南海北部海水中氨基酸的分布及其对溶解有机物降解行为的指示研究

于2015年6月对南海北部海区5个断面共26个站位海水中溶解态氨基酸（THAA）、溶解有机碳（DOC）和叶绿素a（Chl a）的浓度进行了科学调查。结果表明:夏季南海北部海水中THAA的浓度范围为0.40~1.95 μmol/L,平均值为（0.80±0.40） μmol/L,THAA的水平分布总体上体现出近岸高、远海低的特点,表明陆源输入对南海北部海域表层THAA分布有重要影响。THAA在断面上的垂直分布呈现出由近岸至远岸、由表层至底层逐渐降低的趋势。THAA浓度与两种D型氨基酸（D-谷氨酸:D-Glu和D-丙氨酸:D-Ala）含量之间存在显著负相关性,与天门冬氨酸/β-丙氨酸（Asp/β-Ala）和谷氨酸/γ-氨基丁酸（Glu/γ-Aba）比值之间存在显著正相关性,表明细菌的消耗是影响南海海水中THAA浓度的重要因素。D-Ala作为细菌肽聚糖中相对稳定的氨基酸,根据其占DOC的含量估算南海海水中的细菌源有机碳对DOC的贡献率为（29.32±14.32）%,其水平分布显示出近岸低、远岸高的特点;而其垂直分布则呈现出从表层至底层逐渐增加的趋势。THAA占DOC百分比（THAA-C%）的变化范围为1.02%~5.49%,平均值为（2.97±1.38）%。THAA-C%、活性因子和降解因子的高值均出现在珠江口外围区域。随着海水深度增加3种降解因子的数值均显著降低,这表明底层海水中有机物比表层海水中的有机物降解程度更大。     

珠江口及海南岛东南海域海水中氨基酸的分布及其对有机物降解指示的研究

于2021年8月对珠江口及海南岛东南海域海水中的总溶解态氨基酸(THAA)、溶解有机碳(DOC)、有机氮(TN)和叶绿素a(Chl a)的浓度及分布进行了系统的调查研究。结果表明,调查站位海水中THAA的浓度范围为0.68～4.22μmol/L,平均浓度为(1.69±0.98)μmol/L,呈现近岸高、远岸低的分布趋势;垂直分布上,氨基酸浓度均呈现出随深度增加逐渐减小的特征。THAA浓度分布与天冬氨酸(Asp)/β-丙氨酸(β-Ala)和谷氨酸(Glu)/γ-氨基丁酸(γ-Aba)的比值具有显著正相关性,表明细菌活动对THAA的分布以及降解有重要影响。细菌源有机碳对DOC的贡献率约(13.04%±4.50%),呈现出近岸低于远岸、表层高于底层的特征。氨基酸中碳对有机碳的贡献率(THAA-C%)的分布趋势为近岸低于远海,说明近岸站位有机物降解程度更大。降解指数(DI)和活性指数(RI)也和THAA-C%呈现了相似的分布趋势,在调查海域的东部和珠江口近岸海域出现了高值区。垂直方向上,珠江口附近的S8—S14断面底层相对于表层降解因子的值更低,表明底层海水中的有机物降解程度更高,而海南岛东南...     

春季长江口及其邻近海域溶解有机物的分布、组成及降解行为研究

2021年3月对长江口及其邻近海域9个断面溶解氨基酸(THAA)、溶解有机碳(DOC)和溶解有机氮(DON)的分布和组成进行了调查研究。结果表明:THAA的浓度范围为1.24~4.71μmol/L,平均浓度为(2.61±0.85)μmol/L;DOC的浓度范围为118.17~450.58μmol/L,平均浓度为(149.73±33.34)μmol/L;DON的浓度范围为10.48~24.45μmol/L,平均浓度为(13.80±1.81)μmol/L。THAA、DOC和DON的水平分布表现出近岸高于远岸的特点,表明陆源输入对调查区域的THAA等分布有重要影响。而THAA与D-天门冬氨酸、D-谷氨酸、D-丝氨酸和D-丙氨酸的D/L比均呈显著负相关,与天门冬氨酸/β-丙氨酸(Asp/β-Ala)呈正相关,表明细菌活动是影响THAA浓度变化的重要因素。长江口及邻近海域的优势氨基酸为L型氨基酸,D型氨基酸和非蛋白型氨基酸的占比仅为7.34%。基于C/N比值分析,长江口及其邻近海域溶解有机物(DOM)的来源受到长江冲淡水和台湾暖流的共同影响。THAA-C%、THAA-N%、降解因子和反应活性指数表明:水平方向上盐度接近于0的淡水区域和盐度高于34的远海区域降解程度较高;垂直方向上随着深度的增加,有机物的降解程度逐渐升高。调查区域有机物的降解程度主要受到陆源输入和细菌活动的影响。     

