青岛沿海站点冬季不同污染条件下气溶胶的来源解析——基于单颗粒质谱分析

青岛位于京津冀的下风区,毗邻黄渤海,其大气污染受到陆地和海洋传输的影响,尤其在冬季来源较为复杂。本研究利用单颗粒气溶胶质谱仪于2019年12月在青岛奥帆中心采集913 514个大气颗粒,并利用Art-2a算法将其分类,对青岛市大气气溶胶进行溯源和分析。其中富钾颗粒(K)、元素碳和有机碳混合颗粒物(ECOC)、有机碳颗粒物(OC)、多环芳烃颗粒物(PAH)、OCEC和富钾颗粒与有机碳元素碳混合颗粒(K＿ECOC)等颗粒物多与生物质燃烧有关,其在总颗粒物中的占比高达49.2%;与工业排放有关的元素碳和富钾混合颗粒(EC＿K)、富铁颗粒(Fe)和其他重金属(other＿HM)颗粒物的占比为29.7%;与海洋排放相关的海盐颗粒和富钠颗粒物(Na＿rich)占比为6.8%;另外有机胺(Amine, 10.6%)受到了陆源和海洋源的共同影响。根据污染个例分析发现,青岛受到京津冀传输影响时,局地工业源EC＿K的贡献从36.0%逐渐降至15.0%,较高的环境湿度促进了Amine在颗粒物上的二次生成;当受到高空输送影响时,以生物质燃烧颗粒为主导(70.5%);在海洋气团影响主导时,青岛受局地排放(EC＿...     

连云港临洪河口水体中重金属的化学形态与分布特征研究

对连云港海域临洪河口水体中重金属元素Cu,Zn,Pb,Cd的主要存在形态及悬浮颗粒态重金属元素的赋存形态进行了分析。结果表明:悬浮态重金属Cu,Zn,Pb,Cd的含量在调查海域内空间分布基本均衡,Zn、Cu、Cd主要以溶解态形式存在,而Pb则主要以颗粒态形式存在。对悬浮态重金属元素的赋存形态分析表明,Cu主要富集在有机-硫化物态、Zn主要富集在残渣态、Pb主要富集在铁锰氧化物态和碳酸盐结合态、Cd主要富集在可交换态和碳酸盐结合态。     

我院与法国合作进行黄河口海区地球化学科学考察

经前教育部和有关领导批准,我院和法国科研中心海陆相互作用委员会合作进行黄河口海域科学考察,合作的题目是“黄河口痕量金属和有机物的地球化学行为研究”。这是一次以河口化学和地球化学为主的海洋水文、海洋地质、海洋生物等四个学科的综合考察。合作考察的内容是:(1)重金属及痕量元素的地球化学行为;(2)溶解有机碳和颗粒有机碳;(3)有机物质测定;(4)碳酸盐体系测定;(5)营养盐的测定;(6)溶解氧的     

海水光衰减变化与颗粒有机碳估算——以菲律宾海为例

2004年夏季在菲律宾海进行了上层水体光衰减(660 nm)剖面测量和海水取样分析,提出了海区悬浮颗粒有机碳的光学统计模型。根据大量的现场观测资料,得到了菲律宾海上层水体高分辨率颗粒有机碳断面,对颗粒有机碳分布与变化特征进行了探讨。研究表明,菲律宾海上层水体颗粒有机碳和叶绿素a的比值约为400~2000,浮游植物现存量与颗粒有机碳现存量变化趋势一致。     

天然水环境中的溶解有机物及其光化学降解对重金属生物可利用性的影响

溶解有机物(DOM)在控制水生生态系统的化学、生物和物理特性中起着重要的作用.DOM不仅能够结合黏土颗粒,而且也能结合对环境和生物有重要影响的Hg,Cu,Pb,Cd,Ni等重金属和有机污染物,从而改变这些物质的迁移、生物可利用性和毒性.本文综述了天然水环境中DOM与重金属的相互作用和对其生物可利用性的影响,并对影响DOM光化学降解的因素及其对重金属生物可利用性的影响做了总结.已有的研究表明:DOM的结构、分子量、浓度、重金属种类、水环境条件等均会影响到DOM与重金属污染物的相互作用;光化学降解会显著改变DOM与重金属的相互作用,从而使其生物可利用性发生变化.     

