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基于优化的同位素示踪法量化寡营养盐海域痕量氨氧化速率
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作者 张伟杰 万显会 +4 位作者 徐敏 马玉 刘丽 祝依凡 高树基 《环境化学》 北大核心 2025年第5期1768-1778,共11页
氨氧化过程决定海洋氮素形态,产生并释放温室气体氧化亚氮,是海洋氮循环的核心路径之一.准确测量海洋氨氧化速率,是深入理解海洋氮循环动力过程的关键环节.然而,受限于海洋中总体低氨氮、低速率的特点,极大限制海洋尤其是寡营养盐海域... 氨氧化过程决定海洋氮素形态,产生并释放温室气体氧化亚氮,是海洋氮循环的核心路径之一.准确测量海洋氨氧化速率,是深入理解海洋氮循环动力过程的关键环节.然而,受限于海洋中总体低氨氮、低速率的特点,极大限制海洋尤其是寡营养盐海域氨氧化速率的量化,亟需采用高灵敏度和高精度的方法提高对于痕量氨氧化速率的探测能力.本研究利用海水中低亚硝酸盐浓度的特点,通过适量添加亚硝酸盐,结合^(15)N-NH_(4)^(+)标记培养,采用叠氮还原法测定培养前后NO_(2)^(−)的同位素比值(δ^(15)N-NO_(2)^(−))增量来计算氨氧化速率,大幅降低了氨氧化速率的检出限,获得了夏季南海北部海水氨氧化速率垂直分布剖面.水柱氨氧化速率为低于检出限至133.524 nmol·L^(−1)·d^(−1).通过反硝化细菌法测定NO_(2)^(−)+NO_(3)^(−)(NO_(x)^(−))的δ^(15)N-NO_(x)^(−)值来计算氨氧化速率对比实验发现两方法结果一致,证实了本方法的可靠性.相较于反硝化细菌法,叠氮还原法测试氨氧化速率平均检出限0.002 nmol·L^(−1)·d^(−1)显著低于反硝化细菌法平均检出限0.018 nmol·L^(−1)·d^(−1),从而大幅提升了对于寡营养盐海域氨氧化速率的探测能力.利用该方法更低检测限、且相较于细菌还原法更易于操作的特点,有望提升对于寡营养盐海域氨氧化和氮循环的探测和认知. 展开更多
关键词 南海 氨氧化速率 叠氮还原法 反硝化细菌法
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