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核磁共振(NMR)技术是现代科学中用途广泛的分析工具，它可以快速准确的用于土壤、动植物组织、沉积物等环境样品的分析。自然界中的磷仅有一种稳定同位素(31P)，31P原子核质量数为奇数，原子核的自旋量子数为半整数，在外加磁场条件下可以产生核磁共振现象。31P-NMR技术被应用于环境样品Po分析，但是Po提取效率较低和核磁共振图谱质量不高等问题仍有待于进一步完善。本研究以Fe/Al型沉积物为研究对象，通过逐步优化的方式，构建了包括样品保存方法、样品前处理方法、提取剂选择与配比、浸提比例与浸提时间优化等在内的沉积物中Po液相31P-NMR分析方法，并在河流、湖泊等沉积物中Po分析上进行了应用验证。利用构建的液相31P-NMR分析方法，不仅揭示了沉积物中Po形态特征，而且探索了沉积物中Po的转化规律及驱动因素。期望为深入探讨沉积物中磷生物地球化学循环过程及影响机制提供技术支撑。 主要研究内容和结果如下: (1)构建了一套适合于Fe/Al型沉积物的有机磷液相31P-NMR分析方法，实现了沉积物中有机磷化合物的精确定量分析。 以Fe/Al型沉积物为研究对象，分别从沉积物样品保存方式、沉积物的前处理方式、沉积物提取剂的选择和提取剂的配比、沉积物与提取液的浸提比例、浸提时间和提取液的浓缩方式等方面对液相31P-NMR分析方法进行了优化。研究发现:①样品保存方法:沉积物取样后采用隔氧保护层法进行样品保存可以有效的降低沉积物中Po的降解和转化;②样品前处理方式:沉积物带回实验室后，采用冷冻干燥的方法对样品进行处理，冷干法不仅可以避免沉积物中Po的转化，而且可以批量处理样品;③提取剂选择与配比:从提取效率和图谱质量等分析来看，0.25 M NaOH+50 mM EDTA混合溶液可以得到较为理想的提取效果;④浸提时间与提取比例:研究结果表明，浸提时间以16小时，浸提比例为1∶10(w∶v)为最优配比;⑤提取液浓缩:浸提液冷冻干燥后研磨过筛，溶解到0.6 mL D2O+0.1mL10 M NaOH混合溶液中，上机检测;⑥NMR分析与图谱解译:根据沉积物中磷含量，弛豫时间选择3.6秒，扫描次数20000次左右。获得图谱后，确定Po化合物峰值，对图谱进行积分计算有机磷化合物浓度。 (2)利用构建的液相31P-NMR技术，结合H-J磷分级方法，在滏阳新河和滏阳河沉积物中检测到Mono-P、PL-P和DNA-P等有机磷化合物，并发现沿河流流向，有机磷化合物种类和含量呈衰减趋势。 利用31P-NMR在滏阳新河沉积物NaOH-EDTA提取液中共检测到6种磷化合物。磷酸单酯(Mono-P:8.96-29.58％)是生物物质磷(Biogenic-P)的主要组成部分。其他Biogenic-P包括焦磷酸(Pyro-P:0.22-0.86％)，DNA-P(0.75-2.03％)，膦酸盐(Phon-P:0-1.57％)和磷脂（Lipids-P:0-2.66％）。沿河流流向，TP和Biogenic-P含量降低。磷分级过程中NaOH-Po的种类和含量低于提取液31P-NMR分析所得结果。滏阳河沉积物的分析表明:滏阳河沉积物累积了大量磷;不同形态磷含量为:H2SO4-P＞NaOH-Pi＞Res-P＞NaOH-Po＞KCl-P;利用31P-NMR技术在NaOH-EDTA提取液中共检测到七种磷化合物。正磷酸盐(Ortho-P:45.16-92.35％)和磷酸单酯(Mono-P:6.57-45.70％)是沉积物中磷的主要成分，其次是Pyro-P(0.13-6.58％), DNA-P(0.33-3.96％), Phon-P(0-3.34％),Lipids-P(0-2.74％)和多聚磷酸盐(Poly-P:0-0.04％);基于磷分级和31P-NMR分析结果，Pi中的35％为活性Pi，主要包括KCl-P和NaOH-Pi（Fe-P和Al-P），Biogenic-P占到沉积物中总磷的24％。 (3)利用构建的液相31P-NMR分析方法，在巢湖沉积物中检测到包括Mono-P和Diesters-P在内的多种有机磷化合物。在沉积物剖面上，有机磷化合物种类和含量呈递减趋势，且磷酸二酯类物质衰减速度要高于磷酸单酯类物质。 液相31 P-NMR分析发现，巢湖表层沉积物主要包括Ortho-P、Mono-P、Lipids-P、DNA-P、Pyro-P、Phon-P。Mono-P占Po总量的70％以上，为Po的主要组成部分。巢湖东西部湖区磷形态及含量存在差异:巢湖表层沉积物中TP平均含量为686.93±254.94 mg·kg-1，西部湖区沉积物中TP高于东湖。沉积物中Po平均占TP的27.47±6.05％。与TP不同，东部湖区的Po百分含量大于西部湖区，其中Mono-P和DNA-P含量明显高于西部湖区。随着沉积柱深度的增加，磷的种类和含量都逐步降低，且西部湖区的降低速率要大于东部湖区。Po化合物的降低速率差异显著，磷酸二酯(Diesters-P)类化合物随深度增加含量和种类降低的速率要高于Mono-P类化合物。 (4)液相31 P-NMR方法结合SMT分级方法揭示了湖泊沉积物中有机磷含量高于湿地和河流沉积物，河流Mono-P的平均含量要高于湖泊与湿地;对于东部所有水系，引起流域沉积物中磷差别的主要是Pi;在区域尺度上，沉积物pH、LOI和TC/TN都会影响液相31P-NMR的分析效率。 液相31P-NMR分析方法可以科学有效的应用于区域尺度的磷化合物分析。结果显示，在区域尺度上，当提取效率低于60％时，ER与LOI呈正相关关系，当ER高于60％时，ER与LOI无相关关系;ER与pH存在负相关关系，即在酸性沉积物中ER较高，而在碱性沉积物中，ER较低;当TC/TN比值低于20时，ER较高，但随着TC/TN比值升高，ER逐步降低，表明沉积物有机质来源不同会影响NaOH-EDTA的提取效率。在不同生态系统沉积物中，Pi中的稳态磷(Ca-P)在河流沉积物中含量最高，而作为磷的重要储库，Po在湖泊沉积物中含量最高，可以占到全部沉积物中磷的27％。在Po形态上，稳定性较高的Mono-P在河流沉积物中含量高于湖泊和湿地沉积物，而活性较高的Diesters-P主要存在于湖泊和湿地沉积物中。