胶州湾养殖菲律宾蛤仔的清滤率、摄食率、吸收效率的研究

2003年6月,利用模拟现场流水系统采用生物沉积法对胶州湾养殖的菲律宾蛤仔的清滤率、摄食率、吸收效率及其与蛤仔规格之间的关系进行了现场实验研究。结果表明,个体的清滤率在0.18—0.40L/h范围内,平均为0.31L/h(SD=0.068),个体清滤率和摄食率随壳长增加而增加,但吸收效率与个体大小无关。蛤仔对颗粒有机物(POM)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)及叶绿素的吸收效率不同,对叶绿素的吸收效率最高,平均为(81.8±7.9)%,对POM、POC和PON的吸收效率分别平均为(64.2±10.7)%(、55.7±9.8)%和(53.9±9.6)%。结合胶州湾蛤仔的生物量和野外调查数据,分析了春季养殖蛤仔对胶州湾初级生产力和颗粒有机碳的摄食压力及可能对整个湾的物质循环的影响。根据本文的结果估算,菲律宾蛤仔对本实验海区初级生产力和颗粒有机碳现存量的摄食压力分别为560%和90%。养殖的蛤仔通过滤食已经能够影响甚至控制养殖区的浮游植物的生长或初级生产力,甚至与整个胶州湾叶绿素a浓度的季节性变化趋势相吻合,因为胶州湾叶绿素浓度冬、夏季高,春、秋季节低,而蛤仔的生长旺季刚好在春、秋两季。     

长江流域颗粒态金属元素的分布及其主要影响因素

为了解三峡工程建成后长江流域颗粒物的风化状况及颗粒态重金属的变化规律和污染程度,于2009年8—10月对长江干流及主要南、北支流悬浮颗粒进行采样调查。本文采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对颗粒态常量金属(Al、Ca、Fe、K、Na)及重金属(Cr、Zn、Cu、Ni、V)进行测定。利用化学风化指数(CIA)估算长江流域颗粒物的风化程度,结果表明:长江干流的化学风化指数在62～75之间,风化程度下游高于上游,气温、岩石类型及地势是主要的影响因素。长江流域南、北支流颗粒物CIA平均值分别为71和66,主要受岩石类型和南北气候影响,与三峡工程前相比CIA值无明显变化。利用富集因子(EF)估算长江流域颗粒态重金属污染程度,结果表明:总体长江干流及北岸支流污染较轻,仅Cu、Zn处于中等程度富集。南岸支流湘江、螳螂川颗粒态Cu、Zn显著污染,主要受采矿及人为排污的影响。采用因子分析对干流上、下游颗粒态金属的组成进行来源分析,提取了三个因子,结果表明主要受自然来源影响,同时也受到人类活动(大坝拦截、排污)及化学风化影响。     

武汉东湖生态系中浮游物的营养结构

本工作主要探讨东湖水柱浮游物的颗粒有机物在营养结构上量的关系。定量测定武汉东湖浮游物的干重、无灰重及浮游动、植物生物量并进行相应的碳、氮、磷分析。1983和1984两年东湖浮游物总颗粒有机碳现存量(mg/m~3)分别为3993与2819(Ⅰ站),2958与1856(Ⅱ站);总颗粒有机氮为762与584(I站),565与369(Ⅱ站);总颗粒有机磷为105与56(Ⅰ站),59与37(Ⅱ站)。颗粒有机碎屑碳一般占浮游物总颗粒有机碳的50％,占浮游生物活体碳的61％—104％。与浮游植物生物量碳相比,有机碎屑碳是它的2—6倍。     

