基于聚二甲基硅氧烷胶与Zn-Al型水滑石复合膜为离子载体的溶解二氧化碳电极及其性能标定

深海探测溶解CO2气体异常.可以为寻找热液口提供一个很好的证据.本文设计的基于自制的聚二甲基硅氧烷胶与Zn-Al型水滑石复合膜为离子载体的溶解CO2探测电极属于电势型CO2电极,适用于对深海中溶解形式的CO2的测量,具有体积微小、便于与pH、盐度、温度、氧化还原电位等多种传感器集成在同一探头腔内,实施在线探测等优点.实验室条件下.将该溶解CO2探测电极与银,氯化银参比电极分别接在Keithley 6517A高阻抗电位计输入端进行测试,测试结果表明:该电极对不同浓度的碳酸氢钠溶液具有良好的响应信号,响应时间大约在30s-1 min.检测限在10-1-10-4mol·L-1.     

差分非色散红外法测量不同盐度海水样品的总溶解无机碳研究

海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分,是影响全球变化的关键控制环节。海洋是地球最大的碳库,是地球吸纳CO2的重要缓冲器。海水中溶解无机碳是海洋CO2系统的重要参数,利用AS-C3型溶解性无机碳分析仪进行不同盐度海水溶解无机碳的测量,利用t检验法检验使用仪器的测量精度,探寻盐度与海水总溶解无机碳的关系。实验结果表明:AS-C3型溶解性无机碳分析仪的测量精度在±0.3μmol/L左右,测量过程中无系统差异;海水盐度与总溶解无机碳呈正相关关系,即盐度增大,海水总溶解无机碳增加。最后总结了海水总溶解无机碳测量时的影响因素,如N2纯度、气流状况、实验过程中的温度控制等。     

RY-3溶氧仪测试结果分析

给出了作者研制的ＲＹ－３溶解氧测试仪的银极电位与美国 ＹＳＩ－５８溶氧仪 的银极电位（在海水中均以甘汞电极为参比电极）对比测试的误差分析，对ＲＹ－３溶 氧仪与ＹＳＩ－５８溶氧仪现场对比测试的结果进行误差分析。并介绍了国家标准物质 研究中心和青岛计量测试所对ＲＹ－３溶氧仪的测试结果。     

RY-3溶氧仪测试结果分析

给出了作者研制的ＲＹ－３溶解氧测试仪的银极电位与美国ＹＳＩ－５８溶氧仪的银极电位（在海水中均以甘汞电极为参比电极）对比测试的误差分析，对ＲＹ－３溶氧仪与ＹＳＩ－５８溶氧仪现场对比测试的结果进行误差分析。并介绍了国家标准物质研究中心和青岛计量测试所对ＲＹ－３溶氧仪的测试结果。     

黑潮主流径海域海水中的无机碳及其对东海陆架区的影响

基于2014年5—6月对黑潮主流径及毗邻东海陆架海区的调查,研究了该区域水体中无机碳体系参数(p H、总碱度TAlk、溶解无机碳DIC及DIC/TAlk)的垂直与水平分布,在此基础上定量评估了黑潮输入对东海陆架海区无机碳收支的影响。结果表明,黑潮水体中DIC、TAlk与DIC/TAlk总体而言随水深增加而升高,p H降低,综合体现了浮游植物生产、海-气界面交换、有机物降解及Ca CO3溶解等过程的影响;上升流中心站位无机碳参数均受较深层水体上涌影响,与黑潮主流径其它站位略有不同。东海陆架海区外侧站位表层、30m层无机碳主要受台湾海峡暖流影响,高p H、低DIC/TAlk的黑潮表层水影响区域局限于东南部;而在底层,低p H、高DIC/TAlk的黑潮入侵流离开黑潮主流径向正北方延伸并抬升至钱塘江口附近;上升流对无机碳的影响持续至表层,其携带的黑潮中层水因此也可能进入陆架海区。水量模型估算黑潮水在5—10月间跨域陆架边缘向东海陆架区输入溶解无机碳总计58798.9×109mol,净输入达37382.9×109mol,而东海向外输出的无机碳绝大部分经由对马海峡进入日本海。     

