[发明专利]原位测定深水水库沉积物反硝化及厌氧氨氧化速率的方法

权利要求书

1.一种原位测定深水水库沉积物反硝化及厌氧氨氧化速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，制备样品；

步骤二，利用一种沉积物原位置换装置开展实验测试；

步骤三，根据测试结果计算反硝化速率及厌氧氨氧化速率；

所述沉积物原位置换装置包括钢丝绳（1）、重锤启动器（2）、滚轴（3）、重锤（4）、旋转盖（5）、支架（6）、配重（7）、阻沉板（8）、培养管保护套（9）、培养管（10）、旋转盖插销（11）；所述支架（6）、阻沉板（8）和培养管保护套（9）焊接在一起构成装置主体；阻沉板（8）上根据水深需要增加配重（7）保证装置与沉积物接触良好；所述滚轴（3）位于支架（6）上，滚轴（3）的一端通过绳索与重锤（4）相连，另一端与旋转盖插销（11）相连；所述重锤（4）与钢丝绳（1）相连，所述重锤启动器（2）套在钢丝绳（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种原位测定深水水库沉积物反硝化及厌氧氨氧化速率的方法，其特征在于：所述支架（6）、阻沉板（8）均采用钢板材料制成；所述培养管（10）为一聚乙烯材料制成的两端开口空心圆管，直径为50mm，厚度为2mm，长度为500mm；所述培养管保护套（9）为一空心钢管，直径为60mm，厚度为5mm，长度为550mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种原位测定深水水库沉积物反硝化及厌氧氨氧化速率的方法，其特征在于：步骤一中，样品制备过程为，先用箱式采样器采集低扰动沉积物样品及上覆水，抽干采集箱上覆水并储备；然后将两端开口的培养管（10）垂直插入箱式采样器内的沉积物内，打开箱式采样器底部阀门，移开箱式采样器，用盖子密封好培养管（10）盖底端，即制好样品。

4.根据权利要求1或2所述的一种原位测定深水水库沉积物反硝化及厌氧氨氧化速率的方法，其特征在于，步骤二的具体过程如下：

2.1、利用采水器采集沉积物上覆水；

2.2、将需要进行反应的样品装入培养管（10）内；

2.3、取20ml多余样品并拌合上覆水填入到培养管保护套（9）内，然后将制备好的培养管（10）放入到培养管保护套（9）内，并确保实验样品填满培养管（10）与培养管保护套（9）内的间隙，并将上覆水灌满培养管保护套（9），关闭旋转盖（5）并插上旋转盖插销（11）；

2.4、用电动绞车将整个沉积物原位置换装置缓缓放入水下，直至阻沉板（8）接触到沉积物表层为止，以钢丝绳（1）不再受力为准，沿钢丝绳（1）放入重锤启动器（2），打开旋转盖（5）；

2.5、达到反应时间后，将沉积物原位置换装置提出水面，测试相关指标。

5.根据权利要求1或2所述的一种原位测定深水水库沉积物反硝化及厌氧氨氧化速率的方法，其特征在于，步骤三的具体过程为：在每个不同区域研究点上设置四个相同样品，按照沉积物原位置换装置操作方法植入到沉积物内；反应10天后，取出培养管（10），将样品1-6cm按1cm/层、6-20cm按2cm/层、20cm以后按5cm/层分层采集，随后将样品加入用氦气吹扫后的密闭厌氧取样瓶内，然后加入标定好的¹⁵ NO₂^- ，放入恒温水浴锅内震荡40分钟，再利用原水排除反应后的混合气体保存，带入实验室用同位素质谱仪测定¹⁴N¹⁵N和¹⁵N¹⁵N含量。

6.根据权利要求5所述的一种原位测定深水水库沉积物反硝化及厌氧氨氧化速率的方法，其特征在于：利用实测的¹⁵N¹⁵N产量计算出反硝化速率和反硝化作用产生的¹⁴N¹⁵N，再由测定的¹⁴N¹⁵N总产量减去反硝化产生的¹⁴N¹⁵N产量即得到厌氧氨氧化产生的¹⁴N¹⁵N，结合厌氧氨氧化反应中¹⁴N¹⁴N：¹⁴N¹⁵N的产生比例(1-F)：F，即可计算出厌氧氨氧化速率，其中F是培养体系中¹⁵N的丰度。