摘要
受人类活动压力增大，陆源溶解有机氮（DON）排放入海对近海富营养化的影响日益严重。近年来，胶州湾陆源排海DON在总氮中的比重不断增加，海水中DON含量居高不下，存在潜在的富营养化压力。长期以来，陆源DON输入对近海富营养化的影响程度难以明确，除了对其自身的理化特征缺乏足够认识外，关键还在于对其生物可利用性的认识不清晰。DON生物可利用性主要受温度、分子量大小、盐度、光照等因素影响，其中温度影响微生物的生理活性和DON的降解速率，分子量大小是决定DON生物可利用性的重要因素。本研究针对DON生物可利用性及其影响因素问题，开展环胶州湾典型陆源DON培养实验，通过理清来源、温度和分子量与陆源DON生物可利用性的关系，借助三维荧光光谱、紫外吸收光谱等手段，从DON生物可利用占比(BDON%)和动力学两个方面，深入理解陆源DON的生物可利用性，研究结果可为量化陆源DON排放对胶州湾富营养化的影响提供支撑。 主要研究内容与结果如下： 1.选取大沽河、海泊河污水处理厂、青岛啤酒厂、即墨养殖场和李村河等典型农业源、城镇生活源、工业源、畜牧养殖源和城镇面源DON开展胶州湾海水培养实验。不同来源DON生物可利用性存在显著差异（plt;0.05），其中，畜牧养殖来源DON生物可利用占比（70%±6%）最高，城镇生活源和工业源DON生物可利用占比（41%±8%）略低，但其降解速率（啤酒厂0.67±0.08d-1，海泊河污水处理厂（0.51±0.08d-1）高于畜牧养殖来源DON的降解速率（0.36±0.01d-1），城镇面源DON生物可利用占比（37%±10%）和降解速率（0.32±0.03d-1）均较低，而农业源DON生物可利用占比（29%±6%）和降解速率（0.29±0.06d-1）均最低。不同来源水体的SUVA254、SUVA260、SUVA272和SUVA280均与其DON生物可利用性成负相关，可以用以表征DON的生物可利用性。利用三维荧光光谱可以将陆源DON分为类蛋白和类腐殖质组分，在培养过程中，类蛋白质组分含量逐渐降低，类腐殖质组分含量逐渐升高，说明前者在微生物降解DON中优先被利用，并有可能转化为后者，表现为腐殖化指数升高。 2.温度主要影响陆源DON的降解速率和周转时间，对DON生物可利用占比影响不大。周转时间随温度增加而减小，降解速率随温度升高变快且符合阿仑尼乌斯方程。不同温度下DON的生物可利用性均高于溶解有机碳（DOC），二者显著相关（plt;0.05）。培养实验中，随着温度的升高，SUVA增速加快，类腐殖质组分增幅加大，类蛋白质减幅变大，腐殖化指数变化幅度变大。说明温度升高会加快类蛋白质等易降解组分的降解和转化，提高陆源DON的生物可利用速率。 3.不同分子量大小的陆源DON生物可利用性有所差异（plt;0.05）。其中，工业源、城镇生活源、城镇面源和农业源大分子DON（gt;1000Da）生物可利用占比均高于小分子DON（lt;1000Da）生物可利用占比，前者分别为41%±7%、41%±8%、37%±10%和29%±6%，后者分别为30%±7%、28%±7%、28%±7%和27%±5%。降解速率常数存在显著差异（plt;0.05），农业源DON大分子相对于小分子降解更快，约快1.2倍，而工业源、城镇生活源和城镇面源DON小分子降解比大分子更快，分别约快12%、20%和47%。这可能与大分子DON含类蛋白质组分较高有关，而小分子DON中的类蛋白质分子小，更易于生物利用。大分子DOC/DON变幅相对于小分子DOC/DON更大，说明大分子DON和DOC生物可利用性之间的差异相对于小分子更大。
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