海气交换与呼吸作用调控下杭州湾碳酸盐体系的特征

杭州湾作为典型的高浑浊度海湾,对其水体碳酸盐体系分布特征的研究相对较少。本文基于两个夏季航次(2018年和2019年)获取的调查资料,阐述夏季杭州湾水体中碳酸盐体系参数的空间分布特征,并进一步分析影响溶解无机碳偏离保守混合作用的主要过程及相对贡献。数据结果表明,杭州湾内表层溶解无机碳浓度与总碱度的变化范围分别为1 553～1 964 μmol/kg和1 577～2 101 μmol/kg,略低于长江口(1 407～2 110 μmol/kg和1 752～2 274 μmol/kg),溶解无机碳浓度和总碱度的空间分布受控于淡水与外海水混合的影响,在潮汐作用下,总体呈现出湾内低,向湾外逐渐升高的趋势。影响表层溶解无机碳非保守混合分布的主要过程中,海?气交换降低溶解无机碳浓度,呼吸作用增加溶解无机碳浓度,两个过程对溶解无机碳浓度变化量的贡献分别为(?42.3±11.7)%与(34.2±14.3)%,净效应呈现为相对平衡的状态。通过计算获得表层海水pCO₂的平均值为799 μatm (675～932 μatm),海湾总体表现为大气CO₂的源。此外,湾内海水碳酸盐缓冲因子的范围为12.8～23.8,对CO₂的缓冲能力弱于邻近东海海水(缓冲因子平均值约为11.9),指示其与外部水体的交换可能会降低附近海域的酸化缓冲能力。相对其他河口/海湾而言,杭州湾内高浊度与强潮汐的特点使其湾内水体的碳酸盐体系分布特征具有区域特殊性。     

南沙海域上层海水碳垂直通量的初步研究

根据１９９０年５－６月在南沙海域４个站点投放颗粒物捕集器采集样品的分析结果，计算了该海域上层海水碳垂直通量。结果表明：（１）南沙海域上层海水颗粒有机碳总生成量为２９８ｍｇ／（ｍ＾２．ｄ），其中３５％分解参与再循环，６５％以颗粒形式离开真光层向下输送；（２）颗粒有机碳向下通量为１９３ｍｇ／（ｍ＾２．ｄ）。总溶解无机碳穿过跃层向上垂直通量为３６００ｍｇ／（ｍ＾２．ｄ），真光层颗粒无机碳向下通量为２７ｍ     

不同无机氮浓度下中肋骨条藻和三角褐指藻生长对生长环境pH的影响

海洋酸化是当前一个严重的环境问题,而海水pH的变化与微藻生长时对溶解无机碳的吸收有关。在室内条件下采用生理生态学方法,研究中肋骨条藻Skeletonema costatum和三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum在不同无机氮水平下生长到最大生物量时培养液pH的变化。结果表明,培养液无机氮浓度从10μmol.L-1上升到200μmol.L-1过程中,2种微藻的叶绿素浓度和最终pH均呈上升趋势。培养液pH的增加量与无机氮的消耗量呈正相关关系,培养液pH的增加量与溶解无机碳的消耗量也呈正相关关系。     

海水中铋(Ⅲ)的微分电位溶出分析

利用微分电位溶出分析法研究了海水中痕量铋（III）的最适测定条件。结果表明，实验条件选择电解电位（E）为-1．10V，溶出上限电位（E上）为-0.70V，溶出下限电位（E下）为-0．00V，工作电极旋转速度2500rpm.洗电极时间和富集时间分别为30s和600s。适宜的盐度和酸度为5．8－29．0×10-2mol／L和1．00-2.00×10-mol／LHNO3。对在海水中加入5μg／L铋（III）的样品8次测定的相对标准偏差为53％。校正曲线方程为Y=4.77＋55X,相关系数（γ）为0．9993。对青岛沿岸海水测定的加入回收率为96．5％。1994年利用该方法测定青岛沿岸海水中铋（III）的浓度为0．017－0．103μg／L。     

长江口及杭州湾邻近海域夏季表层海水中的溶解无机碳

根据2004年8月在长江口、杭州湾附近海域获得的调查资料对表层水中Ph值、总碱度和溶解无机碳的分布特征及其与环境参数的关系进行了研究,并由此得到了溶解无机碳的组成情况.结果表明,HCO3-、CO23-;和CO2(T)占溶解无机碳浓度百分比分别为80.33%～97.75%、0.61%～19.42%和0.25%～2.34%,平均值分别为(93.28±3.68)%、(5.58±4.03)%和(1.14±0.43)%.水文、浮游植物等对各参数的分布具有重要影响,但对不同参数的影响程度不同.     

