海水样品中氮磷营养盐的保存技术

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      作者简介: 郑向荣(1963-) , 女, 河北沧州 人, 高级工程师, 主要研究领域为近岸海域海渔业环境监测、 评估与修复, 海洋生态灾害监测及防治等。 E-m a i l:qhd zh en gx i an g r@sohu.comdo i:10.3969/j.is s n.1004-6755.2012.09.016海水样品中氮磷营养盐的保存技术郑向荣1, 吴新民1, 郗艳娟1, 马胜有2, 穆柯馨1, 王线. 河北省海洋与水产科学研究院, 河北省海洋渔业资源与环境重点实验室, 河北 秦皇岛066200;2. 河北省水产养殖病害防治监测总站, 石家庄050011)由于海水所含物质的复杂性, 水体中的营养盐随时受到各种物理、 化学过程的影响, 水解、 吸附、沉降、微生物利用以及藻类吸收等活动使得采集的水样中氮、磷、硅的含量随时发生着变化。 为了使测得数据尽量真实反映出水体营养盐的本来状况, 最理想的方法是在采样现场对水样进行快速测定, 但是实际工作中客观条件很难达到 现场分析的要求: 一方面, 由 于野外实验条件限制, 大多数情况下不能携带分析仪器到 现场进行测定,必须将水样保存带回实验室分析; 另一方面, 由于采样地点与实验室的 距离以及交通工具所限, 运送过程需要时间较长。 因 此, 选择合适的保存方法和技术, 能在较长时间内 保持样品 中目 标成分的浓度和化学形态不发生变化, 或尽量少变化, 成为环境工作者和海洋化学家关注的焦点。多年来, 为了不同的研究目 的, 国内外海洋化学家尝试了各种保存技术对不同类型水样的稳定作用 。 虽然保存方法不尽相同, 但都着眼于杀死或抑制样品中的微生物活动, 以停止或减少细菌等对营养元素的利 用 , 从而达到 有效保护样品 的目 的。 主要的方法有: 低温冷藏、超低温冷冻以及添加各种保护剂(如酸、 碱、 氯仿、 氯化汞等)。 本文概括介绍近年来国内外学者在海水样品保存技术方面的研究进展。1冷藏保存水样低温保存(一般在0~4 ℃) 可大大延缓微生物繁殖所引 起的变化, 降低化学反应速度, 防止组分的分解和沉淀产生, 减少组分的挥发、溶解和物理吸附; 减慢生物化学作用 。 2001 年C a rdo-l in sk i 等[1]报道了用4 ℃冷藏保存盐度为34的高盐海水, 总氧化态氮(硝酸盐和亚硝酸盐)28 d以后才有显著的 减小, 同 样样品 在-20 ℃、-80℃、以及4 ℃+少量氯化汞条件下保存效果更好。沈勤等[2]的实验结果表明, 低温添加氯仿和甲 醛的保存方法明显优于纯粹低温和冷冻保存, 而氯仿4 ℃对NH3-N 保存的稳定性长达5~7 d。2-20 ℃ 以下冷冻我国《海洋监测规范》[3]中规定了冷冻和酸化后低温冷藏两种方法。 杜虹等[4](2 0 0 2)做了将水样添加硫酸、盐酸、氯仿、氯化汞等不同保护剂后冷冻储存的效果试验, 其结果显示, 若以浓度变化不超过10%的保存天数为有效保存期, 无论用何种方法保存,氨氮的有效保存期都不能超过1 d。有人建议测定氨盐的 水样使用 冷冻法保存,最好是在液氮中快速冷冻。 但是对于需要处理大批量水样的海洋调查和水环境监测来说, 无论从成本还是从设备条件来说冷冻都不是适宜的保存方法, 可操作性太差。 而且对于磷硅元素的测定,冷冻和解冻过程会使水样中磷、 硅元素发生某些化学反应, 形成沉淀或其他聚合物, 改变目 的物的浓度, 使测定结果发生偏离, 因此冷冻不适合于磷硅水样的保存。3添加各种保护剂目 前使用较多的保护剂主要为氯仿、甲 醛、氯化汞、以及稀硫酸酸化处理[5], 但是经过酸化处理的水样在测定时必须将pH 值调 回 至中 性, 否则影响NH3-N的氧化过程。 K a t t n e r[6](下转第5 3 页)34《 河北渔业》2012 年第9 期(总第225 期)○检验与检测 [6] 刘立鹤, 陈立桥, 董爱华, 等. 不同 蛋白 水平饲 料对台 湾东风螺生长性能和体组成的影响. 水产科学,2006(12) :601-607[7] 王冬梅, 唐道文, 王维娜, 等. 方斑东风螺脂肪需求量的 研究[J]. 饲料研究,2008(4) :59-61. 21-23[8] 许贻斌. 方斑东风螺对蛋白 质和脂肪营养需求的 研究[D].厦门: 厦门大学,2006[9]L i-L i Zh an g, Q i-Cun Zhou,Y i-Q iu Ch en g. E f f e c t o f d i-e t a r y c a rboh yd r a t e l ev e l on g row th p e r f o rm an c e o f juv en i l espo t t ed B aby lon(B aby lon i a a r eo l a t a L ink 1807) [J]. A qu a-cu l tu r e,2009,295:238-242[10] 王冬梅, 李春强, 刘志昕, 等. 方斑东风螺营养特征及促长剂对其的影响[J]. 饲料工业,2008,29(4) :59-61[11] 吴建国, 柯才焕. 方斑东风螺钙磷营养需求研究[C]. 中国 动物学会、中国海洋护照学会贝 类学分会第十四 次学会研讨会论文摘要汇编,2009:54[12] 谭燕华, 王冬梅, 沈文涛, 等. 方斑东风螺配合饲料中硒的 添加量研究[J]. 饲料工业,2011(22) :8-11[13] 彭存智, 王冬梅, 沈文涛, 等. 