（七）沉积物磷形态测定方法-SMT
方法概述：
SMT (The Standards,Measurements and Testing Programme) 是欧洲标准测试委员会框架下发展的淡水沉积物磷形态分离方法，是一种标准测试程序。对于在湖泊修复中水质的监测和水资源领域的管理，尤其是在至关重要的实验室分析过程的质量保证和数据可比性中是一种很有价值的工具。研究表明，对沉积物中磷形态与其沉积物的理化性质(有机质、主要氧化物组成)之间的关系可用来推断沉积物中磷的特性。前人利用SMT方法发现消落带土壤中活性磷组分与河流沉积物中活性磷组分与相比较高，在适宜的环境条件下会成为水体的二次污染源。目前，已应用SMT法分析沉积物中磷分布特征、各形态磷之间的关系以及与沉积物的某些理化性质之间的相关关系等。
1、方法原理
利用土壤、沉积物中各种形态的无机磷酸盐具有不同浸提能力的化学浸提浸提剂，将无机磷酸盐加以逐级分离。
图 1淡水沉积物磷形态分离SMT法
摘自：金相灿,庞燕,王圣瑞,周小宁. 长江中下游浅水湖沉积物磷形态及其分布特征研究
[J]. 农业环境科学学报2008,27(1):279-285.
2、需要的设备与实验条件
紫外分光光度计、高压灭菌锅
3、所需试剂及操作步骤
（一）所需要的试剂
（1）5N H2SO4：70mL浓硫酸-500mL水中，置于常温下保存；
（2）酒石酸锑钾溶液：准确称取1.3715g酒石酸锑钾于500mL容量瓶中，溶解定容，充分摇匀后将该溶液贮存在棕色或其他试剂瓶（玻璃瓶）中，将其置于4℃下保存。
（3）钼酸铵溶液：准确称取40g钼酸铵于1000mL容量瓶中，加适量水待其完全溶解后加水稀释至刻度线，充分摇匀后将该溶液贮存在棕色或其他试剂瓶（玻璃瓶）中，将其置于冰箱中于4℃下保存。
（4）抗坏血酸溶液：准确称取17.6g抗坏血酸1000mL容量瓶中，加适量水待其完全溶解后加水稀释至刻度线，充分摇匀后将该溶液贮存在棕色或其他试剂瓶（玻璃瓶）中，将其置于冰箱中于4℃下保存。
（5）磷酸盐贮备溶液：将优级纯磷酸二氢钾（KH2PO4）于110℃干燥2h,在干燥器中放冷。称取0.2197g溶于水，移入1000mL容量瓶中，加（1+1）硫酸5mL,用水稀释至标线。此溶液没毫升含50ug磷。
（6）磷酸盐标准溶液：吸取10.00mL磷酸盐贮备液于25mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含2.00ug磷。临用时现配。
（7）3.5mol·L HCl：用量筒取294 mL HCL于1000mL容量瓶中，加水稀释，待其冷却后稀释至标线；然后将其转入玻璃瓶中保存。
（8）显色剂：显色剂按以下比例配置；5N H2SO4酒石酸锑钾溶液：钼酸铵溶液：抗坏血酸溶液=10:1:3：6；即要配100mL显色剂需取50mL 5N-H2SO4,5mL酒石酸锑钾溶液，15mL钼酸铵溶液，30mL抗坏血酸溶液.混合后最多只能保存4h.
