Improvement of the one-dimensional Vertical Advection-diffusion Model in Seawater

The classical 1-D vertical advection-diffusion model was improved in this work.The main advantages of the improved model over the previous one are:1) The applicable condition of the 1-D model is made clear in the improved model,in that it is substantively applicable only to a vertical domain on which two end-member water masses are mixing.2) The substitution of parameter f(z) in the equation of the classical 1-D model with end-member fraction f1^z makes the model more precisely and easily solved.3) All the terms in the improved model equation have specific physical meanings,which makes the model easily understood.Practical application of the improved model to predict the vertical profiles of dissovled oxygen and micronutrients in abyssal ocean water of the North Pacific proved that the improvement of the 1-D advection-diffusion model is successful and practicable.     

渤海有色溶解有机物的三维荧光光谱特征

本文采用三维荧光光谱(FEEMs)技术, 结合FEEMs特定光谱区荧光区域积分(FRI)法, 测定了2010年9月中旬渤海23个站位不同层次的有色溶解有机物(CDOM)样品, 以探讨渤海CDOM组分的水平和垂直分布特征以及控制因素。FEEMs的总累计积分和各荧光团的荧光区域积分比例可作为表征海域CDOM分布特征的一个良好指标, 且优于常规的单点荧光法。结果表明, 渤海CDOM中含有类腐殖质荧光团A、B、C, 类色氨酸荧光团M, 以及类酪氨酸荧光团N。从沿海至外海, CDOM总累计积分值不断减小。其中紫外区类腐殖质A的荧光区域积分比例无显著变化; 可见区陆源类腐殖质B的荧光区域积分比例也不断减小, 表明陆源输入为沿海区域CDOM的主要来源; 而可见区海源类腐殖质C、类蛋白质荧光团M、N的荧光区域积分比例和叶绿素浓度不断升高, 显示了生物活动的贡献。从层次来看, 沿海CDOM的总累计积分为: 表层>底层>中层; 而外海CDOM的总累计积分呈相反趋势。其中, 紫外区类腐殖质A的荧光区域积分比例在整个海域最小, 垂直分布无明显变化; 可见区陆源类腐殖质B的荧光区域积分比例与沿海CDOM总累计积分相一致; 可见区海源类腐殖质C、类蛋白质M和N的荧光区域积分比例与外海CDOM总累计积分相一致, 这反映了CDOM的垂直分布是由光化学反应、生物作用和沉积物再悬浮共同控制的特性。     

铜(Ⅱ)-苏氨酸-咪唑混配配合物的合成及其与DNA作用的光谱研究

为设计合成具有应用前景的低毒抗肿瘤药物,本文合成了1种未见报道的铜(Ⅱ) 苏氨酸 咪唑混配配合物。根据元素分析、红外光谱、差热 热重分析及摩尔电导率的测定对其进行表征;并以电子吸收光谱法及溴化乙锭(EB)荧光分析法研究了此种配合物与DNA的作用方式。结果表明:配合物[Cu(Thr) (Im ) 3 ]Cl·H2 O(HThr =DL -Threonine ,Im =Imi dazole)与DNA作用时,使DNA电子吸收光谱的吸收峰发生微小位移,但该配合物在一定程度上又能够猝灭EB DNA体系的荧光,表明此配合物与DNA是以弱的插入作用相结合。     

海水中氨基酸对Cu（Ⅱ）在r—MnOOH上吸附的影响

实验测定了海水中氨基酸存在下Ｃｕ（Ⅱ）在ｒ－ＭｎＯＯＨ上吸附的等温线、Ｃｕ（Ⅱ）％－－ｐＨ曲线和Ｃｕ（Ⅱ）％－氨基酸深度曲线。结果表明，较低浓度氨基酸对Ｃｕ（Ⅱ）在ｒ－ＭｎＯＯＨ上吸附没有影响，而较高浓度氨基酸却起抑制作用，这主要是由于海水中Ｃｕ（Ⅱ）－氨基酸络合反应与ｒ－ＭｎＯＯＨ竞争Ｃｕ（Ⅱ）所致。此外，海水中较高浓度氨基酸只使Ｃｕ（Ⅱ）在ｒ－ＭｎＯＯＨ上吸附的表面分级离子交换稳定常数Ｋｉ（ｉ     

氮形态组成对海洋浮游植物群落结构的影响与动力学研究

海洋浮游植物群落结构的改变与营养盐结构有关,不同形态氮可能会影响优势种生长从而改变浮游植物群落结构。本文针对莱州湾硅藻向甲藻潜在的种群演替问题,通过船基围隔生态系现场氮加富培养实验,研究NO3-N、NH4-N、陆源有机氮(DONts)和藻源有机氮(DONss)对海洋浮游植物群落结构的影响。结果表明,在NO3-N、NH4-N和DONts加富培养条件下,舟形藻(Navicula spp.,优势度60.4%)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicusm,56.6%)和密连角毛藻(Chaetoceros densus,57.4%)等硅藻是优势种,在DONss加富培养条件下,春膝沟藻(Gonyaulax verior,60.2%)等甲藻为优势种,说明硅藻主要吸收无机态营养盐成为优势种,而甲藻能够吸收DON成为优势藻。动力学过程分析发现,春膝沟藻(G.verior)等甲藻可以直接吸收利用DONss,而DONts可能是通过矿化转化为无机氮,再被密连角毛藻(C.densus)等硅藻吸收与利用。本文研究成果,有助于对硅藻向甲藻演替的营养盐动力学控制机制的认识。     

