营养盐

+ NH 4 -N 2． ．
测定方法： 测定方法： ◇靛酚蓝分光光度法 ◇次溴酸盐氧化法－本实验 次溴酸盐氧化法－ 本法适用于大洋、 本法适用于大洋 、 近岸海水和河 口水， 不适用于污染较重、 口水 ， 不适用于污染较重 、 含有机物 较多的养殖水体。 较多的养殖水体。 − NO2 -N相 水样采集、 水样采集、贮存和处理与 相 同。水用无氨蒸馏水或等效纯水。 水用无氨蒸馏水或等效纯水。
二、磷
磷酸盐是海洋生物必需的营 养盐之一，对脊椎动物， 养盐之一，对脊椎动物，磷是构成 骨骼的主要成分。 骨骼的主要成分。 海水中P是海洋初级生产力的 海水中 是海洋初级生产力的 控制因素之一。 控制因素之一。
1．磷在海水中的存在形态 ． 磷以不同的形态存在于海洋水体、 磷以不同的形态存在于海洋水体 、 生 物体、沉积物和悬浮物中。 物体、沉积物和悬浮物中。磷的化合物有 多种形态： 多种形态： ◆可溶性无机磷酸盐 → 通常以溶解的无 机磷酸盐为主要的形态 ◆可溶性有机磷化合物 ◆颗粒状有机磷物质 ◆吸附在悬浮物上的磷化合物
+ NH 4 的毒性取决于 的毒性取决于pH， 并直接与非 ，
离子氨的浓度成正比。 离子氨的浓度成正比。 NH 4+ （NH3）在海 水中在亚硝酸菌和硝酸菌的作用下， 水中在亚硝酸菌和硝酸菌的作用下 ， 发 生如下反应： 生如下反应：
+ NH 4
亚硝菌 − + 3O 2 → 2 NO 2 + 2 H 2 O + 4 H + 专性自养
实验5 实验 营养盐
营养盐: 指氮、磷和硅。
氮分无机氮和有机氮。 氮分无机氮和有机氮。 无机氮的化合物种类很多， 无机氮的化合物种类很多 ， 通常包 − + NH 4 ）、硝酸盐氮（ NO3 ）和亚 括氨氮（ 硝酸盐氮（ 括氨氮（ − NO2 ）的总和即 硝酸盐氮（ 硝酸盐氮（ − − + NO2 TIN= NH 4＋ NO3 ＋ 同样，磷有无机磷和有机磷， 同样，磷有无机磷和有机磷，其中无 3 PO4 − 机磷又称为活性磷酸盐（ 机磷又称为活性磷酸盐（ ）。
因而它们在海洋中的含量和分布 不均匀也不恒定，有着明显的季节性 不均匀也不恒定， 和区域性变化，研究它们的存在形式 和区域性变化， 与分布变化规律，对研究海洋生物的 与分布变化规律， 生态和开发海洋生物水产资源有重要 的现实意义。 的现实意义。
一氮
1 氮在海水中的存在形态
海水中无机氮化合物是浮游浮 游植物最重要的营养物质。 游植物最重要的营养物质 。 海水中 几乎处于饱和状态， N2几乎处于饱和状态，但N2不能被 绝大多数的植物利用。 绝大多数的植物利用 。 N2 在大气中 被雷电或宇宙射线电离， 被雷电或宇宙射线电离 ， 在降雨时 进入海洋。 另外， 进入海洋 。 另外 ， 河流的径流也向 海洋输送N 海洋输送N。
− 3． NO3 ．
-N 测定方法： 测定方法： ○ 镉柱还原法 ○锌镉还原法－本实验 锌镉还原法－ 适用的水样、样品采集、 适用的水样、样品采集、贮存和处理与 − 相同。 相同 NO2 -N相同。 配试剂和实验用水： 配试剂和实验用水 ： 二次蒸馏水或等效 纯水。 纯水。
4 2 2
因此，此法测氨氮还要测亚硝氮。 因此，此法测氨氮还要测亚硝氮。 检出限12.2µg/L，下限 检出限 ，下限18.1µg/L。相对标 。 准偏差1%，相对误差0.4%。 准偏差 ，相对误差 。