珠江口及近海表层沉积有机质的特征和来源

测定了珠江口及近海表层沉积物中总有机碳(TOC), 总氮(TN)及稳定碳同位素组成和几类主要有机化合物(水解氨基酸THAA、糖类TCHO、脂类lipid、酸不溶有机物AIOC), 并分析了沉积有机质及化合物的特征和来源。结果表明珠江口表层沉积有机质主要为陆源和水生混合来源, 而近海有机质主要为当地水生来源。大量的陆源高等植物(含有较多的木质素、纤维素等)输入珠江口, 使得珠江口个别站位沉积物中糖类物质含量大幅高于近海样品; 而珠江口与近海沉积物中水生来源有机质的含量相当。氨基酸和糖类占TOC的份额在浮游生物和悬浮颗粒物中分别为56%和48%, 在表层沉积物中为19%, 说明珠江口和近海的有机质从水柱到达沉积物-水界面的过程中经历了较充分的降解。珠江口样品中活性组分氨基酸和糖类占TOC的份额低于近海, 可能说明珠江口沉积有机质的降解程度高于近海。     

西北太平洋低纬度区域海水中溶解氨基酸的分布及组成研究

本文对2018年秋季西北太平洋低纬度区域上层海洋(5~200 m)中溶解氨基酸(THAA)的分布和组成进行了研究。结果表明,该海域表层海水中THAA的浓度范围为0.40~0.97μmol/L,平均浓度为0.58±0.14μmol/L;5~200m垂直断面上THAA的平均浓度为0.59±0.16μmol/L,范围为0.30~1.05μmol/L。调查海域内THAA浓度明显低于中国近海,在5~200m内的垂直分布基本表现出随深度增加而增加的趋势。将表层和垂直水体中的THAA分别与DOC、Chla等环境因子进行相关性分析,结果显示均无显著相关性。西北太平洋低纬度区域海水中的优势氨基酸是天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、丝氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、苏氨酸(Thr)和丙氨酸(Ala)。基于氨基酸的碳归一化产率(THAA-C%)、降解因子(DI)值,表明该海域表层海水中的有机质降解程度较高,且随深度的增加而降低。     

胶州湾沉积物中氮与磷的来源及其生物地球化学特征

通过对比分析和相关分析对沉积物中氮、磷含量、OC∶TN、TN∶TP进行了研究,探讨了胶州湾沉积物中氮、磷的来源及其生物地球化学特征.研究表明,胶州湾表层沉积物中总氮、总磷的变化趋势一致,即从湾内到湾外含量依次降低,其中总氮依次为0.41、0.25、0.20mg/g,总磷的含量依次为0.29、0.24、0.22mg/g.在整个柱状样中总氮、总磷平均含量的变化也和表层基本一致,有机氮在大部分层次占总氮的50%-70%,无机磷所占总磷的比例一般大于60%.根据沉积物OC∶TN比、氮、磷的垂直分布可以判断湾内和湾口沉积物中的氮主要是陆源的,海洋自生的氮分别占28.9%和13.1%,湾外的氮主要是自生的,海洋自生的氮占62.1%.与氮相比,磷主要是陆源的,但在湾外海洋自生磷的比例明显高于湾内.悬浮颗粒物的组成也证明了湾内沉积物中氮、磷主要是陆源的.沉积物中OC∶TN值的垂直变化也反映了近年来胶州湾物质来源的变化特征,即河流来沙急剧减少,沿岸倾倒垃圾不断增多,后者已经取代前者成为胶州湾主要的沉积物来源.另外,沉积物中TN和TN∶TP的垂直变化也和近年来胶州湾水体中营养盐含量的变化相一致.胶州湾不同地区氮、磷的沉积通量相差很大,湾口的沉积通量最大,而湾外的沉积通量最小;在表层沉积物中,氮的矿化速率高于磷,有机磷的矿化速率大于无机磷,但有机氮的矿化速率并不一定大于无机氮.OC、pH、Eh、Es等环境因素影响氮、磷的矿化,但在不同海区影响程度并不相同.     

