盐湖研究方法手册/氮
作者: PSJ Coleman,
氮物种被分析为盐湖健康状况的指标,提供有关水体是否能够支持微藻大量繁殖的信息。氮是一种非常不稳定的元素,以多种形式存在,从简单的无机氧化氮到复杂的蛋白质。
关于氮分析中测试的氮物种和报告的单位可能会造成很大的混乱。例如,锌还原现场试剂盒中常见的“硝酸盐测试”实际上测量的是亚硝酸盐形式的氧化氮,在锌还原了已知百分比的硝酸盐后,该方法计算硝酸盐或氮的量,具体取决于试剂盒(Eaton *等人*,1995)。不幸的是,任何存在的亚硝酸盐都会产生较高的读数,这在现场使用色卡式测试可能无法量化。
分析的选择取决于你想要了解你正在研究的盐湖的哪些方面,以及你是在现场进行分析还是在实验室进行分析。
总氧化氮 (Nox) 分析测量两种类型的氮 (亚硝酸盐 和 硝酸盐),它们是盐水中植物可以直接利用的。由于它们对植物生命的直接利用性,测试这些物种可以有效地指示水体支持大量繁殖的能力。单独的 硝酸盐 (NO3) 和 亚硝酸盐 (NO2) 测试方法也适用于现场或实验室使用。
铵盐 (NH4) 是一种常见的含氮污染物,过量时对许多物种有毒。对于野外工作,可以在现场测量铵盐,因为该方法不需要消化。
总氮 (TN) 是最常用的实验室常规测量方法,因为氮非常不稳定,在水体中和取出的样品中都发生着快速变化。如果需要了解水体中的氮物种,应进行全套氮测试。如果需要总氮,请使用适当的方法并在实验室进行分析,因为需要高温消化。总氮测量了凯氏(有机)氮、氧化氮和氨的总和。从总氮中减去氧化氮可以得到一个称为 TKN(总凯氏氮) 的测量值,它是有机氮和铵盐的总和。
当你想确定你的盐湖是氮限制还是磷限制时,你需要测量一系列适当的物种。通常比较总氮与总磷 (TN:TP) 或比较溶解无机氮与溶解无机磷 (DIN:DIP)。DIN所需的氮测试是总氧化氮 (NO3 和 NO2) 和铵盐 (NH4) 的测量。
氮可以通过样品中的细菌从空气中固定。如果测试时间较长,请始终将样品瓶装满到顶部。保持样品凉爽并在采集当天进行测试。
分析盐水中硝酸盐的两种最常见方法是镉还原比色法和锌粉还原比色法。这两种方法都受样品盐度的影响。
Thomas 和 Chamberlin (1953) 建议使用锌粉还原剂来避免盐的影响。尽管该方法在海水盐度附近是足够的,但在更高的盐度下会受到物理影响。高盐浓度会干扰许多现场测试试剂盒中使用的锌还原剂的絮凝,因此可能需要稀释或过滤。大多数现场测试试剂盒依靠重力使锌“絮凝”,在浓盐水中,细粉可能无法完全沉淀。样品中残留的任何锌都会阻止偶氮染料完全显色,导致氧化氮浓度被低估,因此必须完全去除锌。用蒸馏水(少量)稍微稀释过盐的样品是解决这个问题的一种方法。但是稀释会降低方法的灵敏度,因此始终使用最小的稀释度。最佳实践是不超过 5 倍稀释。仔细量化你的稀释度,以便你可以校正你的结果。请记住,如果你稀释大量样品然后使用一份等分试样,而不是尝试测量少量样品和稀释剂,则出错的可能性会降低。
另一种方法是使用连接到注射器的无硝酸盐膜过滤器(例如 Supor)将还原后的样品与锌粉分离。确保你不要使用硝酸纤维素膜过滤器!
Ghassemzadeh *等人*(1997)研究了盐分对镉柱还原比色法的影响。他们发现该方法存在明显的盐分影响。作者认为稀释并非总是适用于高盐度样品,因为他们正在测试的天然盐水中硝酸盐浓度非常低,因此稀释后无法检测。作者建议使用来自特定盐湖的不同盐度盐水的加标样品,使研究人员能够开发出针对他们正在研究的每个湖泊的盐分影响校正公式。作者针对来自海水的盐度高的水提供了一个盐分影响校正公式。这种盐水在沿海泻湖、盐田和商业盐场很常见。
% 盐分误差 = -0.0007盐度2 + 0.3322盐度 + 1.1095
该方程的 r2 为 0.9638
检查所选测试方法对盐分的敏感性,并根据样品的盐度使用适当的稀释度。过咸的样品可能会影响许多铵盐测试方法的显色,这可能在试剂制造商的说明中有所说明。如果未提供关于盐分影响的信息,使用一系列括号内的稀释液或加标样品将为你提供确定哪些稀释液合适以及哪些颜色变化指示样品过咸的信息。