注意事项： 注意事项：
防止空气中NH3对水样、试剂和器皿的沾污 对水样、 ① 防止空气中 水温＞ ℃ 氧化时间30分即可 分即可， ② 水温＞10℃时，氧化时间 分即可，＜10℃ ℃ 可适当延长氧化时间 此法氧化率较高、快速、简便、灵敏， ③此法氧化率较高、快速、简便、灵敏，但部 分氨基酸也同时被测定 浓度在0-7µmol/L范围内符合比尔定律 ④ 浓度在 范围内符合比尔定律 水样加盐酸萘乙二胺后须在2h内测定完毕 内测定完毕。 ⑤水样加盐酸萘乙二胺后须在 内测定完毕。 试剂的配制要准确， ⑥ 40%的NaOH试剂的配制要准确，否则会不 的 试剂的配制要准确 显色。 显色。
3 海水中无机化合氮的分布 大洋海水无机氮含量的变化范围： 大洋海水无机氮含量的变化范围：
+ ： NH 4 -N：5-50 µg/L
− NO3 -N：1-600µg/L ：
− NO2 -N：0.1-50µg/L ：
海水中 深层水几乎以
− NO3
− + NO2-N和 NH 4 -N高， -N含量比 含量比 和 高
三、营养盐的测定方法
1、 、 -N 测定方法： 测定方法： 对氨基苯磺酸和α－ ● 对氨基苯磺酸和 －萘胺法 ● 磺胺和盐酸萘乙二胺试剂法 重氮－偶氮分光光度法） （重氮－偶氮分光光度法） －本实验采用 本法适用与海水、河口水。 本法适用与海水、河口水。
− NO2
采样： 采样：用有机玻璃或塑料采水器 贮存： 水样须用0.45µm滤膜过滤 贮存 ： 水样须用 滤膜过滤 后贮存于聚乙烯瓶， 快速测定， 后贮存于聚乙烯瓶 ， 快速测定 ， 不 能延迟3h以上 以上， 能延迟 以上 ， 否则应快速冷冻至 － 20℃ 保存 ， 样品熔化后应立即分 ℃ 保存， 析。 − NO2 -N的二次蒸馏 配试剂的水： 配试剂的水：无 的二次蒸馏 水或等效纯水。 水或等效纯水。
原理： 用重氮-偶氮比色法测定 偶氮比色法测定。 原理 ： 用重氮 偶氮比色法测定 。
在酸性条件下， 在酸性条件下 ， 水样中亚硝酸盐与 磺胺进行重氮化反应。 磺胺进行重氮化反应 。 反应产物与 盐酸萘乙二胺作用形成深红色偶氮 染料。 染料。
注意事项： 注意事项：
水样加盐酸萘乙二胺后须在2h内测完毕 内测完毕； ① 水样加盐酸萘乙二胺后须在 内测完毕 ； 温度影响不显著，但以10-25℃为宜 ② 温度影响不显著，但以 ℃ 一般标准曲线每隔一周要重制， ③一般标准曲线每隔一周要重制，当测样条 件与标准曲线条件相差较大时， 件与标准曲线条件相差较大时 ， 须及时重制 标准曲线。 标准曲线。
海水中无机N、P和Si是海洋生物繁 殖生长不可缺少的化学成分。 N和P是组成生物细胞原生质的重 要元素，并且是生物物质代谢的能源。 Si则是硅藻等海洋浮游植物的骨架 和介壳的主要组成部分。 因此，在海洋学上，把N、P和Si 元素称为“生源要素”或“生物制约 元素”。
