中文摘要：

尽管湿地中磷持留和磷去除的主要过程都涉及有机态磷的转化，且成熟湿地中50％以上的总磷累积为有机态磷，但目前关于湿地中有机态磷的赋存形态、环境行为等基本问题的认知仍存在很大缺位，严重限制了湿地生态工程的运用和管理。有机磷研究正成为国际环境科学界的热点，而湿地有机磷的研究国内外则刚刚起步，这将是湿地研究中获得创新知识的生长点。本研究拟针对连续提取形态分析等传统研究方法的不足，采用31P-NMR核磁共振分析等新技术，通过野外原位研究和受控人工湿地模拟相结合的技术路线，开展以下三方面工作（1）复杂环境基质中有机磷的种类分析和结构鉴定；（2）各类有机态磷的来源标识及示踪；（3）有机磷转化动力学过程的环境意义。项目的开展将有利于在湿地磷循环和磷持留机理方面取得新知识的积累，为人工湿地的优化设计和适应性管理提供必要的科技支撑。

结论摘要：

本研究分别采用改进后的Bowman-Cole 有机磷分级提取方法和31P-NMR技术，分析和阐明人工湿地系统中有机磷的基本组成特征及其源-汇转换关系；利用实验室模拟，研究沉积物中磷，特别是有机磷的吸附解析规律，研究中得出以下主要结论本文对于两种不同类型人工湿地，采用改进后的Bowman-Cole 有机磷分级提取方法进行有机磷的分级提取。中活性有机磷与高稳性有机磷是湿地有机磷中含量较高的两个形态，两种湿地系统中稳定性有机磷与有机质有显著的相关性，可以说明有机质是有机磷的重要载体。黑土洼湿地沉积物中各形态有机磷的含量关系是中度活性有机磷>高度稳定性有机磷>中度稳定性有机磷>活性有机磷。玉渊潭沉积物中各形态有机磷的含量关系是活性有机磷>中活性有机磷>高稳定性有机磷>稳定性有机磷>中度稳定性有机磷。利用液相31P-NMR 研究湿地沉积物有机磷组成，样品前处理方式、提取液类型及比例，提取液处理方式及检测扫描时间等都会对提取及检测结果产生显著影响。优化后的分析方法为沉积物样品冷冻干燥研磨过塞后，采用1M HCl预提取16h， 0.25M NaOH+0.05M EDTA混合液主提取16h，沉积物与提取剂配比设为1:8，提取液经4℃、10000rpm、低温高速离心30min后，上清液提取液冷冻干燥后待液相31P-NMR分析（扫描次数建议在25000次以上），可同时检测到正磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯、焦磷酸盐等有机磷组分，然而，各方法均未能检测到多聚磷以及膦脂。分级提取法与31P-NMR法所得到的有机磷形态相关性分析所明，活性有机磷与DNA含量呈显著负相关；中活性有机磷与正磷酸盐含量呈显著正相关，与磷酸单酯以及DNA含量呈显著负相关；稳定性有机磷与焦磷酸酯含量呈正相关；高稳定性有机磷与DNA含量呈显著负相关。相较于传统的沉积物磷形态化学分析法，31P-NMR法的样品前处理相对简单、分析时破坏性小及组分分辨完全，该技术的运用，将对提高湿地磷循环，特别是有机磷的认知产生重大影响。沉积物的吸附和磷释放研究表明，高有机质含量背景的湿地中，沉积物存在较复杂的“源”、“汇”转化关系，其中，温暖和缺氧的条件下会促使多聚磷降解转化为焦磷酸盐和正磷酸盐，且厌氧环境比好氧环境更有利于磷的释放，扰动作用会促进沉积物中磷向水体中释放。这对于湿地运行、管理及沉积物疏浚具有指导意义。