。此外Solvatnet湖心的沉积柱TOCTN, 和δ13C以及K等指标在1812年急遽上升，我们认为这和1815年的Tambora's火山爆发有关。对新奥尔松地区的沉积物的研究使得我们对当地的环境生态有更深入的了解。