基于赤潮控制要素识别的近海富营养化压力指数研究

鉴于赤潮发生影响要素之间一般性逻辑关系模糊不清,且缺乏表征关键控制要素之间量化关系的解析式,造成当前赤潮预测预警与防控间关系不紧密甚至相脱节。为将二者密切连接,本文利用胶州湾1982—2015年的调查数据,在解析富营养化和赤潮发生关键控制要素基础上,建立了应用于赤潮预测预警的复合富营养化压力指数(compoundeutrophicationindex,CEI),同时将CEI应用于长江口赤潮高发区海域验证。结果表明,胶州湾赤潮发生关键控制要素有14种,CEI评价结果不仅与chl a吻合度较高(相似性指数为0.86),而且与赤潮发生时间匹配度较好(达93%),与统计方法预测预警准确度相当,其空间匹配度达77%,与生态动力学模型预测预警准确度相当。将CEI应用于长江口赤潮高发区,时间上与chl a吻合度(相似性指数)为0.74,达到较高的一致性;空间上与chl a吻合度(Kappa系数)为0.25,达到一般一致性。由于海域的特殊性,关键控制要素的遗失可能是一致性偏低的主要原因,未来研究基于长江口赤潮高发区进行CEI构建可能使问题改善。     

2018年南黄海浒苔绿潮迁移发展规律与营养盐相互关系探究

根据2018年4月(春季，绿潮前期)和7月(夏季，绿潮后期) 南黄海营养盐、温度、盐度等水文参数及每日绿潮卫星监测数据，深入分析2018年绿潮的发展规律与营养盐结构特征之间的关系。结果表明：4月25在江苏南通外海首次发现浒苔绿潮，8月中旬在山东半岛近海消亡，其发展区域集中在122°E以西近海，且快速增殖阶段处在35°N以南江苏近海。各组分的营养盐浓度受沿岸径流、冷水团及生物作用等因素影响，均呈现江苏近海高外海以及北部低的特征。对比绿潮发展和营养盐分布呈现3个明显的绿潮−营养盐特征区域：高营养盐−绿潮快速发展区域(35°N以南，122°E 以西，江苏近海)；低营养盐−绿潮消亡区域(35°N以北，122°E 以西，山东半岛外海域)及122°E以东外海无绿潮区域。不同特征区营养盐变化表明，江苏近岸较高的营养盐含量(${\rm{NO}}_3^- $-N>6.5 μmol/L, ${\rm{PO}}_4^{3-} $-P>0.27 μmol/L)和丰富来源是浒苔萌发和绿潮快速发展的重要物质基础，为绿潮发展提供了主要的氮、磷生源要素。北部山东半岛南外海较低的营养盐水平(7月，DIN<2 μmol/L, ${\rm{PO}}_4^{3-} $-P<0.03 μmol/L)是限制绿潮继续发展的重要因素。     

海水中铜(Ⅱ)-固体粒子-氨基酸相互作用的红外光谱研究

本文测定了“氨基酸一CU(Ⅱ)-氧化物、粘土、碳酸钙”体系的红外光谱。结果表明:(1)对于“氨基酸-固体粒子”体系,吸附态氨基酸通过其-NH_3~+基团,而不是-COO~_,与表面羟基缔合。(2)对于“氨基酸-Cu(Ⅱ)”表面络合物,氨基酸之-NH_3~+与表面羟基缔合,而-COO~-与Cu(Ⅱ)络合,形成S-AA-Cu表面三元络合物。(3)随着Cu(Ⅱ)交换量增加,固体粒子-氨基酸-Cu(Ⅱ)之间的相互作用使表面缔合羟基发生分级变化。     

海洋化学中的线性自由能关系——Ⅲ.盐度效应和离子交换剂/配位体效应

本文应用LFERs讨论了海洋化学中盐度对海水中弱酸解离常数的影响,金属离子在海洋悬浮颗粒上的表面离子交换反应以及各种金属离子与海水中主要无机配位体的络合反应。根据E-C方程和文献数据证明了海水介质中主要无机配位体与各种金属离子形成的络合物表观稳定常数之间存在着LFERs。发现海洋中悬浮颗粒与Cu,Zn,Cd形成的表面配位络合物表观稳定常数之间也存在着LFERs。根据化学热力学简单讨论了海水中H_2O,H_2CO_3,H_3BO_3,等弱酸的表观解离常数,并且发现其相互间亦存在着LFERs。这表明在各种盐度下的弱酸表观解离常数可根据LFERs确定。