三价钛还原法分析硝酸根氮氧同位素的方法研究

本研究利用三价钛还原法将标准样品、海水、湖水和雨水中硝酸根转化为N₂O测试其氮氧同位素值,并优化实验条件（NO^-₃浓度、试剂量、反应时间和温度等）。结果表明：4 cm³硝酸根水样（浓度约为20 μmol/dm³）,加入100 mm³TiCl₃溶液（浓度为150 g/dm³）,25 ℃反应24 h,NO^-₃还原为N₂O的平均转化率为86.3%（n=5）。5种丰度硝酸根氮氧同位素标样校准曲线斜率分别为0.947和0.617,相关系数R²分别为0.999和0.994;方法检出限的NO^-3浓度为2.5 μmol/dm³,其δ¹⁵N的标准偏差小于0.7‰(n=5),δ¹⁸O_VSMOW值的标准偏差小于2.5‰(n=5);20 μmol/dm³硝酸根样品δ¹⁵N的标准偏差小于0.5‰（n=5),δ¹⁸O_VSMOW值的标准偏差小于1.0‰（n=5）。该方法测定3种不同类型水样δ¹⁵N的标准偏差分别为0.3‰、0.6‰和0.5‰;δ¹⁸O_VSMOW的标准偏差分别为2.1‰、2.0‰和1.6‰。三价钛还原法分析水体中硝酸根氮氧同位素操作步骤简单,测试效率高,但氧同位素结果需要系统校正。     

三种盐度对叶硝水母不同阶段生长和消化酶活性的影响

盐度是影响水母生长、繁殖和家庭饲养的重要因素,全球变暖、海水温度上升、极端天气和气候异常已被证明会影响盐度。本研究为探讨叶硝水母(Phyllorhiza chinensis)对盐度的应激响应机制,设置12、22和32共3个盐度梯度,对螅状体、育成体和成体的生长和消化酶活性进行了检测和分析。结果显示人工条件下盐度可引起叶硝水母生活史各阶段生长和消化生理的变化,在3种盐度条件下螅状体均能正常存活和无性繁殖,体内4种消化酶活性均极显著高于育成体和成体(P<0.01),说明螅状体对外界盐度变化表现出较强的适应性,其细胞的渗透调节能力较强,可进一步人工淡水驯化。盐度12有利于育成体和成体的进一步淡化,可作为内陆水族馆和家庭观赏水母用螅状体的保种盐度。盐度22叶硝水母无性繁殖、生长和活力状态较好, 4种消化酶活力最高,可作为人工饲养的适宜盐度。各盐度组3个生长阶段胃蛋白酶含量均最高,说明该水母对蛋白质具有较强的消化能力,试验结果为叶硝水母饵料的调整、解析对环境的应激和适应机制及商业养殖开发提供理论依据。     

裙带菜(Undaria pinnatifida)配子体对氨态氮和硝态氮的吸收利用比较

本文对裙带菜(Undaria pinnatifida)配子体丰富培养的氮源进行了研究,结果发现裙带菜配子体能够有效利用氨态氮和硝态氮进行扩增,在30μmol/L氮离子浓度条件下,裙带菜配子体的日生长率能达到25%,可以满足配子体快速扩增的需要。裙带菜配子体在同时含有硝态氮和氨态氮的培养液中培养时,同时吸收两种氮源,并没有出现相互抑制的现象;配子体对氨态氮的吸收速率略大于硝态氮的吸收;对裙带菜配子体的氮吸收速率进行了测定,吸收速率最高分别可达24.3μmol/(g·h)和20.73μmol/(g·h),吸收速率随着氮浓度的增加而升高。     