不同三疣梭子蟹混养系统有机碳库储量的研究

利用海水池塘陆基实验围隔,研究了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)、凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)和菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)不同混养系统有机碳库储量,分别为蟹-虾混养(CS)、蟹-贝(CB)、虾-贝混养(SB)和蟹-虾-贝(CSB)混养系统,以蟹单养(C)系统作为对照。结果表明:(1)养殖期间各处理水体POC和DOC均值的变化范围分别为2.35~2.91mg C/L和8.82~10.89mg C/L。其中,POC以SB最高,CS次之,CB、CSB和C则显著小于处理SB(P0.05);水体DOC含量以CSB最高,单养系统C最低,但各处理间无显著差异(P0.05)。养殖期间各处理浮游植物有机碳均值变化范围为0.41~0.87mg C/L,其中以处理CSB最高,显著高于其它处理(P0.05),而单养系统C则为最低;各处理浮游动物有机碳均值变化范围为33.43~67.92μgC/L,以单养系统C浮游动物生物量最高,CS次之,均显著高于CB、SB和CSB(P0.05);养殖期间各处理细菌有机碳均值变化范围在0.33~0.61mg C/L之间,以CSB最高,显著高于C、CB和SB(P0.05),而与处理CS无显著差异(P0.05)。(2)实验期间,各处理有机碳组分贡献率为DOC腐质颗粒有机碳浮游植物有机碳浮游细菌有机碳浮游动物有机碳。总体而言,所有处理中CSB中浮游植物有机碳、浮游细菌有机碳以及水体DOC对TOC的贡献均相对高于其它处理,而浮游动物有机碳和腐质颗粒有机碳则相对较低;蟹单养系统C则相反,其浮游动物有机碳和腐质颗粒有机碳对水体TOC的贡献相对较大,而浮游植物有机碳、浮游细菌有机碳和DOC对水体TOC的贡献率相对其它处理均较小。     

东海陆架典型断面颗粒态氨基酸的分布及控制因素分析

采用高效液相色谱法,通过现场调查对东海典型PN断面(文中为C断面)的颗粒态氨基酸(Particulate Amino Acids,PAA)进行了分析,并结合叶绿素a(Chla)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)及颗粒态氨基酸的构型特征(D和L型)等参数探讨了该区颗粒有机氮的来源和降解情况。结果表明,在长江口最大浑浊带,受咸淡水混合和生物现场生产双重作用影响,POC、PON以及PAA的总浓度均达到了极大值,其中,受再悬浮作用影响,底层水体中的有机物呈现高度降解的状态;近岸水华区域的颗粒态氨基酸则更多来源于现场生产,而且POC/Chla质量比值与降解因子DI值的负相关特征表明冲淡水向海洋输送的过程中,现场生产力对颗粒有机碳的贡献比重逐渐增大,悬浮颗粒物也变得越来越新鲜。值得关注的是,一些D型氨基酸[如D型天冬氨酸(D-Asp),D型丙氨酸(D-Ala)]与细菌生物量之间存在良好的正相关性,暗示颗粒态氨基酸在受到物理水团和生物现场生产作用控制的同时,还受控于微微型浮游生物以及异养细菌。     

西江河口重金属迁移扩散数值模拟的研究

本文以水体中重金属(包括溶解态和颗粒态)的物理迁移过程为基础,建立重金属迁移扩散的数学模式。模式中考虑悬浮物沉降和再悬浮对水体中重金属浓度的影响,并考虑咸潮活动引起悬浮物的絮凝沉淀作用。计算结果表明,这种潮汐河口区重金属迁移扩散模式基本上是成功的。并以镉为例,说明重金属在西江河口区迁移扩散的特点。     

武汉东湖水柱沉降物有机碎屑碳测定初报

经沉淀采样器在东湖悬挂24小时采得沉淀物,作总颗粒有机碳分析;用显微镜计量出浮游植物活体体积及浮游动物活体的个体数。把两者换算成有机碳量,然后从总颗粒有机碳量与浮游生物活体碳量之差,求得颗粒有机碎屑碳量。1982年,测得东湖沉降物颗粒有机碎屑碳的沉降速率分别为18.65g·m~(-2)·a~(-1)(站Ⅰ)及23.03g·m~(-2)·a~(-1)(站Ⅱ)。直线迴归表明,沉降物中颗粒有机碎屑碳量与颗粒物量的线性相关很显著。     

