海水中溶解无机碳DIC的分析方法

海洋CO2是全球碳循环至关重要的纽带，分析测定海水中CO2体系各存在形式的含量及分布，对于探究CO2在海洋中的转移和归宿，海洋吸收转移大气中的CO2的能力以及CO2在海洋中的循环机制等都具有十分重要的意义，本文对海水中溶解无机碳的各种测定方法作了概括和总结，分别对各种方法的特点，原理、发展及前景进行了综述。     

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。     

光谱法测定海水中溶解态无机氮的研究进展

溶解态无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)主要由亚硝酸盐-氮(NO^-₂-N)、硝酸盐-氮(NO^-₃-N)和铵氮(NH⁺₄-N)组成,它们在海洋的生物地球化学循环过程中起重要作用。但人类活动向海洋输入了大量无机氮,导致一系列环境问题。为了更好地开展海洋氮循环研究和环境污染管理,需对海水中的DIN进行测定。在众多分析方法中,光谱法因其通用性好、适用范围广、所需设备简单,成为测定海水DIN的首选。本文总结了近10年来基于光谱法测定海水DIN的研究进展,包括紫外分光光度法测定NO^-₃-N、萘乙二胺分光光度法测定NO^-₂-N和NO^-₃-N、次溴酸盐氧化-分光光度法测定NH⁺₄-N、靛酚蓝分光光度法测定NH⁺₄-N...     

海水中溶解有机碳测定方法评述

海水中的有机物主要是以溶解形式存在的,溶解有机碳（ＤＯＣ）在全球碳循环中有重要的作用,对于化学海洋学和生物海洋学的研究具有十分重要的意义。Ｓｕｇｉｍｕｒａ和Ｓｕｚｕｋｉ１９８８年用高温催化氧化法（ＨＴＣＯ）测定海水中的溶解有机碳（ＤＯＣ）得到的测定数据比过去传统方法的高２～４倍,这一结果在海洋学界引起人们极大兴趣。然而在１９９１年国际ＤＯＣ测定互校工作后,Ｓｕｚｕｋｉ修订了他早期的工作。近几年来,通过对ＤＯＣ测定方法的重新评价,结果发现用高温催化氧化法和传统的湿氧化法测得的ＤＯＣ数据相似,但下面…     

东海中北部海域秋季表层海水中无机碳与海气界面碳的迁移

基于2010 年11 月对长江口外东海中北部海域的综合调查, 系统研究了该海域的无机碳体系参数的分布特征、海?气界面二氧化碳通量及其影响因素。研究结果表明, 该海域秋季溶解无机碳(DIC)高值区主要出现在调查海域东北部及长江口附近海域, 而调查海域南部DIC 含量较少且变化平缓, 其主要是受台湾东部流向东北方向的黑潮支流及长江冲淡水的影响; 表层海水CO₂分压(pCO₂)值变化范围为40.8～63.5 Pa, 呈现沿黑潮支流流入方向由东南向西北逐渐增高的趋势。秋季表层海水pCO₂与温度(T)、盐度(S)有较好的负相关性, 说明海水温度升高和盐度增加, pCO₂降低, 反之亦然。另外, 通过估算得出, 秋季CO₂海-气交换通量为2.69～33.66 mmol/(m²·d), 平均值为(14.35 ± 7.06 )mmol/(m²·d),其在长江口邻近海域相对较大, 而在调查海域南部相对较小; 2010 年秋季水体向大气释放CO₂的量(以碳计)为(2.35 ± 1.16)×104 t/d, 是大气CO₂较强的源, 说明东海中北部海域秋季总体上是CO₂的源。     

渤海海峡冬季表层海水中溶解无机碳分布特征分析

根据2010 年2 月—2010 年3 月的调查数据, 探讨了冬季渤海海峡及其附近表层海水中溶解无机碳体系的分布特征。结果表明: 表层水体中TA、DIC 和HCO₃^- 的浓度分布总体上呈现出海峡西南部高东北部低的分布趋势。西南部出现的高值区, 与该区域靠近莱州湾, 受莱州湾水体污染影响有关。调查海域TA 与表层水的温度相关性明显, pH 与叶绿素的相关性较高。水温和Chl-a 浓度是影响水体中无机碳体系分布变化的重要因素。其中, 水温对HCO₃^- 的影响要明显强于DIC。海峡南北两侧水体交换的差异, 是导致海峡南部东西两端无机碳体系各参数监测数值的差异明显大于海峡北部的主要原因。     

海水无机氮在监测过程中的质量保证

海水无机氮在监测过程中的质量保证＠葛仁英＠纪灵￥国家海洋局烟台海洋管区海水无机氮在监测过程中的质量保证葛仁英纪灵（国家海洋局烟台海洋管区２６４０００）在海洋监测中，无机氮（亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨盐氮）是必测项目之一。海水中无机氮是海洋浮游植物繁殖、生长必...     