小分子有机碳、氮源对海洋着色菌(Marichromatium gracile)生长和去除高浓度无机三态氮的影响

采用高浓度无机三态氮(铵氮4NH?-N、亚硝氮2NO?-N和硝氮3NO?-N)共存的模拟海水体系,在最适生长条件下,研究了小分子有机物(糖类、有机酸、醇、有机氮)和p H对海洋着色菌(Marichromatium gracile)YL28去除水体无机三态氮的影响。结果表明:以葡萄糖、乙酸钠和乙醇为唯一碳源时,水体中的高浓度2NO?-N和3NO?-N均能被完全去除,4NH?-N的去除率分别为93.40%、84.55%和66.63%;碳源为乙酸钠时菌体生长最好,体系中添加蛋白胨或尿素,仅4NH?-N的去除效果明显降低。p H值在6.0—9.0时,该菌株对4NH?-N、2NO?-N和3NO?-N均具有去除能力。由此可知:YL28菌株对模拟海水养殖水体中高浓度无机三态氮具有良好的去除能力,高浓度有机氮化物(蛋白胨和尿素)对4NH?-N的去除能力有明显影响,但对2NO?-N和3NO?-N仍保持高效的去除能力。本研究为不产氧光合细菌制剂在水产养殖中的合理应用提供参考。     

石油烃和营养盐的复合污染对海洋浮游植物的影响*Ⅱ. 营养盐对浮游植物吸收石油烃的影响

通过向培养体系中添加不同浓度的营养盐和相同浓度的石油烃, 对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo Hada)和锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)进行周期性培养, 研究了营养盐对海洋微藻的石油烃吸收动力学的影响。当营养盐按照Redfield比值添加时, 三种微藻在初始的12h中摄取的石油烃都是最大的。对于三种藻而言, 不同营养盐浓度条件下, 对石油烃的摄取程度从强到弱依次为氮潜在限制>磷潜在限制>硅潜在限制(中肋骨条藻)。在相同营养盐浓度条件下, 在这三种微藻中, 中肋骨条藻对石油烃的摄取程度最大, 在初始的12h里, 石油烃浓度的减少几乎完全是藻将摄取的吸附在表面或吸收入体内的石油烃又重新释放回了水体引起的。     

环境因子对海洋浮游植物吸收磷酸盐速率的影响

本文研究了培养条件下,介质中PO₄-P浓度、砷酸盐浓度、温度及光照强度对海洋浮游植物吸收磷酸盐速率的影响。结果表明:在低磷介质中,随PO₁-P浓度的升高,浮游植物对磷酸盐的吸收速率增大;砷酸盐只在短期内抑制浮游植物对磷酸盐的吸收;温度升高也使吸收速率增大;光照强度对吸收速率的影响因种类而异。     

环境条件对线形硬毛藻营养盐吸收影响的季节变化

研究了线形硬毛藻在不同温度、盐度和营养盐浓度条件下对NH+4-N、NO-3-N和PO3-4-P的吸收速率的季节性变化。实验结果显示,在5~30℃范围内,线形硬毛藻对NH+4-N、NO-3-N和PO3-4-P的吸收速率受温度和季节影响显著,最适温度范围基本维持在15~25℃,且春季和秋季的吸收速率高于夏季和冬季。低盐度(0~10)对NH+4-N的吸收没有显著影响,对NO-3-N的吸收有促进作用,而对PO3-4-P的吸收有抑制作用。除了个别低盐度条件外,NH+4-N、NO-3-N和PO3-4-P的最大吸收速率大多出现在春季,而最小吸收速率大多出现在冬季。线形硬毛藻在不同浓度的营养盐条件下大多呈现出开放型的吸收模式,在高浓度下各个季节均能吸收营养盐。本研究结果为阐明线形硬毛藻作为"绿潮"灾害藻类的爆发机制提供了理论基础,同时为线形硬毛藻作为新型工具藻在富营养化水域生境修复和陆基工厂化养殖废水处理中的应用提供了科学依据。     

