渤海及北黄海河流悬浮颗粒碳氮同位素时空分布及源解析

选择流入渤海和北黄海的36条主要河流为研究对象,对比了平水期、丰水期和枯水期水体中悬浮颗粒物和河流表层沉积物的碳和氮稳定同位素的地球化学特征,并对颗粒物有机质碳和氮来源进行分析。结果表明,水体悬浮有机质碳同位素总体上表现为δ13C平水期δ13C丰水期δ13C枯水期的特点,δ15N值呈δ15N丰水期δ15N平水期δ15N枯水期的特点。渤海和北黄海的主要入海河流悬浮颗粒物有机质的来源具有明显的季节性差异,悬浮颗粒有机质碳平水期(春秋季)来源以C3植物、土壤有机质和水生藻类为主,丰水期(夏季)碳的各来源中浮游植物的贡献率明显增大,枯水期(冬季)则表现为陆源C3植物分解和水源性有机质的混合来源;悬浮颗粒态氮的来源与季节性降水量、生活污水、合成化肥及河流内源性水生植物密切相关。     

珠江口悬浮颗粒有机碳与环境因子的关系

本文应用逐步回归分析方法研究了珠江口悬浮颗粒有机碳与pH,Eh,盐度、化学耗氧量、硝酸氮、亚硝酸氮、活性硅酸盐的关系。由此得出的逐步回归的方程为 POC(μgC/L)=5527.06-667.56pH+9.71S影响悬浮颗粒有机碳的环境因子是pH和盐度。     

珠江口海域悬浮颗粒腐植酸的分布和迁移

本文首次研究了珠江口海域悬浮颗粒腐植酸的来源、分布以及它在迁移过程中与颗粒Fe、颗粒有机碳、总悬浮物和沉积物中腐植酸之间的关系。讨论了环境中主要因素对悬浮颗粒腐植酸含量分布的影响。     

长江口水淘选分级颗粒物中有机碳的来源、分布与降解

对河流颗粒有机碳的来源和归宿的认识是全球碳循环研究的重要方面,而从分级的角度研究颗粒有机碳的输运过程,有助于深入了解其迁移转化过程。于2012年3月采集了长江口的表层悬浮颗粒物,采用水淘选法对其进行了分级分离,分析了这些颗粒物的有机碳含量、稳定碳同位素丰度及木质素等参数,结合颗粒物的质量百分组成,讨论了不同粒级颗粒物有机碳的分布、来源及降解情况。从质量分布上来说,长江口悬浮颗粒物的主要组成部分是32μm粒级的颗粒物。随粒径增大,颗粒有机碳的含量逐渐降低,但并不是最小粒级赋存最多的有机碳,大部分站位颗粒有机碳集中在16~32μm粒级颗粒物上(55%以上)。粗颗粒物(63μm)中有机碳含量低,N/C比较小,13 C较亏损,木质素含量较高,说明粗颗粒物中陆源有机碳的贡献较大,而在细颗粒物,尤其是8μm和8~16μm颗粒物中,除δ13 C外,其它参数的变化均与粗颗粒物的相反,其13 C则比粗颗粒物还要亏损,说明在这些粒级中,除了陆地高等植物外,土壤有机碳或淡水浮游植物的贡献可能也很重要。长江口不同粒级悬浮颗粒物的C/V值和S/V值均较小,表明颗粒物中木质素是被子植物组织与裸子植物组织的混合来源。随粒径增大,木质素降解参数,如(Ad/Al)v、P/(S+V)和3,5-Bd/V均逐渐降低,表明细颗粒物中木质素的降解程度最高。     

珠江口海域悬浮颗粒腐植酸的分布和迁移

本首先研究了珠江口海域悬浮颗粒腐植酸的来尖、分布以及它在近移过程中与颗粒Fe、颗粒有机碳、总悬浮物和沉积物中腐植酸之间的关系。讨论了环境中主要因素对悬浮颗粒腐植酸含量分布的影响。     