胶州湾表层沉积物放射性核素含量与矿物组成

用HPGeγ谱分析方法测定了胶州湾表层沉积物中放射性核素含量。样品中^40K、^137Cs、^210Pb、^226Ra、^228Ra、^228Th和^238U的平均含量分别为688，3．28，61．0，26．5，40．3，44．8，39．2Bq／kg；东部海区沉积物^40K和^137Cs含量比其余海区低，但^210Pb、^226Ra、^228Ra、^228Th和^238U比其他海区高；除湾东部样品中的^210Pb、^226Ra、^228Ra、^228Th和^238U之外，粒径小于0．063mm部分中的放射性核素含量高于粒径大于0．063mm部分。除东部海区外，湾内其余海区表层沉积物中放射性核素含量和矿物组成基本一致，说明东部海区的沉积物的物质来源与其余海区不同。胶州湾表层沉积物与流域土壤放射性核素含量水平一致，所以胶州湾沉积物主要物源为流域陆源碎屑。表层沉积物中放射性核素含量与矿物组成具有相关性。铀和钍放射系衰变不平衡，总体样品和粒径小于0．063mm部分，铀系中^210Pb相对于^226Ra过剩，^226Ra相对于^238U亏损，^228Th相对于^228Ra过剩。     

南极半岛东北海域表层沉积有机质来源及其沉积环境

采用气相色谱-质谱技术对南极半岛东北海域海底表层沉积物的总有机碳、有机质碳同位素(δ13 Corg)和生物标志化合物等进行了测试分析。研究区表层沉积物总有机碳TOC平均值高于现代深海沉积物中的平均含量。δ13 Corg的变化说明该海域有机碳来源呈海洋水生生物来源和陆源混合的特征。正构烷烃的峰型分布、主峰碳、饱和烃轻重比C-21/C+22和(C21+C22)/(C28+C29)、甾烷组合和藿烷组合证实研究区西部表层沉积物有机质来源以陆源高等植物为主,其陆源可能来自于附近的南极半岛和南舍得兰群岛;研究区东部表层沉积物有机质来源偏以海源为主,且以低等浮游生物、藻类及细菌生物等海源输入为主。碳优势指数(Carbon preference index,CPI)、奇偶优势指数(Odd-even Predominance,OEP)和甾烷C29ααα20S/(20S+20R)比值显示研究区D1-7站位和D5-9沉积物有机质演化程度较高,D5-2和D2-4站位的有机质演化程度低,其他站位介于中间状态。饱和烃中姥鲛烷、植烷及其比值(Pr/Ph)等组合显示研究区西部以氧化-弱还原的沉积环境为主,其可能是受高温低盐别林斯高晋海水流和附近火山喷发的影响所致;研究区东部以还原—强还原沉积环境为主,可能是受低温高盐的威德尔底层水(WSBW)和威德尔海深层水(WSDW)影响所致。     