温度对海洋硅藻吸收或释放一氧化氮的影响

基于全球变暖的背景,研究了温度对三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)、小新月菱形藻(Nitzschiaclosteriumf.minutissima)和中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)生长的影响,并初步探讨了温度对海洋硅藻生长过程中吸收或释放一氧化氮(NO)的影响。培养温度分别为20℃和25℃。结果显示,温度升高,中肋骨条藻的比生长速率降低(P0.05),而对三角褐指藻和小新月菱形藻的生长没有明显影响。不同种类硅藻对高温的适应能力不同,且在不同生长阶段对NO呈现不同的吸收或释放规律。与20℃培养条件相比,25℃条件下三角褐指藻对NO的净吸收速率在指数生长期、生长平台期和衰亡期分别升高了40.2%、98.2%和16.0%;小新月菱形藻对NO的净吸收速率在生长的平台期升高了5.7倍;中肋骨条藻对NO的净释放速率在生长的平台期升高幅度最大,为11.5倍。结果表明全球变暖对不同种类的硅藻代谢NO的促进程度不同。     

风场对全球海洋CFC-11 吸收的影响

为了在中国科学院大气物理研究所的全球海洋模式(LASG/IAP Climate Ocean Model,LICOM)中研究不同的风场引起的海气传输速度对三氯一氟甲烷(CFC-11)在海洋中的分布和吸收产生的影响,同时选出更适用于LICOM模式模拟海洋对气体吸收的风场,本文做了4组对比实验,即传输速度为常数(实验-C)以及依赖3个不同风场(Esbensen and Kushnir观测风场(实验-EK)、National Centers for Environmental Prediction(NCEP)再分析风场(实验-NP)、QuikSCAT卫星风场(实验-QS))的实验。在对比分析中重点考察了CFC-11的海气通量、海表浓度、水柱总量、传输过程等。结果显示,不同风场带来的传输速度差异会造成模拟结果在局部海域存在显著差异,但在大部分海域的差异并不显著。而且随着积分时间的增加,从海气通量、存储量两方面可以看出,不同模拟结果之间的差异有着减小的趋势。如1955年1月北大西洋局部地区,不同的风场下的海气通量模拟结果间的差异达到20%左右,到了1995年1月这种差异下降到15%左右。此外,传输速度的选取依赖风场计算值的全球平均值(试验-C)会造成模拟结果相对偏小,而风速相对较大的QuikSCAT卫星风场资料在一定程度上使得模式模拟结果与观测资料更为接近。     

室内培养硏究硝酸盐对中肋骨条藻生长的影响

中肋骨条藻是一种广温、广盐性的浮游硅藻，并且多次在长江口及其他海域形成赤潮，对海洋生态环境造成严重危害，因此引起国内、外赤潮研究者的广泛关注。不少学者对中肋骨条藻种群的生态、生理特点展开研究(刘东艳等，2002；黄文祥等，1989；邹景忠等，1989；李铁，1990，2000)。营养盐是海洋浮游植物所必需的成分，海水中某种营养盐含量过低往往对浮游植物生长形成限制(Myers et al.，1981；Brian，1986；胡明辉等，1989)。海水营养盐含量过高则易形成富营养化，可进一步引发赤潮(周名江，2001)。硝酸盐是海洋浮游植物所必需的营养物质之一，它直接影响着浮游植物的生长、繁殖等生物活动(李铁，2000；Ryther et al.，1971)。研究海水中硝酸盐浓度和N/P对浮游藻类生长的影响将有助于我们了解高营养化与赤潮发生之间的关系。本文对在不同营养结构条件下，中肋骨条藻的生长速率、培养介质中的pH和溶解有机碳(DOC)进行了研究。     