珠江三角洲PD孔沉积物的碳氮记录及其环境意义

对位于广州番禺东涌镇PD孔的三角洲沉积物进行了有机碳、陆源有机碳和碳氮比值分析,结合微体古生物和14C年代资料,将岩心划分为4个阶段:阶段Ⅰ(23.88~21.71 kaBP)有机碳、陆源有机碳含量递增,存在大量有孔虫和介形虫,反映海侵作用逐渐减弱;阶段Ⅱ(21.71~3.79 kaBP)是一层花斑黏土,有机质含量极低,指示风化作用强烈;阶段Ⅲ(3.79~2.88 kaBP)碳氮比值、陆源和内源有机碳比值的变化在平衡状态波动,指示海平面上升的海陆过渡环境;阶段Ⅳ(2.88 kaBP以来)陆源有机碳比重和碳氮比值较高,主要为受河流作用控制的陆相沉积,气候温暖湿润,陆源碎屑丰富。     

崇明东滩沉积物有机碳的分布及影响因素

对崇明东滩3个柱状沉积物中的有机碳含量、分布变化特征以及影响因素进行了研究。研究结果表明崇明东滩沉积物中有机碳的含量较大,在0．3％～1．07％之间。在垂向分布上,表层／亚表层含量高且变化复杂,主要与该层沉积物颗粒较细并大量接受当地有机质输入有关;中层有机碳含量逐渐变小,下层有机碳含量较小且变化不大,但有几个峰值出现。3个柱样由于所处的位置不同,有机碳含量的分布变化特点也不相同,说明其受物源输入、沉积环境、生物化学作用、矿化程度及物理扰动的共同影响。     

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。     

第二章 长江河口及其邻近海区的总化学耗氧有机质与营养盐

第二章长江河口及其邻近海区的总化学耗氧有机质与营养盐１长江河口区总化学耗氧有机质的分布以及河口排污的影响分析１．引言长江输送入海的化学耗氧有机物质主要为碳、氮、磷和硫，其中有机碳是主要耗氧物质。有机碳可分为溶解态和颗粒态两类。一方面，有机碳是活的生命...     

台湾海峡中、北部沉积物中有机碳、全氮及全磷的含量分布特征

从分析结果表明,有机质、氮、磷的含量分布与流的方法基本一致,它们的含量大小与沉积物粒度呈相关关系,颗粒愈细含量愈大;氮以有机氮为主要存在形式,磷则以无机磷和有机磷同时并存;闽江口附近及福建近岸沉积物中有机质的来源以陆源为主,海峡中央以海相输入为主。     

南黄海北部沉积物的有机地球化学特征

南黄海北部沉积物有机质在上部层位损失较少,其有机地球化学主要特征为:(1)有机碳与沥青含量随粒度变细而增高;(2)有机质的损失与粒度紧密相关,在粘土沉积物中几乎无损失;(3)沥青和烃类含量都很低,沥青有几百个ppm,而烃类只有几十个ppm。     

基于水淘选分级的长江口最大浑浊带附近颗粒有机碳的来源、分布和保存

从分粒级的角度研究大河河口颗粒有机碳的输送特征是深刻理解河口淡咸水混合过程中有机碳的生物地球化学过程的关键。于2011年6月采集了长江口最大浑浊带附近盐度梯度下的表层悬浮颗粒物,采用水淘选方法对其按照水动力直径大小进行了分级分离,分析了这些颗粒物的有机碳含量、稳定碳同位素组成及颗粒物比表面积等参数,讨论了不同粒级颗粒物上有机碳的来源、分布和保存随盐度的变化特点及其影响因素。结果表明,随着盐度的增加和粒径的增大,长江口最大浑浊带附近分级颗粒有机碳逐渐降低,颗粒有机碳含量主要集中在小于32μm的粒级。相对于长江干流,长江口颗粒有机碳含量偏低,可能归因于河口最大浑浊带附近特殊的生物地球化学作用,如细颗粒物絮凝——沉降、微生物分解等。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的计算表明长江口分级颗粒有机碳主要来源于河流和三角洲输入,海洋来源贡献较小,三者的平均贡献比例分别为40%、35%和25%。在河口盐度梯度的淡水端,不同粒级颗粒物上三角洲来源的有机碳比例均随着盐度升高而增加,而在咸水端,海源有机碳的贡献比例升高,尤其是在16-32μm粒级,最高达39%。32-63μm粒级的颗粒物单位比表面积有机碳含量均大于1.0mg/m~2,小于32μm的颗粒物单位比表面积有机碳含量均在0.4-1.0mg/m~2的范围之内,符合河流颗粒物的一般特点,同时也说明细颗粒物上的有机碳可能已经发生了一定程度的分解,不过相对于长江口表层沉积物,颗粒物单位比表面积有机碳含量普遍较高,表明这些颗粒有机碳在沉降过程中或沉积之后还要经历进一步的再矿化分解,初步的估算表明,长江所输送的陆源有机碳约71%会在沉积过程中损失掉。本研究有助于深入了解大河河口不同粒级颗粒物在有机碳迁移转化过程中的作用,深化对高浊度河口有机碳生物地球化学过程的认识。     