厦门岛西北海域浮游植物生物量粒级结构及其环境影响因素

文章利用2018年9—11月厦门岛西北海域的现场调查资料，在对海域水质污染状况和富营养化水平进行评价的基础上，分析并讨论浮游植物生物量粒级结构及其环境影响因素。研究结果表明:同安湾在11月处于富营养水平，属于中度或严重污染海域；九龙江口和西海域在9-11月均处于磷中等限制潜在性富营养或磷限制潜在性富营养水平，属于严重污染海域。同安湾和西海域浮游植物分粒级的生物量占比与九龙江口存在明显差异，前者由大到小依次为微型、小型、微微型，后者由大到小依次为小型、微型、微微型。小型浮游植物生物量与硝酸盐和亚硝酸盐、溶解无机氮、溶解无机磷以及活性硅酸盐呈显著正相关，与盐度呈显著负相关；微型浮游植物生物量与真光层深度、铵盐和溶解无机磷呈显著正相关；微微型浮游植物生物量与真光层深度、铵盐和溶解无机磷呈显著正相关，与pH值呈显著负相关。影响浮游植物群落粒级结构的最重要的海洋环境因子是盐度、真光层深度和溶解无机磷，尤其是溶解无机磷浓度，其值一旦升高，浮游植物极有可能从磷胁迫状态发展为赤潮。控制排污、实时监控、增强预警能力和改善生态环境是控制和预防营养盐污染以及赤潮暴发的有效手段。     

深海拖曳系统水下控制技术研究

深海拖曳系统是人类开发利用海洋的一项重要手段。在众多深海探测装备中，深海拖曳系统以探测面积广、作业效率高、操控性能好等优势而得到了广泛应用。针对深海拖曳系统水下控制技术，从控制手段和控制策略2个方面对其发展历程、国内外研究现状等进行梳理，分析对比不同控制手段的优缺点，并对深海拖曳系统水下控制技术未来的研究方向进行展望，以期为深海拖曳系统的应用与发展提供参考。     

南海的碳通量研究

根据水通量的箱式模型,南海由跃层深度和海槛深度分成3个箱子.当海水上升至箱子Ⅰ时,由于生物的同化作用,海水中溶解的无机碳转化成颗粒态有机碳.这部分颗粒碳有一部分在箱子Ⅰ中即分解转化为溶解态的无机碳,而其余部分沉降至箱子Ⅱ,同样在箱子Ⅱ中一部分分解,一部分继续沉降至箱子Ⅲ,在箱子Ⅲ中也进行同样过程,最后的一部分颗粒碳未被溶解而进入沉积物中.由南海的初级生产力、沉积速率、沉积物含碳量及深海盆水溶解氧的平均消耗率计算了南海碳的固-液通量;根据碳在各箱子的质量平衡方程,求得了各箱子碳的通量值,从而建立起南海碳的通量模型.进入南海的碳通量,占总输入碳99%的碳主要经由中层水和底层水进入南海,然后随海水的上升而进入南海上层,在南海上层与河水和雨水带来的,占总输入的1%的碳相汇合.进入南海碳的总量为601×104mol/s,而通过沉积离开南海的碳量为3.8×104mol/s,即有0.6%的碳损失到沉积物中.南海对大气而言,净通量是吸收约为4.4×104mol/s,而南海对全球海洋的净通量是输出约1×104mol/s,碳在南海箱子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的更新时间分别为1.5a、44a和79.3a.     

深海生态学研究进展和几点建议

深海及其底部生物圈的探测和研究，是当前海洋大科学研究的焦点，是未来的海洋科学，具有重要的战略意义。深海及其底深部生态学的研究，是其中的一项重要内容。本文简要回顾了深海生态学发展的三个里程碑以及中国在该学科的研究进展，提出了大力发展深海探测和钻探设备、技术，建设深海生态站和大洋钻探船；以生态系统为中心开展深海生态研究；将深海生态研究纳入国家和有关部门的研究计划、支持多学科交叉和融合的建议。     

海气CO2通量的溶解无机碳δ^13C值示踪研究进展

海洋是地球表面上碳的重要贮存库,是全球碳循环系统的一个重要子系统,国际上研究海气间CO2交换调控机制的工作长期以来倍受关注.文章简要阐述海气CO2通量研究概况和对海水溶解无机碳δ13CDIC指标的地球化学特征的分析基础上,综述海气CO2通量的溶解无机碳稳定同位素示踪研究进展,并对该方法存在问题和研究发展趋势作了分析与展望.     

