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核磁共振NMR技术在环境磷素转化与迁移中的应用研究进展

黄彬彬 邹显花 吴鹏飞 马祥庆

黄彬彬, 邹显花, 吴鹏飞, 马祥庆. 核磁共振NMR技术在环境磷素转化与迁移中的应用研究进展[J]. 福建农业学报, 2017, 32(7): 801-806. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.07.019
引用本文: 黄彬彬, 邹显花, 吴鹏飞, 马祥庆. 核磁共振NMR技术在环境磷素转化与迁移中的应用研究进展[J]. 福建农业学报, 2017, 32(7): 801-806. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.07.019
HUANG Bin-bin, ZOU Xian-hua, WU Peng-fei, MA Xiang-qing. Application of Nuclear Magnetic Resonance in Studying Phosphorus Migration and Transformation in Environment[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2017, 32(7): 801-806. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.07.019
Citation: HUANG Bin-bin, ZOU Xian-hua, WU Peng-fei, MA Xiang-qing. Application of Nuclear Magnetic Resonance in Studying Phosphorus Migration and Transformation in Environment[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2017, 32(7): 801-806. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.07.019

核磁共振NMR技术在环境磷素转化与迁移中的应用研究进展

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.07.019
基金项目: 

国家科技支撑计划项目 2015BAD09B010102

国家自然科学基金项目 U1405211

国家自然科学基金项目 31370531

详细信息
    作者简介:

    黄彬彬(1991-), 男, 硕士研究生, 主要从事恢复生态方面的研究(E-mail:jdsall@126.com)

    通讯作者:

    马祥庆(1966-), 男, 教授, 博士生导师, 从事森林培育研究(E-mail:lxymxq@126.com)

  • 中图分类号: S714.5

Application of Nuclear Magnetic Resonance in Studying Phosphorus Migration and Transformation in Environment

  • 摘要: 核磁共振(NMR)作为一种新兴的技术,能在不破坏土壤和植物的情况下解析磷形态结构及其分布规律,突破了传统环境磷素研究的瓶颈,拓展了环境磷素迁移研究的新途径,而被广泛应用于环境研究。本文根据国内外的研究资料,从NMR技术在环境水体、土壤、植物的应用等方面,综述了NMR技术在环境科学研究中的应用进展,分析NMR技术在磷素形态及其迁移转化等研究中的优势,指出NMR技术在环境领域研究中的存在问题,并提出今后研究的发展方向。
  • 图  1  液相核磁共振磷谱不同含磷化学物图谱