方斑东风螺配合饲料中锌的 添加量研究[J]. 饲料研究,2012(3) :61-63[14] 王冬梅, 方哲, 王春吉, 等. 方 斑 东 风螺 (B aby lon i a a r eo l a t eL ink) 专用 复矿添加剂 的 养殖效果[J]. 饲 料工 业,2012(4) :24-26[15] 吴建国, 黄兆斌, 王波, 等. 不同 蛋白 源饲料对方斑东风螺生长的影响[J]. 厦 门 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版) ,2009(4) :600-605[16] 张丽丽, 周歧存, 程怡秋, 等. 不同 糖源对方斑东风螺生长、饲料利用 和消化酶活性的影响[J]. 广东海洋大学学报,2009(4) :14-18[17] 魏永杰, 黄斌, 柯才焕, 等. 方斑东风螺早期发育过程中几种消化酶的活性[J]. 热带海洋学报,2007,26(1) :55-59[18] 薛明 , 柯才焕, 魏永杰. 饥饿对方斑东风螺幼 螺生化 组成和消化 酶 活 力 的 影 响 [J]. 热 带 海 洋 学 报,2010,29(3) :120-125[19] M a i K,m e r c e r J P,D on l on J . Comp a r a t iv e s tud i e s on th enu t r i t ion o f two sp e c i e s o f aba lon e, Ha l io t i s t and Ha l io t i sd i s-cu s Ino . IV. Op t imum d i e t a r y p ro t e in l ev e l f o r g row th[J].Aqu a cu l tu r e,1995,136,165-180(收稿日 期:2012-05-09(上接第43 页)的研究显示,添加氯化汞保存的样品中,亚硝酸盐浓)度在一年之内无很大变化, 而氨态氮由于其易被水体中的细菌氧化或被生物体固定, 始终没有较好的方法有效保存。 国内徐志标等[7](2 0 0 5)为了常规调查与水质监测的目的,对水样进行了冷藏、冷冻和添加氯仿等条件下的保存试验,根据他的实验结果,在较短时间内(10 d),4 ℃+5 m g/L氯仿处理在针对氮、磷营养盐测定的水样保存上是一有效的方法。但是,另外的报道称,氯仿的加入可能引起细菌消融释放出磷酸酶, 导致多聚磷酸和有机磷化合物的水解,从而干扰测定, 另外由于氯仿的强挥发性, 可能会消弱其对样品的保护作用。 另外也有研究称, 添加氯化汞会影响镉的还原作用 从而干扰硝酸盐的测定。4物理方法近年来,一些物理方法逐渐得到应用,伽马射线照射、巴斯德消毒法等都能有效杀死样品中的微生物,又不改变样品本身的化学组分。 另外将超声技术用于水样品保护也是有待探讨的一种简单方法。综上所述,到目 前为止,除深度冷冻处理对水样保存的稳定性被多数国内外学者[8]认同外, 尚无一种被广泛认可的有效保护营养盐组分的方法。 随着沿海经济的迅猛发展, 人类活动对海洋环境的影响日益显著,基于保护环境的目 的,对海洋环境监测的需求逐渐增多。 为了 测得真实可靠的海洋环境数据,尤其是存在不稳定的氮磷营养盐浓度,有必要对水样的有效保存技术、以及在适当保存条件下营养盐随时间的变化规律进行更深入的研究。参考文献:[1]C a rdo l in sk i P C F C,Han r ah an G,A ch t e rbg E P,e t a l. Com-p a r i son o f s amp l e s to r ag e p ro to co l s f o r th e d e t e rm in a t ion o fnu t r i en t s in n a tu r a l w a t e r s,W a t e r R e se a r ch,2001,35(15) :3670-3678[2] 沈勤, 单媛媛, 谢荣林, 等. 养殖水体中 不同 浓度氮盐的 保存差异研究[J]. 河北渔业,2009(4) :5-9[3]GB 17378.3-2007, 海洋监测规范 第3 部分: 样品 采集、 贮存与运输[S]. 北京: 中国标准出 版社,2007[4] 杜虹, 黄长江. 海水营 养盐测 定中 水样的 保存技术[J]. 海洋技术,2002(9) :45-47[5]张洁帆, 陶建华, 李清雪, 等. 渤海湾氮磷营养盐年季变化规律研究[J]. 安徽农业科学,2007(7) :2063-2064[6]K a t tn e r G.S to r ag e o f d i s so lv ed ino r g an i c nu t r i en t s in s e a rw a-t e r:po i son ingw i th m e r cu r i c ch lo r id e, M a r in e Ch em i s t r y,1999,67:61-66[7]徐志标, 骆其君, 徐继林, 等. 水样中氮磷营养盐含量的稳定性及保存方法比较研究[J]. 水产科学,2005(4) :10-13[8]崔毅, 宋 云 利. 渤 海 海 域营 养 现 状 研 究 [J]. 海 洋 水 产 研 究,1996(6) :57-61(收稿日 期:2012-06-15; 修回日 期:2012-06-18)35《 河北渔业》2012 年第9 期(总第225 期)○专论与综述

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