中国近海大气气溶胶的时间和地理分布特征

通过对中国近海10个航次气溶胶观测资料的统计分析得出:(1)从黄海、东海至日本以南海域气溶胶中地壳元素年平均浓度明显减小,在春季尘暴多发期间地壳元素浓度离到岸距离接指数规律递减.污染元素气溶胶浓度分布与陆源排放量和离岸距离有一定关系.(2)海上陆源气溶胶浓度的季节分布为:春季最大,秋冬次之,夏季最小.受日本排放源的影响,日本以南海域污染元素浓度最大值出现在冬季.(3)Se元素浓度与海洋源密切相关.海盐元素从黄海、东海至日本以南海域浓度逐渐增加,主要受周围海况影响,与风速呈现一定程度的正相关.影响近海气溶胶浓度的主要因素有陆源气溶胶排放量、降水分布和大尺度天气形势.     

大气降水中化学组分及其制约因素(I)

对西太平洋、中太平洋、委内瑞拉、科西嘉、青岛等5个地区降水中化学组分进行了相对分析和描述。认识到:各种化学组分因其在整个地球水循环中的行为和来源不同而影响其在降水中的浓度,其中Ca在降水中的浓度很大程度上受陆源物质影响;NaCl主要来自海洋,即其含量主要决定于降水对海盐气溶胶冲刷程度;SO_4~(2-)含量的增高是由于人为污染物质及火山喷发等的贡献;NO_3~-主要来源于天然及人为污染物中的NO_x,H_2SO_4及HNO_3的存在是产生酸雨的主要因素,而CaCO_(3-)CO_3~(2-)体系对酸雨有缓冲能力,可使pH升高,NH_3的加入有利于缓解酸雨。     

西北太平洋及中国东部近海秋季海洋气溶胶分布特征

2015年9月,分两个航次同时对西北太平洋及中国东部近海上空海洋气溶胶进行采集.对样品中的Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、NH~+_4、NO~-_3、SO~(2-)_4、甲基磺酸(MSA)等9种组分进行了分析,结合数理统计方法探究两个海域上空海洋气溶胶的来源.结果表明西北太平洋及中国东部近海海域气溶胶来源具有显著差异,西北太平洋海域气溶胶以海盐来源为主,中国东部近海海域则受陆源气溶胶影响较大,K~+、Ca~(2+)及二次气溶胶含量明显高于西北太平洋;此外,中国东部近海海域气溶胶中MSA含量平均值高于西北太平洋.本研究还估算了NH~+_4、NO~-_3、SO~(2-)_4在两个海域的干沉降通量,中国东部近海营养盐气溶胶干沉降通量远大于西北太平洋,营养盐的输入有利于海洋初级生产力的提高,也会促进生物来源气溶胶的产生.     

大气降水中化学组分及其制约因素(Ⅱ)

4 讨论 4.1 相关处理 使用这种处理方法(图2)可以帮助我们对青岛等5个地区降水的化学组成受海洋和陆地     

亚洲夏季风对偶极子型人为气溶胶排放变化的响应特征与机理

利用第六次国际耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6）中的两组子试验,结合线性斜压模式模拟的结果,研究了近年来亚洲内部出现的东亚减少、南亚增加的偶极子型人为气溶胶排放变化调控亚洲夏季风响应的特征及物理机制。对东亚夏季风而言,在考虑海洋-大气耦合作用的气候系统总响应中,东亚夏季风环流和降水显著地加强;在不考虑海洋调控作用的大气直接响应过程中,东亚人为气溶胶排放减少导致的陆地升温使得海陆温差增大,进而通过引起东亚陆地上的气旋式环流异常加强东亚夏季风环流和降水。对南亚夏季风而言,其在偶极子型人为气溶胶强迫下呈现出更为复杂的变化特征。在大气直接响应过程中,人为气溶胶强迫引起的海陆热力差异变化导致南亚夏季风环流减弱、降水减少。在考虑海洋-大气耦合过程的总响应中,南亚夏季风环流表现出微弱增强,同时印度次大陆的南亚夏季风降水也出现增多的异常变化。这表明,局地和海洋-大气动力耦合过程在区域气候对人为气溶胶强迫的响应中扮演着非常重要的角色。此外,通过线性斜压模式发现,东亚和南亚局地的人为气溶胶强迫导致的大气加热场异常不仅能影响局地的夏季风环流,还可以通过引起大范围的表面气压异常进而调控整个亚洲夏季风环流的变化。     