海洋中营养元素一方面来自大陆径 流，另一方面与海洋动植物之间存在着 食物链的关系： 食物链的关系：浮游植物吸收营养元素 后又被动物吞食， 后又被动物吞食，几经周折后由生物的 排泄物或尸骸的氧化分解重新释放出来， 排泄物或尸骸的氧化分解重新释放出来， 而获得补充。 而获得补充。 由于这些元素参与生物生命活动的 整个过程， 整个过程，它们的存在形态与分布不仅 受到生物的制约，同时受到化学、 受到生物的制约，同时受到化学、地质 和水文因素的影响。 和水文因素的影响。
原理： 原理 ： 在碱性条件下以次溴酸钠为 氧化剂，将海水中的氨氧化为亚硝酸盐。 氧化剂 ， 将海水中的氨氧化为亚硝酸盐 。 用重氮-偶氮法测定亚硝酸含量 偶氮法测定亚硝酸含量， 用重氮 偶氮法测定亚硝酸含量，再扣除 原有的亚硝酸含量，即得氨含量。即： 原有的亚硝酸含量，即得氨含量。 C NH + = T NO − − C NO −
海水中-N通常＜ 海水中 通常＜0.1µmol/L。 通常 。 水平分布：因海区而异； ① 水平分布：因海区而异； 垂直分布： ②垂直分布：由有氧环境向缺氧环境转变的 过渡带区， 过渡带区，＞2µmol/L； ； 浅水区：海底附近有NO2−-N存在； 浅水区： 存在； 存在 深水区： 深水区：少有 NO2− -N； ； − NO2 -N含量高，说明初级生产力 上升流区： 含量高， 上升流区： 含量高 活性高； 活性高； − NO3 -N不同，浮游植物大量 季节变化： 不同， ③ 季节变化：与 不同 − NO2 -N很低， NO − -N达最大时， 繁殖之后， 繁殖之后， 很低， 达最大时， 很低 达最大时 3 − NO2 -N反而下降。 反而下降。 反而下降
-N还原的中 还原的中 间产物， 间产物，氨氧化的中间产物和浮游植 物新陈代谢的产物。 物新陈代谢的产物。 -N是含氮化合物的最终氧化 是含氮化合物的最终氧化 产物。 产物。海水中的硝酸盐主要以离子的 形式存在，不被键合，也不被络合。 形式存在，不被键合，也不被络合。
− NO3
− − NO3 NO2 -N是海水中 是海水中
− NO3
-N形态存在。 形态存在。 形态存在
平面分布：随纬度升高而升高， ① 平面分布：随纬度升高而升高，由于 生物、水文条件不同， 生物、水文条件不同，同一纬度差 异较大。 异较大。 ② 垂直分布：随深度增加而增加。 垂直分布：随深度增加而增加。 季节变化：因为与生物活动息息相关， ③ 季节变化：因为与生物活动息息相关， 故季节变化明显。通常， 故季节变化明显。通常，浮游植物生长 − NO3-N甚至为 。 旺盛，无机氮含量下降， 甚至为0。 旺盛，无机氮含量下降， 甚至为 冬季， 冬季，由于生物尸骸氧化分解和海水上下 层对流剧烈，无机氮浓度上升。 层对流剧烈，无机氮浓度上升。
（1） ） （2） ）
− NO 2
1 硝菌 − + O2 → NO 3 2 兼性自养
过程（ ） 光化学作用、 过程 （1）光化学作用、 化学氧化作 用和微生物氧化作用起着重要的作用。 用和微生物氧化作用起着重要的作用。 由于紫外线很快被海水吸收， 由于紫外线很快被海水吸收，故光 化学作用只能在海水近表层进行； 化学作用只能在海水近表层进行； 化学氧化作用也在海表层进行； 化学氧化作用也在海表层进行； 微生物的氧化作用由自养菌或异养 菌进行，它们从溶解的CO2中获得 ，并 中获得C， 菌进行，它们从溶解的 − + NH 4 为 NO2 的过程获取能量。 的过程获取能量。 以氧化
2 磷在海洋中的循环