海洋颗粒有机碳浓度水色遥感研究进展

颗粒有机碳(POC)是海洋碳循环研究的一个重要参数,采用水色遥感技术反演颗粒有机碳浓度为大时空尺度监测海洋碳循环过程提供了重要手段。从基础数据采集入手,简要总结了当前颗粒有机碳样品采样方法及误差影响因素;针对颗粒有机碳水色遥感的国内外研究进展进行了综述,深入分析了POC与生物光学参数之间的关系,对在此基础上建立起来的多种POC水色反演算法进行了归纳和分类比较;简要总结了POC水色反演在多时空尺度监测海洋生态环境中的应用。最后指出了我国海区POC水色遥感研究还存在的问题,对今后的研究工作进行了展望。     

细菌对海水中各形态氮的影响

海洋细菌生长过程中,不但能利用体系中的有机物质,而且也能利用无机营养盐。本论文通过小麦岛细菌接种实验发现,细菌大量繁殖时吸收利用体系中的营养物质,生成颗粒态氮(PN)和溶解有机氮(DON),体系中溶解无机氮(DIN)、总溶解氮(TDN)降低至最低值。进入细菌指数生长期和稳定期后,颗粒态和有机态氮不断降解向体系中释放出无机营养盐,DIN和TDN呈现回升趋势,颗粒氮(PN)与细菌数量变化正相关。体系中,初始氮源的量决定了细菌体内POC/PN的比值,氮源充足,细菌繁殖数量多,POC/PN值低,氮源不足,细菌数量相对较少,POC/PN比值高。     

深圳近岸海域表层沉积物重金属分布特征及风险评价

以2017年8月对深圳近岸海域沉积物铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铬(Cr)重金属调查资料为基础,分析其空间分布特征,并结合同步调查得到的总有机碳,应用Pearson相关性分析和主成分分析法,探究深圳近岸海域重金属污染来源,应用地累积指数和Hakanson潜在生态风险指数评估生...     

福建三沙湾滩涂表层沉积物污染物特征及生态风险评价

为了解福建三沙湾滩涂表层沉积物污染现状,对三沙湾滩涂表层沉积物中7种重金属污染物(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As)、非金属污染物(有机碳、硫化物、油类、总磷和总氮)含量及氧化还原电位Eh、pH值进行了检测及相关性分析,并应用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对其进行综合评价。结果表明,表层沉积物重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As平均含量分别为20.9、49.9、110.4、0.136、46.6、o.028、6.64 mg/kg,油类、硫化物、有机碳、总磷、总氮平均含量分别为36.5 mg/kg、38.4 mg/kg、0.76%、0.42%、0.12%。Eh变化范围在-178~171 mV之间,平均值为-56.4mV,pH的变化范围在6.74~7.06,均值是6.91。除Cu和Zn外,其他各重金属之间没有显著相关性(P0.05);除重金属Cu与有机碳和总氮、Zn与总氮、Hg与油类之间存在着显著或极显著相关关系外(P0.05),其他重金属与非金属污染物之间相关性均不显著(P0.05);非金属污染物之间相关系数较低;Eh与硫化物呈现显著相关(P0.05)。重金属单因子指数依次为Pb(2.00)Zn(1.38)Cr(0.78)Cu(0.70)As(0.44)Cd(0.27)Hg(0.14),Cu、Cd、Hg、Cr、As为低污染,Pb、Zn为中污染;重金属内梅罗综合污染指数平均值为1.53,属中污染水平。单项重金属潜在生态风险参数依次为Pb(9.98)Cd(8.16)Hg(5.52)As(4.43)Cu(3.49)Cr(1.55)Zn(1.38),潜在生态风险指数(RI)为34.51,属于低潜在生态风险。该滩涂属于两种非金属污染物含量超标中的N、P含量超标亚类。     