第六节 海水中无机氮

海水中无机氮主要包括NO3-N、NO2-N及NH4-N。它是浮游植物所必须的营养盐之一。浮游植物大量繁殖时，海水中的无机氮下降，其中NO3-N可被消耗殆尽，浮游植物又是浮游动物的饵料，其排泄物或残骸分解释放的有机氮经细菌作用转化成无机氮而使海水中无机氮得以再生无机氮在不同环境下经细菌或酶进行硝化或反硝化而互相转化。     

胶州湾沉积物-海水界面溶解无机氮的迁移特征及其影响因素解析

采用实验室培养法,在原位温度和溶氧条件下,研究了夏、冬季胶州湾沉积物-海水界面溶解无机氮(DIN)的迁移特征。结果表明,夏、冬季胶州湾沉积物-海水界面DIN主要以NO_3-N和NH_4-N的形态进行交换,夏季胶州湾沉积物表现为水体DIN的源,其交换通量为1.64×10~9 mmol/d,可以提供维持初级生产力所需氮的39.3%;而冬季沉积物表现为DIN的汇,其交换通量为–2.12×10~8 mmol/d。利用相关分析和主成分回归分析,研究界面不同形态DIN交换速率和底层环境因子的关系,结果表明,夏季胶州湾沉积物-海水界面DIN的交换主要受沉积物中有机质的矿化、底栖藻类的同化作用和扩散过程共同调控,而冬季则主要受内源有机质的矿化、底栖藻类的同化作用、吸附-解吸和扩散过程共同调控。     

渤海海峡冬季无机碳的立体分布特征及其源汇变化

根据2010年2月至2010年3月对渤海海峡3个断面39个站位表层、10 m层和30 m层水体中盐度、水温、叶绿素a以及无机碳等参数的测定数据,分析了该季节溶解无机碳的分布特征以及源汇变化状况,探讨了影响其分布的主要因素。结果显示,调查期间渤海海峡水体中各水层溶解无机碳(DIC)及其组分浓度分布较一致,其中DIC及HCO₃-的浓度等值线分布均呈现出从西南向东北梯度降低的趋势,且受温度影响明显;二氧化碳分压[p(CO₂)]则表现出与叶绿素a含量成明显负相关的分布特征;位于渤海海峡东部的H断面垂直方向上,由于受黄海、渤海水团在海峡中部交汇混合形成的水体紊流影响,DIC及其组分在断面中部等值线分布较两边曲折。冬季渤海海峡表现出明显的源、汇分区分布特征,整个调查区海-气二氧化碳通量为3.52 mmol/(m2·d),表现为大气CO₂的弱源。冬季流经渤海海峡的DIC通量约为(130±2)×103 mol/s。     

以可生物降解聚合物为碳源去除海水闭合循环养殖系统中的硝酸盐

针对海水闭合循环养殖系统废水脱氮过程中低C/N的问题,采用室内试验装置,研究了以可生物降解聚合物材料(BDPs)PBS为碳源和生物膜载体的填料床反应器对含盐水体中硝酸盐的去除效果及其影响因素。结果表明,反应器能有效去除含盐水体中的硝酸盐,出水DOC浓度小,出水pH值随反硝化反应的进行有上升的趋势。温度和水力停留时间对反应器的脱氮效率影响较大,在温度为14~30℃范围内,温度为30℃时的反硝化速率比14℃时的2倍还要大,反硝化温度常数为0.039;水力停留时间对NO3?-N去除率起重要作用,NO3?-N去除率随水力停留时间的延长而提高。进水NO3?-N浓度对反应器的处理效率有一定影响,浓度过高会导致NO3?-N去除率下降。反应器对进水pH值和DO冲击负荷的适应能力很强,当进水pH值在5.0~9.0与进水DO在2.1~6.8 mg/L范围内变化时,反应器的NO3?-N去除率基本没有变化。     

Quantum yield for the photochemical production of dissolved inorganic carbon in seawater

The direct photooxidation of coloured dissolved organic matter (CDOM) to dissolved inorganic carbon (DIC) may provide a significant sink for organic carbon in the ocean. To calculate the rate of this reaction on a global scale, it is essential to know its quantum yield, or photochemical efficiency. We have determined quantum yield spectra, φ(λ), (moles DIC/mole photons absorbed) for 14 samples of seawater from environments ranging from a turbid, eutrophic bay to the Gulf Stream. The spectra vary among locations, but can be represented quite well by three pooled spectra for zones defined by location and salinity: inshore φ(λ)=e^{−(6.66+0.0285(λ−290))}; coastal φ(λ)=e^{−(6.36+0.0140(λ−290))}; and open ocean φ(λ)=e^{−(5.53+0.00914(λ−290))}. Production efficiency increases offshore, which suggests that the most highly absorbing and quickly faded terrestrial chromophores are not those directly responsible for DIC photoproduction.     

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...     

