海水营养盐自动测定研究Ⅱ.氨氮的反流动注射分析

自从流动注射分析技术提出以后,很多作者用于测定水中氨氮的研究。其主要测定方法有奈氏试剂法、气体扩散法、电测法等。这些方法有的检出限较高,不适于海水中NH_4~+-N的测定,有的则还没有直接应用于海水介质中。Johnson等提出了反流动注射分析技术,利用样品分散度低的特点,使分析灵敏度显著提高,并对海水中NO_3~-,NO_2~-,PO_4~(3-),SiO_3~(2-),的测定进行了研究。鉴于我国调查规范的要求,本文利用流动注射技术对次溴酸钠氧化法进行了研究,并通过因子设计及单纯形最优化选择等条件实验,得到了满意的结果。     

长江口附近氮的地球化学 Ⅱ.长江口附近海水中的亚硝酸盐及氨

海水中的NO_2—N,是NH_4~ 氧化成为NO_3~-的中间形态,是氧化还原态的指标。而NH_4—N则是有机N分解的第一个无机产物。NO_2~-及NH_4~ 如同NO_3~-一样,可直接被浮游植物同化。大陆迳流及大气降水常带来大量的NH_4~ 。当浮游植物茂盛时,浮游植物与NH_4~ 构成了直接循环,从而更显示了它在氮循环及营养基础中的重要意义。 本文研究了长江口附近渔场区海水中的NO_2—N及NH_4—N的地球化学特征。     

苏北浅滩绿潮爆发早期营养盐的水平分布

依据2016年5月、6月苏北浅滩海域两次调查资料分析了调查海域溶解态营养盐的结构与分布特征。结果表明:DIN(dissolved inorganic nitrogen,溶解无机氮)的主要存在形态是NO_3~-—N(nitrate,硝酸盐),NO_2~-—N(nitrite,亚硝酸盐)占DIN比重最少,DON(dissolved organic nitrogen,溶解有机氮)为TDN(total dissolved nitrogen,溶解态总氮)的主要存在形态,DOP(dissolved organic phosphorus,溶解有机磷)未检出。从N、P、Si的比值来看,调查海域属于磷限制。NO_3~-—N、PO_4~(3-)—P(phosphate,磷酸盐)、SiO_3~(2-)—Si(silicate,硅酸盐)浓度水平分布呈近岸高、远岸低的趋势;而NO_2~-—N、NH_4~+—N、DON的分布无明显规律。与5月相比,6月除NO-2—N浓度升高外,其他各项溶解态营养盐浓度均明显降低;NO_3~-—N、PO_4~(3-)—P、SiO_3~(2-)—Si的高值区向近岸方向收缩。NO_3~-—N、PO_4~(3-)—P、SiO_3~(2-)—Si与盐度有显著或高度负相关关系,说明NO_3~-—N、PO_4~(3-)—P、SiO_3~(2-)—Si主要来自近岸淡水的输送。     

胶州湾海水中氮的地球化学

海水中的氮化合物,已知包括无机的及有机的两大部分。前者主要是NO_3~-、NO_2~-及NH_4~ ,后者主要是从蛋白质到氨基酸、脲等的一系列有机含氮化合物,按其形态的不同,而又区分为粒状有机氮及溶解有机氮。 NO_3~-、NO_2~-、NH_4~ 及有机氮化合物,在海洋中的分布是具有明显规律性的。而它们的时间变化及循环,则更是复杂而有趣的、。无机氮作为浮游植物的养分而被吸收,并合成为有机氮。而浮游植物又作为浮游动物等的饵料,并两者在排泄或死亡分解时,则释出有机氮。后者经过细菌的分解作用,而     

海水的缓冲性能及缓冲容量

海水pH值的变化范围通常为7.5—8.6之间。其pH值变化范围之所以如此狭小,是因为海水是一种缓冲体系,具有一定的缓冲能力。 海水中可起缓冲作用的成份主要为二氧化碳体系(CO_2-HCO_3~--CO_3~(2-)),其次是B(OH)_3-B(OH)_4~-,HPO_4~(2-)-H_2PO_4~-,H_4SiO_4-H_3SiO_4~-等弱酸及其盐。但因这些成分浓度较低,缓冲能力也就较二氧化碳体系低得多,故在计算海水的缓冲容量时常忽略不计。 海水的pH值主要受二氧化碳系统的控制,而后者     