磷酸盐、硝酸盐组成对海洋赤潮藻生长的影响

应用 1次培养实验方法研究了不同组成磷酸盐 (PO4- P)和硝酸盐 (NO3 - N)对新月菱形藻、旋链角毛藻和中肋骨条藻 3种海洋赤潮藻生长的影响。结果表明 ,L ogistic生长模型可以很好地描述不同组成 PO4- P和 NO3 - N条件下 3种海洋赤潮藻生长状况 ,其中拟合相关系数 R2 =0 .95± 0 .0 3。进一步研究表明 ,3种海洋赤潮藻均存在营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 ,在本文实验条件下新月菱形藻的 C*PO4为 1.72μmol· L-1,C*NO3 为 4 0 .4 2μmol· L-1;旋链角毛藻的分别为 2 .0 7μmol· L-1和 4 4.76 μmol· L-1;中肋骨条藻的分别为 1.13μmol· L-1和 30 .2 6 μmol· L-1。当 PO4- P,NO3 - N初始浓度分别小于其营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 时 ,随其初始浓度增加会促进 3种赤潮藻生长 ,但当初始浓度大于营养盐生长阈值时 ,随营养盐初始浓度增加反而会逐渐限制其生长。这表明 3种海洋赤潮藻都存在 1个适宜其生长的 (N∶ P) 最佳值 ,其中新月菱形藻的 (N∶ P) 最佳值 =2 0∶ 1,旋链角毛藻的 (N∶ P) 最佳值 =19∶ 1,中肋骨条藻的 (N∶ P) 最佳值 =32∶ 1。     

莱西地区施肥对地下水硝酸盐污染的过程

通过实地调查和渗水、硝化、吸附、弥散等室内外试验,获取了所需水文地质参数。利用VS2D/T(Variably Saturat-ed 2-D Flow and Transport Model)模型,建立了莱西地区包气带水流-溶质运移模型,分析了莱西地区施肥过程中对地下水的硝酸盐污染。研究结果表明,氮肥中的硝酸盐对地下水的补给量占当次施肥量的24%和43%,进入到地下水中硝酸盐的平均浓度分别约为130mg/L和177mg/L,远高于当地地下水中硝酸盐63.5mg/L的平均浓度,说明不合理的施用氮肥是造成莱西地区地下水硝酸盐污染的1个主要原因。通过模拟不同灌溉和施肥模式下对地下水的硝酸盐污染,得出灌溉方式的改变对于减少施肥造成的地下水硝酸盐污染的作用最大。     

两种海洋微藻硝酸还原酶活性测定方法的比较研究

对6种常见海洋微藻的硝酸还原酶活性测定方法进行了初步研究。确立了离体法和活体法的提取(振荡)时间及酶促反应时间,分别为:5 min,30 min(离体法)和6 min,10 min(活体法),并对2种方法进行了对比。结果表明:在本文条件下,离体法较活体法更适于进行塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、强壮前沟藻(Amphidinium carterae)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、新月菱形藻(Nitzchia closterium)和旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)的硝酸还原酶活性的测定;活体法更适于东海原甲藻(Prorocentrum donghainase)硝酸还原酶活性的测定。     

重金属胁迫对两种海洋饵料微藻的急性毒性效应研究

在模拟生态环境条件下研究了铜(Cu2+)、镉(Cd2+)和锌(Zn2+)3种重金属离子对2种海洋饵料微藻(青岛大扁藻(Platymonas helgolandica)和等鞭金藻8701(Isochrysis galbana 8701))的急性毒性效应,分析其对种群增长的影响,并利用透射电镜对微藻亚显微结构的变化进行分析。在实验浓度范围内,2种微藻的种群增长对3种重金属离子的急性胁迫表现出类似的变化趋势,随着胁迫浓度的增加,微藻的相对增长率均呈现出不断下降的趋势;通过比较2种微藻的48hEC50和96h-EC50发现:3种重金属离子的毒性程度为Cu2+Cd2+Zn2+,等鞭金藻8701对重金属胁迫的敏感性高于青岛大扁藻。2种微藻的亚显微结构观察显示,二者的膜结构及细胞核对Cu2+胁迫并不太敏感;与对照组相比等鞭金藻8701的色素体及贮能物质受影响较严重,而青岛大扁藻的叶绿体及淀粉粒受影响较大。     