校准曲线的绘制：取7支具塞比色管，分别加入磷酸盐标准使用液0、0.25、0.5、1.5、2.5、5、7.5加水至50mL。向具塞比色管中加入8mL显色剂充分混匀，放置10分钟。用10mm比色皿，于880nm波长处，以零浓度溶液为参比，测量吸光度；
（二）测定操作
称取0.2g 样品加20mL 1mol/L NaOH 振荡16h 后离心, 取10mL 上清夜加入4mL 3.5mol/L HCl 静置，16h后离心， 钼锑抗比色法测定磷含量，得到铁/铝/锰结合态磷 (NaOH-P)；
1mol/L NaOH 提取后的残渣用饱和NaCl 溶液清洗后，加入20mL 1mol/L HCl 振荡16h 后提取钙结合态磷 (Ca-P)；
称取0.2g 样品加20mL 1mol/L HCl 振荡16h 后提取无机磷 (IP)；
残渣用去离子水洗涤两次，冷冻干燥，超声浴30s，于450℃马弗炉中灰化3h，加20mL 1mol/L HCl 振荡16h 后提取有机磷(OP)；
4、需要注意的要点
（1）在将样品移入离心管的过程中，应将干锅用提取液冲洗三遍，以防样品残留于干锅中影响实验结果。
（2）在使用离心机的过程中中应将托盘两边重量应一样，以使之保持平衡。
（3）测样过程中应用超纯水或酒精冲洗玻璃比色皿，将皿差调至0.000在进行比色，
比色过程中比色皿还应擦干净，以减小测量误差；
（4）比色皿用后应用超纯冲洗干净再浸泡于水中。
（十七）沉积物中氨氮和硝氮提取方法
方法概述：
溶解性有机氮(Dissolved organic nitrogen, DON)是湖泊生态系统氮循环的重要组成部分，被定义为土壤中能够被水、盐溶液或用电超滤法(EUF)提取出来的有机态氮，它是土壤中主要的可溶性氮库，是微生物和植物的潜在可利用氮源。研究等发现，湖泊水体DON的重要来源是来自沉积物释放。研究还还表明DON是湖泊生态系统氮循环的重要组成部分，其流动性和有效性在氮的矿化、固持、淋溶和植物吸收等动态过程中均起着重要作用，是沉积物有机氮中最活跃的组分。研究发现，湖泊沉积物DON含有较大的易分解组分，并且与沉积物可溶性无机氮、有机质、CEC等有显著相关关系。目前主要是对沉积物DON含量和结构分布特征、与有机质组分、氮磷等形态关系以及其生物有效性研究。
1、方法原理
目前，还没有测定水体中DON含量的直接方法；DON值一般是由TDN值差减溶解性无机氮值（dissolved inorganic nitrogen, DIN）获得。即：DON=TDN-NH4+-NO3-
TDN的测定方法为过硫酸钾消解紫外分光光度法 (PO)。在60℃以上，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧。分解出的原子态氧在120-124℃条件下，可使水样中含氮化合物氧化分解并转化为硝酸盐。用紫外分光光度法于波长220nm和275nm处，分别测定
吸光度。用校正的吸光度A=A220-2A275绘制标准曲线并计算样品中TDN的浓度。
氨氮和硝氮分别采用纳氏试剂比色法和紫外分光光度法测定。
2、需要的设备与实验条件
紫外可见分光光度计（UV-VIS）、高压蒸汽消解灭菌锅、恒温水浴摇床、离心机。
3、所需试剂及操作步骤
（一）所需要的试剂
（1）纳氏试剂：称取16gNaOH，溶于50mL水中，充分冷却至室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞（HgI2）溶于水，然后将此溶液在搅拌下徐徐注入NaOH溶液中，用水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞保存。
（2）酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O）溶于100mL水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL。
（3）铵标准贮备溶液：称取3.8190g经100℃干燥过的优级纯氯化铵（NH4Cl）溶于水中，定容至1000mL。（此溶液每毫升含1g氨氮）。
（4）铵标准使用溶液：取5mL铵标准贮备液，定容至500mL。（此溶液每毫升含0.01g氨）。
（5）硝酸钾标准贮备液：称取0.7218g经105~110℃烘干4h的优级纯硝酸钾（KNO3）