西北冰洋营养盐示踪参数的垂直分布及其与水团和生地化过程的关系

During the 3rd Chinese National Arctic Research Expedition cruise in the summer of 2008, nutrients(NO_3~-, NO_2~-,SiO_3~(2-), and PO_4~(3-)) and dissolved oxygen were measured in the western Arctic Ocean, to derive the vertical distribution of nutrient tracers and its relationship to water structure and biogeochemical processes. The nutrient data show that surface waters had the lowest NO_3~-/PO_4~(3-)water column, suggesting an excess of phosphate. Winter Bering Shelf water(wBSW) had high Si*(16.7 μmol/L;Si*=[Si(OH)_4]–[NO_3~-]) with negative N*(-11.7 μmol/L; N*=[PO_4~(3-)]-16[PO_4~(3-)]+3.5 μmol/L) in the water column,indicating nitrate deficiency. The warm Atlantic layer had positive N*(0.8 μmol/L) and negative Si*(-5.4 μmol/L)compared with Pacific source water. The vertical distribution of nutrients indicates that wBSW can be characterized by N* minimum and Si* maximum. In contrast, minima of Si* and SiO_3~(2-)/PO_4~(3-)below 200 m indicate the distribution of Atlantic warm water.     

长江口邻近海域氮同位素的周日变化特征及其对营养盐过程的指示

长江口邻近海域的氮循环过程一直是近海富营养化研究领域的热点问题, 然而目前较少有针对短周期的调查研究。本文调查了该区域氮、磷、硅等主要营养盐及多种形态的氮稳定同位素的在潮周期周日变化特征。结果显示, NO_3~-、NH_4~+、PO_4~(3-)和SiO_3~(2-)的浓度范围分别为 14.09—55.85、0.21—2.26、0.82—1.08 和 16.80—33.85μmol/L, 而δ~(15)N-NO_3~-、δ~(18)O-NO_3~-、δ~(15)N_P和δ~(13)C_P 等的分布范围分别为 4.7‰—11.1‰、-2.0‰—7.8‰、-1.2‰—7.9‰和-22.9‰— -14.7‰。NO_3~-、PO_4~(3-)和SiO_2~(3-)均与盐度呈现明显的负相关特征, 说明三者的主要来源为长江冲淡水; 4NH(10)则随盐度升高而浓度增加, 且在底层高浓度出现时刻与高盐水团输入时刻一致, 说明外海输入是该区域铵盐的主要来源。另一方面, 氮稳定同位素(δ~(15)N-NO_2~-和δ~(15)N_P)未表现出随盐度的变化规律, 而δ~(18)3O-NO_3~-和δ~(13)C_P 则随盐度升高而增加, 说明淡水输入的同位素值低于海洋水平。通过对比中、高浓度叶绿素水体中NO_3~-、δ~(15)N-NO_3~-、δ~(18)O-NO_3~-的变化特征可以看出, 随NO_3~-浓度降低, δ~(15)N-NO_3~-值升高, 且呈现 6.2‰的分馏系数, 且氧同位素也随之增大, 指示水体中浮游植物对硝酸盐的同化吸收作用。而另一方面, 两种同位素的增加差值表现出△δ~(18)O︰△δ~(15)N1 , 说明硝酸盐在被消耗的同时还发生着补充作用。在较高盐度的水体中, 发现4NH(10)呈现出向硝酸盐的转化趋势并引起δ~(15)N-NO_3~-降低, 指示了底部明显的硝化过程, 与此前的研究结果一致。本文结果以期丰富对河口区氮循环和迁移转化的认知。     