胶州湾沉积物中高生源硅含量的发现--胶州湾浮游植物生长硅限制的证据

从研究胶州湾沉积物中生源硅入手,利用对比分析对其限制的原因进行了探讨.研究表明,相对于邻近的黄海和渤海沉积物,胶州湾沉积物中的生源硅含量较高,在湾内外的三个站表层沉积物中生源硅的含量分别为1.58%、1.44%、1.48%,在整个柱状样中的平均含量分别为1.54%、1.48%和1.39%,属于高生源硅含量区.沉积物中BSi∶TN远远大于1,BSi∶TP也远远大于16,与水体中Si∶TN〈1,BSi∶16P〈1相反,同时沉积物中的OC∶BSi值远远小于Redfield比值（106∶16）,表明沉积物中有机质的分解速率远大于BSi的分解速率,生源硅分解的较慢.研究还发现,生源硅和有机碳的含量有明显的正相关关系,二者共同作用的结果是造成相当大的一部分BSi被埋藏,不能参与再循环,从而水体中的硅被永久地“清除”,造成水体硅的缺乏,这可能是造成胶州湾浮游植物生长硅限制的根本原因.湾外BSi较湾内低的主要原因是湾外的沉积物因其有机质含量低,且沉积物的颗粒粗而造成BSi的溶解速率比湾内的高.根据沉积物中生源硅的沉积通量和初级生产力的对比可推知,由硅藻形成的生源硅在沉降过程中平均只有15.5%被分解重新进入水体,其余的84.5%可被埋葬而形成沉积物.而胶州湾沉积物中的硅通过沉积物-海水界面返回到水体中的速率也小于生源硅的沉积速率,这进一步证明了海水中的硅不断向沉积物迁移,导致水体中硅含量持续的低水平,进而使Si成为浮游植物生长限制因子的主要原因.     

胶州湾表层沉积物黏土矿物分布特征及物源分析

利用X射线衍射（XRD）对胶州湾150个站位表层沉积物的黏土矿物组成及含量进行分析,研究了胶州湾表层沉积物黏土矿物的分布特征及其物质来源。结果表明,胶州湾表层沉积物中黏土矿物组成主要是伊利石（65.1%）和蒙脱石（17.1%）,其次是绿泥石（9.0%）和高岭石（8.8%）。在空间分布上,伊利石含量表现为西侧高、东侧低,高值区主要分布在大沽河、洋河口外两侧;蒙脱石含量高值区分布于胶州湾东北部、大沽河口东侧和湾口附近;绿泥石含量表现为东侧高、西侧低,且高值区整体呈条带状分布;高岭石含量表现为斑状分布,规律性不明显。黏土矿物物源分析表明,大沽河、洋河等入海河流所携带的陆源物质是胶州湾的主要物质来源,其中,大沽河是胶州湾沉积物中伊利石、蒙脱石和高岭石的主要物源,绿泥石则是大沽河、李村河及胶州湾东侧沿岸物质侵蚀风化产物共同作用的结果。     

胶州湾沉积物中有机质的来源与组成及其对百年尺度环境变化的指示

The Jiaozhou Bay is characterized by heavy eutrophication that is associated with intensive anthropogenic activities. Four core sediments from the Jiaozhou Bay are analyzed using bulk technologies, including sedimentary total organic carbon(TOC), total nitrogen(TN), the stable carbon(δ~(13)C) and nitrogen(δ~(15) N) isotopic composition to obtain the comprehensive understanding of the source and composition of sedimentary organic matter and further shed light on the environmental changes of the Jiaozhou Bay on a centennial time scale.Results suggest that the TOC and TN concentrations increase in the upper core, having indicated a probable eutrophication process since the 1920 s in the inner bay and the 2000 s in the bay mouth. The TOC and TN concentrations outside the bay have also changed since 1916 owing to the variation of terrigenous input.Considering TOC/TN ratio, δ~(13) C and δ~(15) N, it can be concluded there is a mixture of terrigenous and marine organic matter sources in the study area. A simple two end-member(terrigenous and marine) mixing model usingδ~(13) C indicats that 45%–79% of TOC in the Jiaozhou Bay is from the marine source. The environmental changes of the Jiaozhou Bay are recorded by geochemical proxies, which are influenced by the intensive anthropogenic activities(e.g., extensive use of fertilizers, and discharge of sewage) and climate changes(e.g., rainfall).     

胶州湾东部和青岛前海表层沉积物重金属分布特征及其对比研究

根据2003年对胶州湾东部和青岛前海2008年奥运赛场海域表层沉积物中重金属、有机碳和硫化物的调查结果表明:研究区的重金属(As除外)高含量主要分布在团岛污水处理厂,大港出口北侧至李村河口沿岸一带。作者通过与胶州湾周围岩体、地层和松散沉积物中重金属的平均含量比较以及重金属与环境因子有机碳、硫化物的相关分析,证明了研究区的重金属污染主要来自于工业和生活污水的排放,并且重金属与硫化物的物源不尽相同。作者发现由于胶州湾的潮流作用模式使胶州湾东部排入的污染物向西扩散的可能性削弱,是胶州湾东部污染严重的一个自然因素。同时由于胶州湾东部的部分污染物经由沧口水道搬运到青岛前海的退潮三角洲区域而出现局部高值区,其中沉积物中的Cr和Cu已有超标现象,应引起重视。     

