船载膜进样质谱检测湖水中溶解气

随着大气中CO2 的平均含量逐年攀升和全球气候持续变暖,水生态系统中蓝藻水华的爆发频率、强度和持续时间也逐年增大,对全球生态系统健康造成了严重威胁,引起了全世界的关注.本研究基于研制的膜进样质谱仪ims-UMS,采用船载的方式开展了湖水中小分子溶解气的在线检测研究.水质对比研究结果表明,ims-UMS可根据溶解气检测结果实现不同水质的有效区分.在线走航检测结果表明,在无蓝藻覆盖的区域,溶解O2 及溶解CO2 含量分别为0.24 mmol/L和1.31 μmol/L;在蓝藻覆盖区域,二者含量分别为0.21 mmol/L及0.92 μmol/L;在蓝藻大量聚集的打捞区域,溶解CO2 含量快速上升,...

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Published in分析化学 Vol. 52; no. 7; pp. 937 - 944
Main Authors 王晗, 刘昌杰, 宋海蕴, 刘友江, 陈池来
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院合肥物质科学研究院,合肥 230031 2024
Subjects
在线检测
Algae
溶解气
Online detection
Dissolved gases
膜进样质谱
Membrane inlet mass spectrometer
蓝藻
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ISSN0253-3820
DOI10.19756/j.issn.0253-3820.241010

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Summary:随着大气中CO2 的平均含量逐年攀升和全球气候持续变暖,水生态系统中蓝藻水华的爆发频率、强度和持续时间也逐年增大,对全球生态系统健康造成了严重威胁,引起了全世界的关注.本研究基于研制的膜进样质谱仪ims-UMS,采用船载的方式开展了湖水中小分子溶解气的在线检测研究.水质对比研究结果表明,ims-UMS可根据溶解气检测结果实现不同水质的有效区分.在线走航检测结果表明,在无蓝藻覆盖的区域,溶解O2 及溶解CO2 含量分别为0.24 mmol/L和1.31 μmol/L;在蓝藻覆盖区域,二者含量分别为0.21 mmol/L及0.92 μmol/L;在蓝藻大量聚集的打捞区域,溶解CO2 含量快速上升,而溶解O2 含量快速下降.此定量分析结果表明,蓝藻的大规模爆发会加剧CO2 排放,此时湖泊将作为CO2 源向大气中释放CO2,从而对全球气候变化造成不良影响;同时,蓝藻的大规模爆发会导致溶解O2 的含量快速下降,从而导致鱼类和底栖无脊椎动物因缺氧而死亡.研究还发现,O2/CO2 比例可以作为蓝藻监测的重要指标,该比例越小,表明蓝藻含量越高;同时,O2/CO2 比例与浊度、酸碱度具有强相关性,蓝藻的大规模爆发会增大水的浊度,不利于水生生物生存.本研究为开展水质监测、生态评估尤其为水华蓝藻前期预防、中期治理以及后期治理效果评估等研究提供了重要的技术手段.
ISSN:0253-3820
DOI:10.19756/j.issn.0253-3820.241010