Temporal variations of surface oceanic and atmospheric CO2 fugacity and total dissolved inorganic carbon in the northwestern North Pacific

In order to examine temporal variations of the surface oceanic and atmospheric fCO₂ and the DIC concentration, we analyzed air and seawater samples collected during the period May 1992–June 1996 in the northwestern North Pacific, about 30 km off the coast of the main island of Japan. The atmospheric CO₂ concentration has increased secularly at a rate of 1.9 ppmv yr⁻¹, and it showed a clear seasonal cycle with a maximum in spring and a minimum late in summer, produced mainly by seasonally-dependent terrestrial biospheric activities. DIC also showed a prominent seasonal cycle in the surface ocean; the minimum and maximum values of the cycle appeared in early fall and in early spring, respectively, due primarily to the seasonally-dependent activities of marine biota and partly to the vertical mixing of seawater and the coastal upwelling. The oceanic fCO₂ values were almost always lower than those of the atmospheric fCO₂, suggesting that this area of the ocean acts as a sink for atmospheric CO₂. Values varied seasonally, mainly reflecting seasonal changes of SST and DIC, with a secular increase at a rate of 3.7 μatm yr⁻¹. The average values of the annual net CO₂ flux between the ocean and the atmosphere calculated by using the different bulk equations ranged between −0.8 and −1.7 mol m⁻²yr⁻¹, and its magnitude was enhanced and reduced late in spring and mid-summer, respectively, due mainly to the seasonally varying oceanic fCO₂.     

黄海春季表面海水溶解无机碳的分层研究

根据中国SOLAS计划2006年4月航次出海调查所得数据,系统地研究了春季黄海表面海水溶解无机碳（DIC）的分布规律,同时,与2005年3月、5月两个航次的DIC调查结果进行了对比。结果表明：（1）DIC浓度由近岸向外海逐渐降低;（2）DIC浓度在海水微表层中明显大于次表层和表层,呈现富集现象;（3）由于海水微表层的多层模型特征和海水微表层中Gibbs吸附异常的共同作用,使DIC含量在海水微表层、次表层和表层中变化趋势呈现非线性;（4）在连续站的周日变化研究中发现,DIC浓度在02：00～03：00时间范围内出现最大值,在13：00～15：00时间范围内出现最小值,呈“单峰”分布规律;（5）对比2005年研究结果,发现黄海春季表面海水中的DIC浓度在3,4,5月份依次降低;（6）DIC与温度和盐度均呈较明显的负相关性。     

Daily variability of dissolved inorganic radiocarbon in Sargasso Sea surface water

Surface water samples were collected daily in June 2000 at a site in the Sargasso Sea to observe variability of Δ¹⁴C values in dissolved inorganic carbon (DIC). Temperature, salinity, DIC concentration, alkalinity, and δ¹³C and Δ¹⁴C values of DIC were measured in the samples. Ten Δ¹⁴C measurements averaged 81 ± 8‰ and had a range of 24‰ over the sixteen-day cruise. Δ¹⁴C values were more variable during the latter half of the cruise. Salinity and temperature measurements in the mixed layer throughout the cruise indicate that there were changes in water mass that occurred at our site. We conclude that the daily range of DIC Δ¹⁴C values in the surface ocean at our site is several times greater than the annual change in surface waters in the Sargasso Sea during the last two decades of the 20th century. This points to the importance of obtaining multiple measurements of the surface ocean to adequately define the true variability of DIC Δ¹⁴C measurements.     

辽东湾柱状沉积物中无机碳的形态

根据沉积物中无机碳的结合强度,运用连续浸取的方法将沉积物中的无机碳分成5种不同的形态:NaCl相、氨水相、NaOH相、盐酸羟胺相、HCl相。并以渤海辽东湾柱状沉积物为例,探讨了各形态无机碳的含量特征及其控制因素。研究表明,辽东湾不同层次沉积物中各形态无机碳的含量特征比较明显:氨水相>盐酸羟胺相≈盐酸相>NaOH相>NaCl相。氨水相、盐酸羟胺相和盐酸相无机碳占沉积物中总无机碳的绝大部分,大于80%;NaCl相和NaOH相无机碳只占总无机碳的一小部分。沉积物中各形态无机碳含量的变化受沉积环境如pH、Eh、Es、含水率、Fe3 /Fe2 、有机碳含量等因素的影响。其中NaCl相无机碳受pH、Eh影响较大;氨水相无机碳主要由含水率、Fe3 /Fe2 、pH、Eh控制;NaOH相无机碳主要由含水率、Eh和pH控制;盐酸羟胺相无机碳主要受含水率、Eh、有机碳的影响;HCl相无机碳的控制因素和盐酸羟胺相的相似,但它受pH和Eh的影响更显著。虽然有机碳和各个形态的无机碳都呈负相关关系,但它对每一形态的影响都不相同,其作用受其它环境因素的制约。环境的氧化能力越强,pH值越小,越不利于盐酸羟胺相和盐酸相无机碳的保存,而有利于NaCl相、氨水相和NaOH相无机碳的形成;环境的还原能力越强,pH值越大,越有利于盐酸羟胺相和盐酸相无机碳的保存,而不利于NaCl相、氨水相和NaOH相无机碳的形成。辽东湾沉积物的弱氧化-还原环境有利于盐酸羟胺相和盐酸相无机碳的保存。