近130年胶州湾自然形态和冲淤演变探讨

以胶州湾不同时代的海图为依据 ,采用人机交互方式 ,利用数字化板和地学软件 ,对胶州湾海底冲淤态势进行了半定量 (精确到量级 )分析 ,划分了湾内淤积区、侵蚀区 ,并给出了历史变迁趋势。结果表明 ,2 0世纪 80年代以前 ,胶州湾基本处于淤积缩小状态 ,沧口水道和环流中心的海湾中部及沿岸各小湾为淤积区 ,湾口部分和外湾侵蚀 ;2 0世纪 80年代末 90年代初 ,胶州湾反向发展 ,转为侵蚀 ,侵蚀区从湾口向内湾经各水道辐射分布 ,仅侵蚀区之间分布着小片淤积区     

夏季大亚湾悬浮颗粒有机物碳、氮同位素组成及其物源指示

2015年夏季开展了大亚湾悬浮颗粒有机物碳（POC）、氮含量（PN）及其同位素组成的研究,结果表明,δ13C_POC和δ15N_PN的变化范围分别为-25.7‰~-17.4‰和-6.3‰~10.4‰,平均值分别为-20.2‰和8.2‰。大亚湾悬浮颗粒有机物含量及其碳氮同位素组成的空间变化反映了不同有机质来源的影响:喜洲岛附近海域表现出高POC、PN、δ13C_POC和δ15N_PN的特征,指征着浮游植物水华的主导贡献;东北部范和港附近海域具有高POC、PN、低δ13C_POC和高δ15N_PN的特征,反映了河流/河口水生有机物的影响;湾顶白寿湾附近海域的δ13C_POC和δ15N_PN出现低值,体现了陆源有机质和人类污水排放的影响。借助δ13C_POC和δ15N_PN的三端元混合模型,定量出海洋自生有机质、陆源有机质、河流/河口水生有机质等3个来源的贡献平均分别为70%、13%和17%,其中海洋自生有机质是夏季大亚湾悬浮颗粒有机物的最主要来源。从这3种来源颗粒有机物含量的空间变化看,海洋自生有机质含量由湾内向湾外减少,与初级生产力的空间变化相对应;河流/河口水生有机质含量在大亚湾东北部出现高值;陆源有机质含量在表、底层出现不同态势,表层陆源有机物含量在湾中部海域最低,而底层则呈现出自湾内向湾口增加的趋势,主要受控于离岸距离和珠江冲淡水、粤东沿岸上升流输送的影响。     

Distribution Pattern of Heavy Metals in the Surface Sediments of the Jiaozhou Bay

Introduction Due to the joint influence of hydrodynamics and the impacts of biological and human activities, the distribution pattern of heavy metals in the coastal sediments becomes rather complicated. The question has raised attention from the world geocommunities since the 1970s. During the past 30 years, a lot of data have been accumulated [1-7]. The study of heavy metals in the sea bottom sediments began in the 1980s in China [8-13]. It includes the study of sources, occurrence, depositi…     

Chemical properties of colored dissolved organic matter in the sea-surface microlayer and subsurface water of Jiaozhou Bay, China in autumn and winter

The distribution and chemical properties of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) in the Jiaozhou Bay, China were examined during four cruises in 2010-2011. The influence of freshwater and industrial and municipal sewage along the eastern coast of the bay was clearly evident as CDOM levels (defined as a 305 ), and dissolved organic carbon (DOC) concentrations were well correlated with salinity during all the cruises. Moreover, DOC concentrations were significantly correlated with chlorophyll a concentrations in the surface microlayer as well as in the subsurface water. The concentrations of DOC and CDOM displayed a gradually decreasing trend from the northwestern and eastern coast to the central bay, and the values and gradients of their concentrations on the eastern coast were generally higher than those on the western coast. In addition, CDOM and DOC levels were generally higher in the surface microlayer than in the subsurface water. In comparison with DOC, CDOM exhibited a greater extent of enrichment in the microlayer in each cruise, with average enrichment factor (E F ) values of 1.38 and 1.84, respectively. Four fluorescent components were identified from the surface microlayer and subsurface water samples and could be distinguished as peak A, peak T, peak B and peak M. For all the cruises, peak A levels were higher in the surface microlayer than in the subsurface water. This pattern of variation might be attributed to the terrestrial input.     