典型自然源气溶胶沉降引起的海洋初级生产响应

大气沉降是陆源物质向海洋输入营养盐的重要方式,沙尘、野火和火山喷发均能够产生气溶胶,这些典型的自然源气溶胶在风场的作用下,能够进行远距离的输运,期间由于沉降作用进入海洋,为上层海洋提供限制性营养盐促进海洋浮游植物生长,提升海洋的初级生产力,促进碳循环过程。以海表叶绿素浓度作为海洋初级生产力的重要指标,通过海表叶绿素浓度的响应,探究沙尘、野火和火山这三种典型自然源气溶胶的传输路径及其沉降对海洋初级生产的影响。结果显示,海洋初级生产对气溶胶沉降的响应不仅与气溶胶排放类型有关,也与温度、动力过程、光合有效辐射等海域初级生产影响因素有关,体现了海洋初级生产对自然源气溶胶的敏感性,自然源气溶胶沉降所驱动的海洋初级生产在全球碳循环中具有重要的潜在影响。     

中国青岛市近年来灰霾污染数值模拟研究

基于SO₂和PM_2.5的小时观测数据,本研究发现青岛市2014—2018年采暖期间SO2和PM_2.5平均浓度呈现下降的趋势,但是高浓度PM_2.5在不同年份偏移明显,尤其是2015年高浓度PM_2.5显著高于其它年份。为阐明这一时期高浓度PM_2.5的物理化学过程,利用区域气象化学模式Weather Research and Forecasting-Community Multiscale Air Quality Model(WRF-CMAQ)对2015年12月~2016年1月的PM_2.5累积和清除的物理化学过程分析,发现浓度累积主要受源排放、气溶胶过程和垂直对流过程影响,清除的主要控制过程为垂向扩散和水平对流。同时,对2015年12月29~31日和2016年1月15~17日两次高浓度PM2.5污染事件的分析发现,PM_2.5的主要成分为二次无机离子(SNA)和有机气溶胶(OA),其中SNA占比44%,OA占近30%。SNA主要由气溶胶反应过程、垂直和水平对流过程控制,OA主要受垂直和水平对流过程影响。本研究揭示的影响PM2.5组分的不同物理化学过程,一方面利于污染减排政策更有针对性的制定;另一方面从模式开发的角度,改进PM_2.5高比例组分,如SNA和OA的模拟能力,对于PM_2.5生消的机制解析具有重要意义。     

鼠尾藻对重金属锌、镉富集及排放作用的研究

将鼠尾藻(Sargassum thunbergii)暴露在不同质量浓度锌和镉溶液里40 d,以及暴露20 d后,移入自然海水恢复20 d,分析了藻体内金属离子含量的变化。富集实验结果表明,鼠尾藻积累金属离子的量和暴露溶液金属质量浓度正相关、与暴露时间具有线性关系;暴露3 d,藻体的金属离子含量(除了暴露在Cd2+质量浓度为0.1 mg/L处理组)均显著增加;在Zn2+处理组,溶液里Zn2+质量浓度越大,线性关系越显著,而在Cd2+处理组,Cd2+质量浓度5.0 mg/L处理组藻体内Cd2+含量与暴露时间的线性关系则最低。排放试验结果表明,排放20 d后与排放0 d比较,藻体内的金属离子质量浓度均显著降低,但是均显著高于暴露前水平;在Zn2+溶液里,鼠尾藻暴露Zn2+质量浓度0.1 mg/L和Zn2+质量浓度5.0 mg/L 20 d后移入自然海水5 d后,藻体内的Zn2+含量与排放0 d相比显著降低,而在Cd2+溶液里,藻体排放5 d后,藻体内的Cd2+含量与排放0 d相比均显著降低。最终结果表明,鼠尾藻潜在地可作为一种指示生物,用于监测海洋环境重金属污染状况。同时,鼠尾藻对Zn2+和Cd2+具有较强的富集能力,可以利用鼠尾藻修复受重金属污染的海洋水体,尤其是锌的污染。     

