海水介质中一氧化氮分析方法的建立及其应用
一氧化氮(NO)是一种气体小分子自由基,广泛存在于动物、植物和微生物等各种生物有机体中。目前NO已成为医学界、生物学界以及化学界等领域研究的热点问题之一。但是,NO在海洋中的研究几乎为空白。研究海洋中NO对深入了解NO对海洋生态的影响以及在海洋氮循环过程中的作用有重要意义。
本论文以天然海水介质中的NO为研究对象,主要进行了以下几方面的研究:(1)建立了海水中NO的测定方法一荧光法和化学发光法,并确定了最佳实验条件；同时对这两种方法进行了比较；(2)首次利用荧光法和化学发光法调查了胶州湾及其邻近海域表层海水中NO的分布特征、周日变化规律以及海一气之间的源汇关系。
主要研究结果如下:
1、海水介质中NO的荧光分析法
基于NO在碱性条件下与2,3-二氨基萘(DAN)反应的专一性以及反应产物的强荧光性,建立了一种吹扫捕集与荧光检测联用技术测定海水中NO的分析方法,并对荧光检测条件和吹扫捕集条件进行了优化,选择激发波长383nm、发射波长410nm作为荧光检测条件,最佳反应温度在10～20℃范围内,吹扫流量为400mL／min、吹扫时间为30min时捕集效率最高。在优化后的实验条件下,该方法检出限为6.7×10-11mol／L,线性范围是1.4×10-10～1.9×10-8mol／L,相关性良好,平均回收率为83.8％,相对标准偏差为7.2％。
2、海水介质中NO的化学发光分析法
利用鲁米诺-H2O2发光液与NO反应产生光信号的原理,建立了测定海水中NO的化学发光法。探讨了鲁米诺-H2O2化学发光体系测定海水中NO的可行性,结果表明,海水中一些离子对NO的测定有一定的影响,但是通过EDTA的掩蔽可以将干扰降到实验允许的误差范围之内。并优化了测定海水中NO的实验条件:在试验的五种缓冲体系中碳酸盐体系为最佳,且pH为9.2时峰面积最大；最佳鲁米诺和H2O2浓度分别为8.4×10-5mol／L、1×10-2mol／L；最佳测定温度为20℃:掩蔽剂EDTA的最佳浓度为1×10-3mol／L。该方法的检出限为3.4×10-12mol／L,线性范围为9.8×10-10～1.4×10-12mol／L,相关系数R2=0.995,相对标准偏差(RSD)为13.6％。
3、方法对比
利用荧光法和化学发光法测定了亚心形扁藻和中肋骨条藻在生长过程中藻液中NO的含量,通过对两种方法的测定结果进行比较,证明这两种方法测定值之间没有显著性差异,说明这两种方法测定藻液中NO是可行的。同时由于荧光法和化学发光法检测限低,适合海水中NO的分析研究。
4、胶州湾及其邻近海域NO的浓度分布
于2009年11月和2010年8月对胶州湾及其邻近海域表层海水中NO进行了调查研究。结果表明,NO平均浓度及范围分别是0.26±0.14(未检测～0.50±0.01)nmol／L、0.47±0.25(0.27～1.27)nmol／L。在调查区域表层海水中NO在水平分布上呈现一定的分布特征,胶州湾内平均浓度高于湾外平均浓度,在湾内NO浓度最高值出现在北部A2站位,湾外NO浓度高值区出现在调查区域的东部。周日变化研究表明,NO在白天浓度相对较高,而夜间NO浓度较低。说明海水中NO含量受光照影响较大。相关性分析表明,NO和溶解氧之间存在着一定的负相关性,在白天NO与NO2-也有一定的相关性。海水中NO源与汇的研究表明,在2009年11月调查海域,白天海洋是大气中NO的源,由于缺少夜间海水中NO的准确浓度,故夜间的源汇情况尚不清楚；在2010年8月调查海域,海洋是大气中NO的源。
上述研究结果提供了测定海水介质中NO的分析方法,初步研究了胶州湾及其邻近海域中NO的分布,为进一步研究NO在海洋氮循环中的地位和作用提供了实验基础和依据,对NO的海洋生物地球化学研究有重要意义。
一氧化氦;海水介质;定量分析;海洋氮循环;胶州湾
中国海洋大学
硕士
海洋化学
杨桂朋
2011
中文
P734.4
87
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）