溶于超纯水中，定容至1000mL。此溶液每毫升含100µg氮。在0~10℃暗处保存，或加入2mL三氯甲烷为保护剂，至少可稳定6个月。
（6）硝酸钾标准使用液：根据自己的用量，将标准贮备液稀释10倍即可。此溶液每毫升含10µg氮。
（7）碱性过硫酸钾溶液：称取40g过硫酸钾（K2S2O8），15gNaOH，溶于水中定容至1000mL。存放于聚乙烯瓶内，可贮存一周。
（8）（1+9）HCl：1mlHCl（分析纯）+9mL超纯水。
（9）1mol/LHCl：取86mLHCl（优级纯），定容至1L。
（10）0.8%氨基磺酸溶液:0.8g氨基磺酸，溶于100mL水中，避光保存于冰箱中。
（11）茚三酮溶液：2g茚三酮溶于100mL乙醇中（棕色瓶，冰箱，10天保质期）。
（12）磷酸缓冲溶液（pH=8.04）: A（0.5mL）+B（9.5mL）≈8.04磷酸缓冲溶液
A:0.1mol/L磷酸二氢钾：磷酸二氢钾1.361g，加水定容至100mL，pH为4.37。
B:0.1mol/L磷酸氢二钠：Na2HPO4·12H2O 3.581g,
定容至100mL，pH为9.05。
（二）测定操作
称取2g干燥沉积物于50mL离心管中加入10mL 2mol/L氯化钾溶液（水土比（v/m）为5:1），然后置于摇床上以200rpm在25℃振荡1h提取沉积物中DON，之后以5000rpm离心10min，取上层清液过0.45µm混纤膜。
1. TDN测定
取2mL过滤后水样于25mL比色管中，定容至10mL，加入5mL碱性过硫酸钾，盖上塞子用纱布扎好后于121℃高温消煮1h。待冷却后加入1mL（1+9）HCl，定容至25mL，静置10min后，分别在220、275nm波长下比色。
2. NH4+-N的测定
取2mL过滤后水样，定容至25mL，加0.5mL酒石酸钾钠，加0.75mL纳氏试剂，摇匀静置10min，在420nm下比色。
3. NO3--N的测定
取2mL过滤后水样中，定容至25mL，加0.5mL 1mol/L HCl，加0.05mL 0.8%氨基磺酸混匀静置10min后分别在220，275nm波长下比色。
4. 各指标标线测定与绘制
NH4+-N标线绘制：
（1）加入0、0.25、0.50、1.50、2.50、3.50、5.00mL铵标准使用液，用水定容至10mL。
（2）加0.5mL酒石酸钾钠，0.75mL纳氏试剂，混匀，定容至25mL；
（3）放置10min，在波长420nm处，以超纯水为参比，测吸光度；
（4）由测得的吸光度减去零浓度空白吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg）对校正吸光度的标准曲线。
NO3--N标准曲线：
（1）加入0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL硝酸盐氮（硝酸钾）标准使用液，用水定容至10mL；
（2）加入1mL1mol/LHCl溶液，0.1mL氨基磺酸溶液，混匀，定容至25mL；
（3）在220nm和275nm波长处，测量吸光度。
（4）在220nm和275nm波长处测得的吸光度，减去零浓度空白220nm和275nm波长处的吸光度（A），根据公式A较=A220-2A275，得到校正吸光度，绘制以硝氮含量（mg）对校正吸光度的校准曲线。
TN标准曲线：
（1）加入0、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、8.00mL硝酸钾标准使用液，加水定容至10mL。
（2）加入5mL碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口瓶，用纱布扎紧管塞，以防止溅出。
（3）将比色管在高压消煮锅于121℃中消煮30min，冷却。
（4）加入1mL（1+9）HCl，定容至25mL，混匀。
（5）在220nm和275nm波长处，测量吸光度。
4、需要注意的要点
（1）必须控制空白试验的吸光度不超过0.03，超过比值则要检查用水，试剂、器皿和高压消煮锅的压力。
（2）测定总氮可能会出现黄褐色沉淀，可加入5%盐酸羟胺1mL即可消除。
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