海岸海洋碳循环过程与CO2负排放

海岸海洋接受大量来自陆源的碳物质和营养盐,涉及大量以碳为中心的相互作用,是重要的碳循环海域;同时,该区域也常发育具有良好圈闭条件的储-盖系统,具有明显的CO₂储集潜力。该文以海岸海洋及其下发育的沉积盆地为研究对象,综述了碳物质在海岸海洋中的循环过程、CO₂通量的影响因素和海岸海洋沉积盆地的储碳机理。从“双碳”角度,重点论述了海岸海洋在促进CO₂负排放方面的意义、促进海洋负碳排放的潜在途径和在沉积盆地的储碳潜力及面临的问题。海岸海洋是重要的碳汇区域之一,高效率的微生物碳泵和碳酸盐碳泵是增强海岸海洋CO₂负排放的核心过程;同时,海岸海洋沉积盆地中的储-盖系统,不但提供了额外的CO₂封存空间,也保障了CO₂封存的安全性。未来的研究应以抑制海岸海洋中碳物质向CO₂转化的进程和保障沉积储层中CO₂封存的安全性为主要方向,为CO₂负排放提供理论依据与技术保障。     

百慕大群岛上空气溶胶物质的因子分析

海洋上空中存在的气溶胶称为海洋气溶胶,它是由陆源和海源物质混合组成的。海洋气溶胶浓度变化由每立方米几微克到几百微克,颗粒直径从0.1μm到50μm,在大气中的滞留时间从几小时到几天,从而构成了一种多来源的复杂体系。海洋气溶胶的颗粒在从陆地向海洋和从海洋向陆地的地球化学过程中起着一种大气通道的桥梁作用。在海气交换中的物质交换和能量交换中扮演着重要角色。正确判别海洋气溶胶中的物质来源,评价各个来源的贡献通量,对研究大气生物地球化学循环以及人类活动对其影响有着重要的意义。本文采用因子分析方法[1],对百慕大上空的78个海洋气溶胶样品进行来源判别1),获得较为理想的结果。     

山东半岛南部近海大气气溶胶水溶性离子的化学组成

为研究陆源输入对中国近海大气气溶胶的影响,于2007年春季和秋季对山东半岛南部近海进行气溶胶采集工作.分析结果表明气溶胶水溶性离子中主要无机离子无显著的季节性变化,其中二次离子(nss-SO2-4,NO-3,NH+4)浓度最高,占总测定离子浓度的80%以上.甲磺酸离子浓度春季明显高于秋季,分别为(0.041±0.022)和(0.012±0.003 1)μg·m-3,导致生源硫酸盐对非海盐硫酸盐的贡献率分别为4.5%和1.5%;另一方面海盐源硫酸盐分别占总硫酸盐浓度的3.3%和3.9%,以上结果表明人为输入源占山东近海大气气溶胶中硫酸盐来源的主要部分.春季与秋季气溶胶中nss-SO2-4/NO-3值分别为1.43和1.34,反映出近年来中国大气中SO2/NOx呈现出下降趋势.由此可见,来自陆源的人为活动输送导致山东南部近海大气气溶胶的化学组成呈现出明显的陆源特征.     