东海表层水体中的多环芳烃及其沉积通量估算

以东海陆架水体中溶解态多环芳烃(PAHs)含量为基础,引入颗粒相-水相间的物质吸附系数(Koc)计算悬浮颗粒物中PAHs有机碳归一化含量,结合陆架沉积物有机碳的年埋藏通量,估算东海陆架沉积物中PAHs沉积通量。结果显示:水体中溶解态的15种PAHs总含量为(701±392)ng/L,变化范围为412~1 032ng/L,PAHs组成以3环为主。计算得到的悬浮颗粒物中15种PAHs有机碳归一化含量为20~28μg/g,对应的PAHs沉积通量为150~210t/a。估算结果与实测沉积物中PAHs含量和沉积通量结果基本吻合,表明实验室模拟实验获取的化合物Koc值适用于东海颗粒相-水相间的分配模型,证实悬浮颗粒物有机碳含量在控制PAHs两相分布过程中起着重要作用。同时,该方法为海洋沉积物中PAHs沉积通量的估算提供一种新途径。     

台湾海峡中、北部沉积物中有机碳、全氮及全磷的含量分布特征

从分析结果，有机质、氮磷的含量分布与流的方法基本一致，它们的含量大小与沉积物粒度呈相关关系，颗粒愈细含量愈大；氮以有机氮为主要存在形式，磷则以无机磷和有机磷同时并存；闽江口附近及福建近岩沉积物中有机质的还原以陆源为主，海峡中央以海相输入法为主。     

渤海中南部沉积物中生源要素的分布特征

从化学结合形式出发,对渤海中南部海区沉积物中OC、N、P、BSi等生源要素的含量进行调查分析,讨论了各生源要素的分布及其影响因素。结果表明:受陆源输入的影响,表层沉积物中各形态氮、磷及有机碳均呈现"近岸高,远岸低"的分布趋势,生物硅的含量分布则与海区浮游硅藻的分布趋势相一致;可交换态氮是总氮中较活跃的部分,占总氮的比例约为3.7%;固定态铵是总氮的主要组成部分,约占总氮的38.4%,其主要与有机质含量及黏土矿物组成有关;渤海表层沉积物中OC/BSi、ON/BSi以及OP/BSi的比值分别为2.38、0.19、0.03,低于Redfield比值,说明有机质优先于生物硅分解;OC/ON平均值在6.0~14.0之间,判断渤海沉积物中有机质受陆源输入和海洋自生共同影响;其中,有机碳主要以陆源输入为主,而有机氮在沉积物表层主要以陆源输入为主,在沉积物下层则主要来源于海洋自生。     

海水光衰减变化与颗粒有机碳估算——以菲律宾海为例

2004年夏季在菲律宾海进行了上层水体光衰减(660 nm)剖面测量和海水取样分析,提出了海区悬浮颗粒有机碳的光学统计模型。根据大量的现场观测资料,得到了菲律宾海上层水体高分辨率颗粒有机碳断面,对颗粒有机碳分布与变化特征进行了探讨。研究表明,菲律宾海上层水体颗粒有机碳和叶绿素a的比值约为400~2000,浮游植物现存量与颗粒有机碳现存量变化趋势一致。     

