自组装膜进样质谱系统及其在砂质沉积物异化硝酸盐还原研究中的应用

作者：谢成军; 宋国栋^*; 刘素美; 唐继尧; 张桂玲

来源：海洋学报(中文版), 2020, 42(02): 22-29.

• 膜进样质谱
• 砂质沉积物
• 反硝化
• 厌氧铵氧化
• 异化硝酸盐还原为铵

沉积物中的异化硝酸盐还原过程对于海洋氮循环起着至关重要的作用。基于15N标记的培养技术是目前测定沉积物异化硝酸盐还原的主要手段。准确快速测定15N标记的产物(29N2、 30N2)是量化异化硝酸盐还原各个过程速率的关键。本研究自行组装膜进样质谱系统用于29N2和30N2的测定,对其测量条件进行了优化。结果表明,进样蠕动泵进样流速0.80 mL/min,进样时间3～3.5 min,恒温槽温度20～25℃,同时铜还原炉温度在300～600℃的条件下,29N2/28N2和30N2/28N2的测试精密度分别可以控制在0.1%和1%以内,比较适合29N2和30N2的测定。利用自组装的膜进样质谱系统结合15N标记的培养技术研究了青岛石老人沙滩沉积物中的异化硝酸盐还原过程。石老人沙滩沉积物不存在将硝酸盐完全还原为氮气好氧的反硝化。厌氧铵氧化、厌氧反硝化和异化硝酸盐还原为铵(Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium,DNRA)的潜在速率(以湿沉积物N计)分别为(0.05±0.01) nmol/(cm3·h),(2.32±0.21) nmol/(cm3·h)和(1.02±0.15) nmol/(cm3·h)。厌氧反硝化是硝酸盐异化还原主要的贡献者,其比例接近70%,其次是DNRA,比例可达30%,而厌氧铵氧化的贡献最低,仅为1%。在N2产生过程中,主要贡献者是反硝化,厌氧铵氧化的贡献仅为2%。

• 单位
  化学化工学院; 中国海洋大学; 高等研究院