广西海域沉积物重金属、滴滴涕、多氯联苯含量及生态风险分析

在广西近岸海域采集了36个站位的表层沉积物样品,测定了沉积物样品中Cu、Pb、Cd、Zn、Cr、Hg、As共7种重金属和DDTs、PCBs共2种持久性有机污染物的含量,分析了各检测因子的含量和分布特征,对沉积物中7种重金属和DDTs、PCBs进行了综合生态风险评价。结果表明:广西海域沉积物中重金属平均含量(×10~(-6),干重)顺序为Zn(49.4)Cr(41.7) Cu(21.5)Pb(15.6)As(9.1)Cd(0.07)Hg(0.026),持久性有机污染物平均含量(×10~(-9),干重)为PCBs(2.97) DDTs(0.88),重金属、DDTs、PCBs所有站位含量平均值均低于一类标准,广西海域沉积物Cu、Pb、Cd、Zn、Cr、Hg、As、DDTs、PCBs总体含量水平较低;沉积物重金属潜在生态风险程度排序为HgAsCdCuPbCrZn,36个监测站位的潜在生态风险指数RI平均值为19.51,广西海域总体潜在风险程度较轻,属低潜在生态风险,位于茅尾海和廉州湾的站位潜在生态风险较高,As和Cu为主要的潜在生态风险因子;沉积物中DDTs、PCBs的残留水平生态风险较低,但部分站位DDTs含量介于其相应的ERL和ERM之间。     

亚心形扁藻超氧化物歧化酶活性对镉和铜的应答

以亚心形扁藻为实验材料,对不同浓度重金属镉(Cd2 )和铜(Cu2 )作用下亚心形扁藻的超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化和膜脂过氧化作用进行了探讨,以期了解藻类抗重金属的机制。结果表明:随着Cd2 和Cu2 浓度的增加亚心形扁藻的SOD的活性逐渐升高,但高浓度Cd2 可导致SOD活性活性下降。膜脂过氧化实验结果显示,半抑制浓度的重金属处理72hr后,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)显著提高。用72h半抑制浓度的重金属处理亚心形扁藻随时间的变化关系表明,在最初的12hr内SOD活性被两种重金属离子诱导迅速升高,然后逐渐趋于平稳。总之,SOD活性的变化与重金属的种类、浓度和处理时间有关。     

固体进样——总有机碳分析仪法直接测定海水中的颗粒有机碳

海水中的颗粒有机碳(POC)是联系海洋生命与非生命过程最重要的参数之一,其在全球碳循环的作用异常重要,准确获取海水中颗粒有机碳的含量是揭示其重要作用的前提。目前,元素分析仪测定POC是其准确测定最常用的方法,但元素分析仪分析海水中颗粒有机碳过滤的膜样时,存在包样困难、滤膜对反应管损坏严重、灰分难以清理等问题,严重影响仪器的正常使用。本文采用总有机碳分析仪固体进样装置建立了海水中颗粒有机碳的分析方法,优化了样品前处理过程,对玻璃纤维膜进行了空白校正,考察了酸化方式和时间对测定结果的影响,方法检出限为CL(C)=0.019%。对青岛近海三个不同采样站位海水样品POC的测定结果相对标准偏差(RSD)为0.95%~2.66%(n=12),结果重复性好,精密度高,经国家标准样品水系沉积物GDS-9验证,结果与标准值符合,表明方法准确可靠,能满足海水中的颗粒有机碳(POC)的准确测定要求。所建立的方法完全克服了常规元素分析仪测定POC的弊端,同时降低了仪器的维护成本。     

黄东海-西北太平洋大气颗粒态有机胺浓度及粒径分布特征分析

在2014和2015年春季分别搭载黄东海-西北太平洋航次采集分粒径气溶胶样品,从浓度水平、空间分布及粒径分布三方面,对海洋大气气溶胶中颗粒态有机胺进行分析。DMA+(二甲胺)和TMA+(三甲胺)为采样区域内主要存在的颗粒态有机胺。两种颗粒态有机胺在不同海域和年份有较大的浓度变化。空间分布结果表明,海洋大气颗粒态有机胺主要来源于海洋而非陆地传输,且与海洋生物活动性存在密切关系。大部分样品中颗粒态有机胺主要分布在0.1~1.8μm,主要来源于气粒凝结、非均相反应、一次燃烧排放以及云过程几种形成过程,各形成过程在不同样品中相对重要性各不相同。在2015年航次中还观测到0.01~0.056μm存在明显模态分布,且在一些低浓度样品中这一模态甚至和积聚模态对颗粒态有机胺的贡献相当。