南黄海与东海北部春季悬浮体颗粒有机碳分布

2006年4—5月对南黄海和东海北部进行了悬浮体调查,分析研究了45个站位的悬浮体资料和数据,阐述了南黄海和东海北部春季颗粒有机碳(POC)的平面和垂向分布特征,并结合悬浮体总氮(PN)和C/N摩尔比值探讨了其来源及其影响因素。结果表明,研究区春季表层悬浮体POC在东海北部31°N、123°E附近含量最高,124°E以东悬浮体POC含量相对降低;长江口邻近海区表层悬浮体POC浓度较高,与长江冲淡水径流携带大量营养物质刺激生物生长有关。底层悬浮体POC含量高值区出现在南黄海33.5°N、121.5°E附近,在东海31.5°N、124.5°E附近出现次高值区,东海31°N以南区域POC含量则相对较低,高浓度主要受底质再悬浮作用影响。C/N摩尔比显示,南黄海和东海北部悬浮体有机质主要为海洋来源。研究区悬浮体POC的分布主要受海流影响,可以识别出黄海暖流、苏北沿岸流和长江冲淡水等控制区。南黄海和东海北部悬浮体POC分布是有机质来源和海流作用等因素共同作用的结果。     

三峡工程一期蓄水后长江口悬浮体形态及物质组成

2003年6月1—10日为长江三峡工程一期蓄水期,为了研究长江三峡工程蓄水对长江口环境的影响,2003年6月15—25日组织了长江口及其邻近海域环境综合调查,对该次调查所取得的悬浮体样品进行了显微观察和X射线衍射测定,分析了不同水体中悬浮体颗粒的形态特征和物质组成。结果表明:从徐六泾到长江口邻近海域,悬浮体颗粒形态特征不同,徐六泾至南支主槽,悬浮体颗粒以单颗粒为主;拦门沙最大浑浊带,悬浮体颗粒以大絮团、团状絮团和絮网为主;长江口邻近海域,悬浮体颗粒以有机质絮团和单颗粒并存为主。长江口区悬浮体矿物颗粒主要以粒状或片状形式存在。悬浮体矿物颗粒主要由石英、长石等碎屑矿物和黏土矿物组成。从河道到长江口外的邻近海域,石英和长石含量逐渐降低,伊利石和绿泥石含量逐渐增加,高岭石含量先降低后增加。与蓄水前相比,蓄水后徐六泾附近小絮团数量有所增加,蓄水前后拦门沙和长江口邻近海域悬浮体形态特征和长江口地区悬浮体物质组成并未发生明显变化。     

长江口柱状沉积物中氮的形态特征研究

研究分析了长江口柱状沉积物中氮的赋存形态,并结合沉积速率和有机碳含量分析了氮的迁移转化特征和有机质来源.研究结果表明,有机物与硫化物结合态氮(OSF-N)是柱状样可转化形态氮中的主要赋存形态,碳酸盐结合态氮(CF-N)含量最低;位于长江口122°E附近测点的各形态氮的垂直分布与122.6°E附近测点的差异明显,受水动力...     

三峡截流后长江口秋季TSM、POC和PN的分布特征

基于2004年11—12月长江口56个站位的悬浮体调查资料,分析了长江口区悬浮体总量(TSM)、颗粒有机碳(POC)和颗粒氮(PN)质量浓度的平面分布特征,探讨该区TSM及颗粒有机质的物质来源和三峡截流对长江三角洲的影响。结果表明,表、底层TSM与POC、PN质量浓度之间存在显著的正线性相关关系并都呈现出南高北低的格局,说明了长江悬浮颗粒物入海后主要沿东南方向输运。POC、PN质量分数与POC、PN的质量浓度不同,它们与TSM质量浓度对数有负相关关系。由于河口区底质再悬浮作用显著,TSM和POC、PN质量浓度呈现表层低、底层高的特点。长江口悬浮体主要来自长江径流和底质沉积物的再悬浮。与三峡截流前数据的对比表明,截流对目前长江口区的TSM和POC尚未造成明显的影响。