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高时空分辨率的氮、磷营养盐数据是研究其在水环境中的分布、迁移与转化及环境效应的基础。然而,受限于现有采样技术存在的不足,获取高时空分辨率的氮、磷营养盐监测数据存在一定的困难。本论文针对课题组前期研制的基于渗透泵的时间序列采样器存在的不足进行改进,并将其应用河流和近岸海水中氮、磷营养的时间序列采样监测。主要研究内容和结果如下:(1)确定了水样在采样器中的保存方法。考察同一份河水样品在实验室内长时间保存过程中,在硫酸酸化和不酸化的条件下,样品中溶解态总氮(Dissolved total nitrogen,DTN)、溶解态总磷(Dissolved total phosphorus,DTP)、硝酸盐和亚硝酸盐(NO2-+NO3-)、亚硝酸盐(NO2-)、溶解态活性磷(Dissolved reactive phosphorus,DRP)等5种营养盐的浓度随保存时间变化的情况。实验结果表明,酸化水样中DTP、DTN、N03-+ NO2-和DRP的浓度在48 d内变化均在±10%以内,而NO2-在9 d后的浓度下降大于40%;未酸化的水样中,DTP、DRP和NO2-的浓度则随时间下降。最后确定往采样器的水样中加入硫酸作为保护剂,使DTP、DTN、NO3-+NO2-和DRP的浓度在采样期间保持不变。(2)对原有的渗透泵时间序列采样器进行改进。改进内容包括在流路中加装单向阀,避免了水压引起的气泡注射装置的失效问题;采用长的电极丝轴和较大的注射器,增加了可注入气体的体积,延长了采样器的工作时间;采用铬酸洗液清洗储存盘管,基本解决了重复使用盘管时气泡段在管内的断裂问题。在实验室的测试结果表明,采样器的稳定性和工作时间得到大幅的提升;采样器的空白很低;顺序采集高浓度和低浓度的样品时,没有交叉污染,说明间隔气泡有效避免了相邻水样段间的扩散混合。(3)采样器应用于河水和近岸海水中营养盐的日变化或周变化的观测。将采样器布放于闽清水口水库、九龙江、厦门筼筜湖、五缘湾、公务码头等地点,观测DTP、DTN、N03-+N02-和DRP的日变化或周变化。结果表明,在各次实验中,采样器均稳定运行,有很好的环境适应性;平行布放的两台采样器的监测结果的偏差大部分在20%以内,平行性较好;对于营养盐快速变化的水体,人工采样和采样器采样的监测结果之间的偏差较大,而对于营养盐变化较缓慢的水体,两者基本一致。(4)采样器应用于河水中营养盐的长时间观测。通过完善气泡注射装置和使用死体积小的过滤器,再次改进采样器,使其可长时间工作。将采样器布放于九龙江北溪,监测4种营养盐的长时间序列浓度。结果表明,采样器可以在实际水环境中正常工作20 d以上,充分证明其稳定性和可靠性;采样器间的平行性较好;采样器监测的结果和人工采样分析结果对比,两者的变化趋势基本一致。所研制的采样器可以代替人工采样,用于获取水体中4种营养盐的长时间序列水样。(5)所研制的采样器可以用来获取采样点营养盐的时间序列数据,数据有较高的时间分辨率。采样器功耗低,仅需干电池供电;布放条件简单,只要有固定的地方即可;价格低;这些特点决定了可以在水环境中大量使用此采样器,从而获取高空间分辨率的营养盐数据。所研制的采样器可望成为水环境中营养盐的监测和环境行为研究的有力工具。