沙尘粒子在我国内陆传输过程中对硫酸盐和硝酸盐生成的影响

2001年春季在青岛采集了3次沙尘暴过境时的大气气溶胶粒子，并利用单个气溶胶粒子分析方法对沙尘粒子含有硫酸盐和硝酸盐的状况进行了分析研究。结果发现3％～13％的沙尘粒子含有硫酸盐，6％～10％的沙尘粒子含有硝酸盐。这些比例远小于无沙尘时北京、青岛等城市污染大气中矿物粒子所含这些成分的比例，表明沙尘粒子在从内陆源区传输到沿海地区的过程中对大气中硫酸盐和硝酸盐生成的促进作用远不如城市污染大气中的矿物粒子明显。     

星载红外辐射计海上辐射校正方法研究

以FY-1D卫星的热红外通道为例,利用2003年黄东海海上试验站点及其周围海域对辐射校正原理进行了分析研究,包括对现场辐亮度的测量、星地光谱匹配、大气辐射传输计算、辐射校正系数获取等方面的研究。     

Modified Method for the Analysis of Nitrogen Isotopic Composition of Oceanic Nitrate at Low Concentration

A method for the determination of the δ¹⁵N of nitrate in seawater described by Cline and Kaplan (1975) has been modified for application to low-level nitrate samples. We have minimized the reagent blank problem by replacing the Devarda's alloy with an aluminum reagent, and have also established a procedure that yields quantitative (93 ± 2%) extraction of nitrogen even at low nitrate levels. Though the amounts and the δ¹⁵N of the blank N varied from one reagent set to another, with these modifications, an overall N blank was reduced to approximately 0.80 ± 0.33 μmole N having an estimated δ¹⁵N value of −1.8‰. After blank and yield corrections, the measured isotopic composition of nitrate differed by approximately 0.1‰ from the actual value while the precision was within ±0.2‰ at the 1.25 μM level. The modified procedure was applied to seawater samples collected from the equatorial Pacific in order to compare the N blanks in field samples with those derived from laboratory experiments. The results support the suitability of the modified approach for isotopic analysis of oceanic nitrate in shallow water. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Nitrate isotope dynamics in the lower euphotic-upper mesopelagic zones of the western South China Sea

The dual isotopes(N and O) of nitrate were measured using a denitrifier bacterial method in the western South China Sea(WSCS) during September 2015 to elucidate key information during N transformation in the lower euphotic zone(LEZ)-upper mesopelagic zone(UMZ,down to 500 m in this study) continuum,which is a vital sub-environment for marine N cycle and sequestration of atmospheric CO₂ as well.The N isotopic composition(δ¹⁵N) of nitrate generally decreased from 500 m toward ...     

Lateral Vibration Behavior Analysis and TLD Vibration Absorption Design of the Soft Yoke Single-Point Mooring System

Mooring system is the key equipment of FPSO safe operation. The soft yoke mooring system is regarded as one of the best shallow water mooring strategies and widely applied to the oil exploitation in the Bohai Bay in China and the Gulf of Mexico. Based on the analysis of numerous monitoring data obtained by the prototype monitoring system of one FPSO in the Bohai Bay, the on-site lateral vibration behaviors found on the site of the soft yoke subject to wave load were analyzed. ADAMS simulation and model experiment were utilized to analyze the soft yoke lateral vibration and it was determined that lateral vibration was resonance behaviors caused by wave excitation. On the basis of the soft yoke longitudinal restoring force being guaranteed, a TLD-based vibration damper system was constructed and the vibration reduction experiments with multi-tank space and multi-load conditions were developed. The experimental results demonstrated that the proposed TLD vibration reduction system can effectively reduce lateral vibration of soft yoke structures.