[发明专利]一种高原湖泊水体中溶解态黑碳与颗粒态黑碳溯源分析方法

说明书

本发明公开了一种高原湖泊水体中溶解态黑碳与颗粒态黑碳溯源分析方法，涉及溶解态黑碳与颗粒态黑碳分析方法技术领域，为解决目前市面上对高原湖泊水体中黑碳溯源分析时，分析流程多，分析时间长的问题。包括以下步骤：步骤一：进行采样；步骤二：对水体样品进行过滤，得滤膜样品和过滤水样；步骤三：通过固相萃取溶解态黑碳；步骤四：消解溶解态黑碳；步骤五：苯多羧酸和硝基苯多羧酸的分析、定性和定量；步骤六：转换溶解态黑碳中的C量；步骤七：利用BPCAs法分析颗粒态黑碳；步骤八：采用热光反射法分析颗粒态黑碳；步骤九：将步骤七和步骤八的结果进行比较，建立之间的换算关系；步骤十：计算出溶解态黑碳和颗粒态黑碳的溯源。

技术领域

本发明涉及溶解态黑碳与颗粒态黑碳分析方法技术领域，具体为一种高原湖泊水体中溶解态黑碳与颗粒态黑碳溯源分析方法。

背景技术

黑碳是由生物质和化石燃料等不完全燃烧产生的含碳物质连续统一体。在扫描电镜下观察，黑碳呈现出亚微米级的颗粒物聚合体。黑碳表现为斥水性、低比电阻物质。黑碳涉及气候变化、元素循环、环境影响等诸多问题，是当前人们共同关注的焦点问题。自然环境中的黑碳广泛存在于不同的环境介质中，燃烧条件和燃料来源的不同，其环境行为及环境效应也具有明显差异。在过去很长一段时间内，科学家一直认为黑碳是疏水性的颗粒物，单纯以颗粒态的形式存在和迁移。水体中的黑碳以颗粒态和溶解态两种形态存在，是连接陆地土壤和湖泊底泥两个主要黑碳库的关键纽带，但溶解态黑碳曾一度“被忽视”。

高原湖泊作为溶解态黑碳陆-江-海迁移过程的重要媒介，厘清其中溶解态黑碳的时空分布规律及其来源通量，是深入认识溶解态黑碳环境地球化学行为的关键环节。生物质和化石燃料燃烧产生的黑碳在理化性质及放射性碳特性上存在较大的差异，单碳同位素组成的差异可以很好的追踪溶解态黑碳来源及其在环境介质中的赋存形式。自然界中放射性碳（¹⁴C）在宇宙射线的作用下广泛分布，存在于空气中的¹⁴CO₂，在植物光合作用作用下进入到生物圈及其各子生态系统。而生物圈中植物不间断的与大气环境保持着碳元素的动态交换，较好的固持着¹⁴C 水平。目前市面上对高原湖泊水体中黑碳溯源分析时，分析流程多，分析时间长，且误差较大，亟需建立和优化。因此，利用¹⁴C丰度的分析方法不仅能定性区分生溶解态黑碳的物质来源，还能定量分析不同来源对有机碳和元素碳的贡献比率，是准确解析水体中溶解态黑碳的来源和通量的有力工具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高原湖泊水体中溶解态黑碳与颗粒态黑碳溯源分析方法，以解决上述背景技术中提出的目前市面上对高原湖泊水体中黑碳溯源分析时，分析流程多，分析时间长的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高原湖泊水体中溶解态黑碳与颗粒态黑碳溯源分析方法，包括以下步骤：

步骤一：进行采样，分别在入湖口岸、湖中心、净水区以及下游排水区采集水样，采样水体不少于25L，每隔14至16天采样一次，采样时长为24个月采样深度分为三类，分别为：表层、中层以及底层，将三类水样按照体积比为2:1:1的比例进行混合后，得水体样品；

步骤二：对水体样品进行过滤，通过45至55μm孔径的尼龙筛绢进行过滤，以去除生物残屑和较大的生物体，再用高温0.7μm孔径石英纤维滤膜过滤，过滤后的石英纤维滤膜为滤膜样品，得滤膜样品和过滤水样；

步骤三：通过固相萃取溶解态黑碳，用pH数值为2的浓盐酸调节上述过滤水样的pH值，对固相萃取柱进行预处理，用甲醇活化固相萃取柱，将过滤水样加于固相萃取柱中，用正压或负压使过滤水样通过柱子，样品的流速小于3mL min^-1，固相萃取后使用pH=2的超纯水淋洗固相萃取柱柱床以达到洗涤盐份的目的,使过滤水样的pH值达到中性，最后用真空泵抽干柱床，得溶解态黑碳；