    Figure  1.  Liquid 31P-NMR spectra of phosphorus-containing chemical profiles

  • [1] 邱燕, 张鼎华.南方酸性土壤磷素化学研究进展[J].福建稻麦科技, 2003, 21(3):14-17. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FJDM200303004.htm
    [2] 王永壮, 陈欣, 史奕.农田土壤中磷素有效性及影响因素[J].应用生态学报, 2013, 24(1):260-268. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYSB201301040.htm
    [3] 陈娜, 王秀荣, 严小龙, 等.酸性土壤上缺磷和铝毒对大豆生长的交互作用[J].应用生态学报, 2010, 21(5):1301-1307. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYSB201005034.htm
    [4] 沈乒松, 张鼎华, SHENPING-SONG, 等.酸性土壤无机磷研究进展[J].福建林业科技, 2005, 32(1):75-78. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FJLK200501023.htm
    [5] QU X, XIE L, LIN Y, et al. Quantitative and qualitative characteristics of dissolved organic matter from eight dominant aquatic macrophytes in Lake Dianchi, China[J]. Environ-mental Science and Pollution Research, 2013, 20(10):7413-7423. doi: 10.1007/s11356-013-1761-3
    [6] 高海鹰, 刘韬, 丁士明, 等.滇池沉积物有机磷形态分级特征[J].生态环境, 2008, 17(6):2137-2140. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRYJ200806006.htm
    [7] 钱轶超, 陈英旭, 楼莉萍, 等.核磁共振技术在沉积物磷素组分及迁移转化规律研究中的应用[J].应用生态学报, 2010, 21(7):1892-1898. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYSB201007037.htm
    [8] BANK S. Some principles of NMR spectroscopy and their novel application[J]. Concepts in Magnetic Resonance, 1997, 9(2):83-93. doi: 10.1002/(ISSN)1099-0534
    [9] 张汉辉.波谱学原理及应用[M].北京:化学工业出版社, 2011.
    [10] 曹红婷. 核磁共振代谢组学中体液样品的制备方法及制谱参数研究[D]. 厦门: 厦门大学, 2009. http://dspace.xmu.edu.cn/handle/2288/54824?locale-attribute=zh
    [11] 罗敬. 利用核磁共振法分析几种含磷物质中磷的形态与含量[D]. 长沙: 湖南师范大学, 2015. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10542-1015388018.htm
    [12] CADEMENUN B, LIU C W. Solution Phosphorus-31 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of Soils from 2005 to 2013:A Review of Sample Preparation and Experimental Parameters[J]. Soil Science Society of America Journal, 2014, 78(1):19. doi: 10.2136/sssaj2013.05.0187dgs
    [13] CADEMENUN B J. Characterizing phosphorus in environ-mental and agricultural samples by 31P nuclear magnetic resonance spectroscopy.[J]. Talanta, 2005, 66(2):359. doi: 10.1016/j.talanta.2004.12.024
    [14] WETZEL R G. Limnology:Lake and River Ecosystem[J]. Eos Transactions American Geophysical Union, 2001, 21(2):1-9.
    [15] 陈琼.氮、磷对水华发生的影响[J].生物学通报, 2006, 41(5):12-14. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SWXT200605006.htm
    [16] WORSFOLD P J, MONBET P, TAPPIN A D, et al. Characterisation and quantification of organic phosphorus and organic nitrogen components in aquatic systems:A Review[J]. Analytica Chimica Acta, 2008, 624(1):37-58. doi: 10.1016/j.aca.2008.06.016
    [17] SOMMERS L E, HARRIS R F, WILLIAMS J D H, et al. Fractionation of organic phosphorus in lake sediments1[J]. Soil Science Society of America Journal, 1972, 36(1):51-54. doi: 10.2136/sssaj1972.03615995003600010011x
    [18] 范成新.长江中下游湖泊环境地球化学与富营养化[M].北京:科学出版社, 2007.
    [19] CARPENTER S R, CARACO N F, CORRELL D L, et al. Non-Point Pollution of Surface Waters With Phosphorus and Nitrogen[J]. Ecological Applications, 1998, 8(3):559-568. doi: 10.1890/1051-0761(1998)008[0559:NPOSWW]2.0.CO;2
    [20] DAVELAAR D. Ecological significance of bacterial poly-phosphate metabolism in sediments[J]. Hydrobiologia, 1993, 253(1-3):179-192. doi: 10.1007/BF00050737
    [21] WENTZEL M C, LOTTER L H, EKAMA G A, et al. Evaluation of biochemical models for biological excess phosphorus removal[J]. Waterence and Technology, 1991, 23(4-6):567-576.
    [22] 张文强, 单保庆.基于液相31P核磁共振(NMR)技术的巢湖沉积物中有机磷形态研究[J].环境科学学报, 2013, 33(7):1967-1973. http://www.oalib.com/paper/4341263
    [23] AHLGREN J, TRANVIK L, GOGOLL A, et al. Sediment depth attenuation of biogenic phosphorus compounds measured by 31P NMR[J]. Environmental Science and Technology, 2005, 39(3):867-872. doi: 10.1021/es049590h