海洋中单环芳烃（BTEX）的来源、分布与迁移及其生态环境效应

挥发性有机物排放是目前大气环境污染的一个焦点问题,以苯、甲苯、乙苯和邻/间/对二甲苯（BTEX）为主要代表的单环芳烃是其中一类重要的化合物。受人类生产活动的影响,BTEX在大气、土壤、地表及地下径流、海洋中普遍存在,其环境效应与生态毒害受到广泛关注。本文从大气 海水 沉积物 生物体入手,综述了海洋环境中BTEX的分布、来源及其迁移过程等研究进展。研究显示海洋环境中BTEX浓度变化范围较大,在分布上呈现出近海高、远洋低的趋势。海洋中BTEX的主要来源是人为来源,即海洋是陆源BTEX重要的汇,而海 气交换和生物降解则被认为是BTEX的主要去除途径。此外,本文阐释了海洋中BTEX的生态与大气环境效应。BTEX具有生物毒性,威胁海洋生物的生存与繁衍,破坏海洋生态系统平衡;而进入大气的BTEX能够影响大气的氧化能力,对于臭氧和二次有机气溶胶的形成具有重要贡献。尽管海洋BTEX研究取得了一定的认识,但目前海洋环境不同介质中BTEX来源解析、迁移转化过程及生物毒性机理亟需深入系统研究,为深入认识BTEX的生物地球化学过程与环境效应奠定基础。     

厦门海域大气气溶胶特征

1988年12月至1990年3月,利用中美海气实验厦门观测站,采集了厦门海域107个气溶胶样品,利用离子色谱法和原子吸收分光法测定其中的Na+、Cl-、SO₄2-、NO₃-、NH₄+、Al、Fe、V、Pb、Cu、Cd.本文分析了厦门海域大气气溶胶中物质的浓度分布特征及季节变化规律.结果表明,厦门海域大气气溶胶物质主要来源为海水、土壤尘、煤烟尘和燃油灰,陆源物质具有明显的季节变化,湿季浓度明显低于干季,雨水对大气中颗粒物的清除起着重要作用.     

环球海洋大气气溶胶化学研究 Ⅰ.Na、Mg、K、Cl、Ca、Br、F的特征

利用我国“极地号”科学考察船的南极和环球科学考察,采集了太平洋、南极海域、南大西洋、印度洋及航线近岸海域大气的58个气溶胶样品,对Na、Mg、K、Cl、Ca、Br、F进行多元相关分析表明,气溶胶中的Na、Mg、K主要来自海洋,它们之间的比值接近其在大洋海水的平均比值;Cl和Ca在大洋上空也主要来自海水,但近岸海域大气,却明显受到陆源物质输送影响,呈现出不同的Cl/Na和Ca/Na比值;Ca、Br、F在大气中的富集,在大洋上空可能归因于海洋生物活动或海洋微表层富集作用,而在近岸大气,归因于陆源输送影响。     

海洋中生源活性气体的来源与迁移转化

海洋生源活性气体主要包括二甲基硫（DMS）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）、一氧化碳（CO）、挥发性卤代烃（VHCs）和非甲烷烃（NMHCs）等。它们通过海-气交换进入大气，不仅在全球碳、氮和硫循环中发挥关键作用，而且会直接或间接地对环境和气候变化产生重要影响。海洋释放的活性气体一类属于温室效应气体（CH₄、N₂O、VHCs和CO等），另一类会在大气中发生化学反应，控制着大气氧化平衡和臭氧浓度（VHCs和NMHCs）。而DMS属于负温室效应气体，其在大气中被快速氧化形成硫酸盐气溶胶，进而对云的形成和辐射强迫产生重要影响。本文综述了国内外海洋生源活性气体的研究现状，着重介绍了DMS、CH₄和N₂O的来源、迁移转化、海-气通量及其影响机制，并指明了该领域存在的科学问题及今后的研究方向。     

多接收电感耦合等离子体质谱仪测定沉积物中Cu和Zn同位素

本文介绍了海洋沉积物中Cu和Zn同位素的化学预处理及测定方法,报道了冲绳海槽20件表层沉积物和5件柱状沉积物样品的Cu和Zn同位素组成.采用大孔径阴离子交换树脂AGMP-1M,分别以8.2 mol/L HCl+0.01％HF+0.001％H2O2、2 mol/L HCl+0.001％H2O2和0.5 mol/L HNO...     