深海环境中溢油输移扩散的初步数值模拟

通过对溢油在深海环境中的输移过程及行为特点的分析,初步建立基于拉格朗日积分法的深海溢油模型.该模型除了能够模拟油气混合物在真实深海环境中的共同输移与分离输移扩散过程,还考虑了石油溶解、气体溶解、天然气水合物形成与分解等行为变化对溢油运动轨迹的影响.应用该模型初步数值模拟了一次实际深海溢油试验,结果表明溢油在水下的空间分...     

多通道化学传感器及其在热液喷口探测中的应用

热液喷口附近的羽状流中存在明显的化学及浊度异常，通过探测这些异常可判断是否存在热液喷口及确定喷口的具体位置。本文研制了一款可用于探测热液喷口的多通道化学传感器，该传感器具有体积小、精度高的特点，且可在4000米深海中进行工作。该化学传感器共配备五个全固态电极，一个为参比电极，其余四个为离子选择性电极，并且可根据所测量的化学离子进行更换。本文基于该化学传感器共进行了两组实验。在第一组浅海试验中，化学传感器集成了pH，Eh，CO₃^2-和SO₄^2-电极，在浅海海域中测量对应化学量，结果表明该化学传感器可在实际应用中获得高精度、稳定的测量数据。第二组实验为深海热液探测，装配了pH，Eh，CO₃^2-和H₂S电极的化学传感器在西南印度洋中脊区域的29次测线中投入使用，共获得有效数据27组。通过对测量所得到的化学量进行分析，本文提出了一种确定热液喷口的化学异常探测方法，若某时间段内Eh和H₂S的电势降低，而pH和CO₃^2-的电势上升则可判定存在化学异常。利用该方法对27组有效数据进行分析，共发现5个潜在的热液喷口。实验结果表明，该化学传感器可有效地探测由热液引起的化学异常，适用于实际热液探测中。     

用于深海极端环境下的pH电极制备方法改进

pH值是表征深海热液环境以及扩散流区域溶液化学性能的基本参数,因此原位精确获取溶液pH值是很多海洋科学研究者关注的问题。以前试制的电化学原位传感器IrOx电极,在实际海试中虽然对海底异常信号有响应,但由于信号漂移问题,电极只能用于定性地发现异常。基于熔融碳酸锂氧化金属原理,提出了改进传统熔融碳酸锂法,并设计了强制空气对流和碳酸锂添加过氧化钠两种制备方法。通过实验室的性能测试以及相应的表面扫描电镜测试表明,用改进的方法制得的电极,校正曲线均符合能斯特定律。用强制空气对流和混合碳酸锂/过氧化钠法制得的电极,其性能均明显优于传统熔融碳酸锂法。可推断,在熔融碳酸锂氧化贵金属铱的过程中,氧含量的充分与否是影响IrOx电极的性能和表面形态的重要因素,其中性能最优的是混合碳酸锂/过氧化钠法制得的电极。该类电极具有如下优点:重复性好;在大跨度pH溶液之间的响应快速稳定,长时间连续监测的漂移小于5 mV;同一批次所制备电极性能几乎相同;使用寿命长等。因此,该pH电极可用于深海的原位探测。该工作为进一步制备高性能的IrOx电极奠定了坚实的基础。     

青岛近海碱度的研究及其测定方法的比较

2012年春季以青岛近海为研究海域,采用pH单点法、自动电位滴定法及溶解无机碳(DIC)计算法测得海水总碱度(Alk),并对这3种方法进行比较;探讨该海域海水Alk的分布特征及影响因素;对过滤前后样品的Alk差值与叶绿素(Chl-a)间的相关性进行分析。结果表明:DIC计算法和pH单点法得出的Alk误差较大,电位滴定法测定的Alk结果精密度较高;青岛近海海域表层水体中Alk范围为2 070~2 364μmol/kg,其平均值2 310μmol/kg;过滤前后样品的Alk差值与Chl-a含量具有一定的相关性,表明浮游植物和颗粒物对Alk有影响。     

长江口及邻近海域夏季溶解无机碳体系及其响应机制初探

根据2009年8月“908”项目长江口补充调查总碱度(TAlk)、溶解无机碳(DIC)、pH值、溶解氧(DO)和叶绿素a(Chla)等数据的分析结果显示,长江口及邻近东海海域夏季溶解无机碳(DIC)含量分布范围在1 647.1～2 236.9 μmol/dm3之间,平均值为2 031.2 μmol/dm3;空间分布为由...