    [24] BAI X, DING S, FAN C, et al. Organic phosphorus species in surface sediments of a large, shallow, eutrophic lake, Lake Taihu, China[J]. Environmental Pollution, 2009, 157(8-9):2507-2513. doi: 10.1016/j.envpol.2009.03.018
    [25] 冯伟莹, 朱元荣, 吴丰昌, 等.31P-NMR分析湖泊植物和藻类有机磷方法优化及形态研究[J].中国环境科学, 2016, 36(2):562-568. http://manu36.magtech.com.cn/Jweb_zghjkx/CN/abstract/abstract14482.shtml
    [26] BAI X L, ZHOU Y K, SUN J H, et al. Classes of dissolved and particulate phosphorus compounds and their spatial distributions in the water of a eutrophic lake:a 31P NMR study[J]. Biogeochemistry, 2015, 126(1):227-240. doi: 10.1007/s10533-015-0155-7
    [27] 张志超, 黄霞, 杨海军, 等.生物除磷污泥胞外多聚物含磷形态的核磁共振分析[J].光谱学与光谱分析, 2009, 29(2):536-539. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GUAN200902064.htm
    [28] LEMOS P C, SERAFIM L S, SANTOS M M, et al. Metabolic pathway for propionate utilization by phosphorus-accumulating organisms in activated sludge:13C labeling and in vivo nuclear magnetic resonance[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2003, 69(1):241-251. doi: 10.1128/AEM.69.1.241-251.2003
    [29] 杜成堂, 庄东青, 施波.核磁共振磷谱在羟基亚乙基二磷酸合成中的应用[J].波谱学杂志, 2015, 32(1):116-122. doi: 10.11938/cjmr20150113
    [30] MAKAROV M I, HAUMAIER L, ZECH W. Nature of soil organic phosphorus:an assessment of peak assignments in the diester region of 31P NMR spectra[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2002, 34(10):1467-1477. doi: 10.1016/S0038-0717(02)00091-3
    [31] AMELUNG W, RODIONOV A, URUSEVSKAJA I S, et al. Forms of organic phosphorus in zonal steppe soils of Russia assessed by 31P NMR[J]. Geoderma, 2001, 103(3-4):335-350. doi: 10.1016/S0016-7061(01)00047-7
    [32] 李洁, 张文强, 金鑫, 等.环渤海滨海湿地土壤磷形态特征研究[J].环境科学学报, 2015, 35(4):1143-1151. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJXX201504027.htm
    [33] 张广娜, 陈振华, 陈利军, 等.东北地区三种典型土壤磷组分的31P核磁共振研究及其与土壤磷酸酶活性的关系[J].土壤通报, 2013, 44(03):617-623. http://www.cqvip.com/QK/91157X/201303/45933592.html
    [34] 马瑞, 方海兰, 梁晶, 等.利用31P核磁共振技术研究不同磷肥施用方式对土壤磷形态的影响[J].上海农业学报, 2013, 29(3):14-19. http://www.cqvip.com/QK/91627X/201303/46061604.html
    [35] 彭喜玲, 方海兰, 占新华, 等.利用31P核磁共振技术研究污泥中磷在土壤中的形态转换[J].农业环境科学学报, 2009, 28(10):2104-2110. doi: 10.3321/j.issn:1672-2043.2009.10.018
    [36] 邢璐, 王火焰, 陈玉东, 等.施加粪肥对潮土有机磷形态转化的影响[J].土壤, 2013, 45(5):845-849. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TURA201305012.htm
    [37] 文甲龙. 生物质木质素结构解析及其预处理解离机制研究[D]. 北京: 北京林业大学, 2014. http://www.qianluntianxia.com/lunwen/367/1732717.html
    [38] 王少光, 武书彬, 郭秀强, 等.玉米秸秆木素的化学结构及热解特性[J].华南理工大学学报:自然科学版, 2006, 34(3):39-42. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HNLG200603008.htm
    [39] 董立斌. 木素基碳纤维制备工艺及木素结构对其影响的研究[D]. 济南: 齐鲁工业大学, 2013. https://wenku.baidu.com/view/cf13f1f8bb0d4a7302768e9951e79b896902685a.html
    [40] 袁同琦. 三倍体毛白杨组分定量表征及均相改性研究[D]. 北京: 北京林业大学, 2012. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10022-1012348959.htm
    [41] 刘玉, 詹怀宇, 陈嘉川, 等.三倍体毛白杨原料木素结构分析[J].中华纸业, 2006, 27(11):88-91. doi: 10.3969/j.issn.1007-9211.2006.11.027
    [42] 肖朝萍, 王红, 卓玉华.核磁共振磷谱与分光光度法联合测定卵磷脂样品中卵磷脂含量[J].广西化工, 2000, (S1):196-205. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXHG2000S1090.htm
    [43] 崔常乐, 滕英来, 汪勇, 等.核磁共振磷谱内标法测定磷脂酰胆碱的含量[J].中国粮油学报, 2016, 31(5):158-162. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZLYX201605032.htm
    [44] YAO L, JUNG S.31P NMR phospholipid profiling of soybean emulsion recovered from aqueous extraction[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(8):4866-4872. doi: 10.1021/jf9041358
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-22
  • 修回日期:  2017-06-06
  • 刊出日期:  2017-07-28

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