光照和硝酸盐浓度对东海原甲藻和三角褐指藻释放挥发性卤代烃的影响

海洋中产生的挥发性卤代烃(Volatile Halocarbons，VHCs)是氯、溴和碘进入大气的重要载体。海洋藻类能够产生损耗大气中臭氧的VHCs，尤其是海洋微藻已被证明是大气中一些VHCs的主要贡献者。环境因素对海洋微藻产生VHCs的影响研究较少，本文主要研究了光照和硝酸盐浓度对微藻释放VHCs的影响。将海洋微藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)置于密封的玻璃容器中，并在不同光照条件(20 μmol/(m2·s)、70 μmol/(m2·s)和140 μmol/(m2·s))及不同硝酸盐浓度(1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L和50 mg/L)下进行无菌单种培养，分析碘甲烷(CH₃I)、二溴甲烷(CH₂Br₂)、一氯二溴甲烷(CHBr₂Cl)和三氯乙烯(C₂HCl₃)4种VHCs的生产。采用吹扫?捕集气相色谱技术对其中的VHCs进行提取和分析。结果表明，光照强度和硝酸盐浓度会影响两种微藻对VHCs的释放，但是对不同VHCs的影响效果不同，其中CH₃I的释放受光照强度和硝酸盐浓度变化的影响比较显著。一定范围内，光照强度越大，两种微藻对CH₃I的释放量越大。适当的硝酸盐浓度(> 5 mg/L)在一定程度上促进了两种微藻对CH₃I的释放。     

海运船舶尾气洗涤废水中多环芳烃对海洋污染的研究现状及展望

分析了海运船舶尾气洗涤废水排放对多环芳烃 (PAHs) 类污染物的海洋富集行为的影响以及对 PAHs 控制的制约因 素和净化技术发展现状。PAHs 的海洋富集趋势与船舶的发动机尾气排放行为呈正相关性, 且船舶尾气洗涤废水排放加速了 PAHs 向海洋中富集。 国际海事组织 (IM0) 尚未对在PAHs 中占比大且毒性强的烷基化多环芳烃进行立法限制, 但单方面采 取措施禁止船舶尾气洗涤废水在其所属海域排放的国家和地区日益增多, 洗涤废水排放的PAHs 类污染物亟须净化处理。将 高级氧化光催化技术应用于洗涤废水排放的PAHs 净化具有发展前景。我国应抓住机遇, 大力开展针对海洋 PAHs 的排放限 制立法以及船舶尾气洗涤废水处理先进技术的研究, 这对于提升我国海事管理水平、增大国际话语权, 以及保护海洋生态安 全具有重要意义。     

大气气溶胶中的铁及其溶解度研究综述

生物活性铁(Fe)进入生物地球化学循环中能够调节碳循环,影响海洋初级生产力,间接影响全球气候变化。决定Fe生物可利用度的关键因子是可溶Fe含量,其中大气气溶胶的长距离传输是上层海洋获取生物可利用Fe的重要来源。近年来,对气溶胶中的Fe及溶解度的研究取得了重要进展,包括对不同区域Fe质量浓度和溶解度的观测以及对Fe溶解度影响因素的讨论。基于以上研究成果,汇总了近二十年全球部分陆地和海洋站点观测所得的不同粒径气溶胶颗粒物中的Fe质量浓度及其溶解度数据;重点介绍了气溶胶沉降入海洋前影响Fe溶解度的主要因素,包括Fe的来源、大气物理过程以及大气化学和传输混合过程等,并就各影响因素间的关联及相对重要性展开讨论;对未来气溶胶Fe的研究方向和方法提出建议。     

稀土元素和海洋化学

近年来研究海洋中痕量元素的化学行为日益受到人们的重视。通过对海洋中痕量元素浓度的分布、元素与阴离子和有机配位体的络合作用、在微粒上的吸附、痕量金属离子的氧化还原反应等的研究,可以解决海洋地球化学中的一些重要问题。稀土元素的离子半径在痕量金属的海洋化学研究中起着独特的作用。 海洋中稀土元素的主要来源有:大陆上的稀土元素随江河流入海洋,含稀土的气溶胶溶解在海水中;海洋底部的热液作用。通过生物体的下沉过程,使稀