Tracing origins of sewage and organic matter using dissolved sterols in Masan and Haengam Bay,Korea

Masan and Haengam Bays in Korea are highly polluted and semi-enclosed. Domestic and industrial effluents are directly or indirectly discharged into the bays through sewage treatment plants (STP) and creeks. In this study, 15 dissolved sterol compounds were determined in order to understand their sources and relative contribution. Freshwater samples were taken from 13 creeks and at two STP sites on a monthly basis. Total dissolved sterol concentrations ranged from 993 to 4158 ng/L. The concentrations of sterols in winter were higher than in summer. Among the sterols analyzed, cholesterol, β-sitosterol, coprostanol and cholestanone were major compounds in creek water. Seawater samples were concurrently collected at 21 stations in Masan Bay. Total sterol concentrations ranged 118–6,956 ng/L. Inner bay showed high concentrations of sterols in summer, while outer bay showed high sterol concentrations in winter. Among the sterols, cholesterol, β-sitosterol and brassicasterol were major compounds in seawater. In order to examine the contribution of urban sewage, the concentration of coprostanol and fecal sterol ratios were calculated. Most of the creek water, inner bay and near STP outlet samples were affected by sewage. Terrestrial organic matters accounted for a high proportion of dissolved organic matter origin. Fecal origins were relatively high in the inner bay areas and in the STP outlet, while sterols of marine origin were high in the outer bay areas.     

三维多组分泥沙数值模型在胶州湾的应用

基于环境流体动力学模型(Environmental Fluid Dynamics Computer Code EFDC)水动力和泥沙模块,把底床泥沙分为1个黏性组分和4个非黏性组分,建立起一个多组分泥沙三维胶州湾数学模型。模型很好地反演了胶州湾三维水动力场和悬沙浓度场。结果表明,在潮流作用下,胶州湾水体中悬沙浓度较小,以黏性组分(<0.063 mm)为主。悬浮起来的黏性组分泥沙随着潮流的涨落,在湾内外作长距离往复运动。可悬浮的非黏性泥沙(0.063~0.25 mm)基本上集中在湾外水体底层,表现为局部悬移,就近落淤。胶州湾总体上冲淤变化幅度较小。内湾以冲刷为主,局部淤积;外湾基本上呈淤积状态;湾外冲淤形式较为复杂。     

胶州湾潮间带沉积物主要污染来源及分布特征

系统地在胶州湾潮间带获取表层沉积物样品,对沉积物中有机污染物(有机质、石油类),重金属(Hg,Cu,Pb,Zn,Cd,Cr,As)及硫化物进行了定量测定;对潮间带中各物质的主要污染来源和空间分布特征进行了分析。结果表明:胶州湾潮间带沉积物中主要污染分别来源于工业排污和生活污水的排放,交通污染的降水、降尘等。调查区重金属对该海域的生态危害程度从大到小为HgAsCuCdPbCrZn,与其他海域相比较,胶州湾潮间带中Hg和Cu的污染尤为突出。     

胶州湾中砷（Ⅴ）还原初步研究

研究胶州湾沉积物对砷（Ⅴ）的还原作用。结果表明：１．随泥水比增大，还原率升高，泥水比为且：１０００时，沉积物对砷（Ⅴ）的还原率为１６％；２．未煮沸的泥－水提取液还原率高于煮沸杀菌泥－水提取液。指示：沉积物有机质在微生物作用下，对砷（Ⅴ）有一定的还原作用。此外，根据胶州湾的调查结果及实验室藻类培养模拟实验结果，分析了胶州湾砷（Ⅲ）产生原因。指出：主要是由于藻类和沉积物、水体有机物的还原作用，两者的还原能力相当，但在不同季节所起的作用不同。