夏季东海微表层与下层海水营养盐的分布特征研究

于2014年5月15日—6月13日对东海海水营养盐(DIN(溶解无机氮)、SiO_3~(2-)-Si、PO_4~(3-)-P)的水平和垂直分布进行了调查分析,并讨论了其影响因素。结果表明,在研究区域,无论是微表层还是表层,海水营养盐受陆地径流的影响近岸浓度较高。受黑潮次表层水涌升的影响,远海部分站位营养盐出现高值;受陆地径流的影响,长江口断面表层营养盐浓度自西向东递减,底层可能受有机质分解及富含营养盐沉积岩的溶解影响导致营养盐浓度较高。不同营养盐在微表层的富集因子计算结果表明,除PO_4~(3-)-P外,微表层对SiO_3~(2-)-Si、NO_2~--N、NO_3~--N、NH_4~+-N和DIN都产生明显的富集作用,富集因子中位数介于1.05~1.19之间。DH2-1站位的营养盐周日变化结果表明,藻类通过光合作用使得NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P、SiO_3~(2-)-Si浓度降低,NH_4~+-N的光化学氧化和硝化作用使NO_2~--N与NO_3~--N浓度变高;DIN中NH_4~+-N对控制藻类细胞丰度起着重要作用。     

浙江沿海上升流区溶解氧含量与三种无机氮循环的关系

本文根据1980年7—8月我所对浙江沿海上升流区综合调查资料,着重讨论水体中的溶解氧含量分布与三种无机氮(NH_4~ ,NO_3~-和NO_2~-)循环的关系。     

大鹏液化天然气接收站冷排水对附近海域温度场影响的数值模拟

液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)在接收和气化的过程中,需要使用海水提供热能,导致LNG接收站向海洋中排放大量温度相对较低的海水,引起一定范围内海水温度异常变化,而温度是海洋生态系统的重要影响因子,直接影响海洋生物生长和繁殖过程。利用ECOMSED(Estuaries and Coastal Ocean Model With Sediment Module)三维水环境数学模型对大鹏LNG接收站附近海域进行数值模拟,得到接收站附近海域温度场分布情况,并将温降区域划为包含-5~-4℃,-4~-3℃,-3~-2℃,-2~-1℃和-1~0℃的区域,结果表明:表底层温降区域的面积在-5~0℃的范围内逐渐增大,在-1~0℃区域内面积最大,并且底层温降区域的面积明显大于表层。     

海水主要成分的平衡分布计算及其在渤海中的应用

文采用有关离子缔合理论并结合具体海域的平衡矿物反应来计算海水中主要成分诸如Ca~(2+),Mg~(2+),K~+,Na~+,SO_4~(2-);Cl~-,HCO_3~-,F~-,CO_3~(2-),OH~-,离子的平衡分布,并应用于渤海的实际计算中。结果显示海水中主要阳离子基本上呈非缔合状态,而阴离子趋于与各种阳离子缔合,其中C1~-,F~-,Br~- 等卤族元素的趋势较弱。     

厦门港湾水体PO_4~(-3)-P、NO_2~--N、S‰及O_2%含量的多元线性逐步回归分析

河口港湾水体的营养盐含量,因受到江河径流、生物活动、有机质腐解及沿岸排污等因素的综合影响,其变化规律较为复杂;而PO_4~(-3)-P和NO_2~--N的规律性通常更差。由于海水中的PO_4~(-3)-P和NO_2~--N既是生物所需的化学营养成份,也是生物尸体及其它有机体的分解产物;海水的溶解氧饱和度(O_2%)是水体中所发生的生物和化学过程的一种灵敏指标;而盐度(S‰)则是研究水化学要素在河口港湾之行为的参比指标。所以本文试图通过对本港湾各海区1980.10—81.8六个航次的PO_4~(-3)-P、NO_2~--N、O_2%和S‰数据,依(航)次进行多元线性逐步回归分析,给出各要素的含量特征及其空间差异,着重探讨这四个水化学要素之间的相互关系及其制约因素,从而对它们的分布、变化规律作较定量的解释,以供水产养殖、环保和水化学研究参考。     

水体溶解无机氮对角毛藻胞内活性氮组分的影响

本文研究了水体中不同形式溶解无机氮(NH_4~+,NO_3~-,NH_4~++NO_3~-)及其含量对牟氏角毛藻和钙质角毛藻胞内活性氮组分(NH_4~+,NO_3~-,AA,Pr,RNA及DNA)的影响。结果表明:角毛藻胞内无机氮储量的大小体现了水体中无机氮的营养水平;培养角毛藻采用混合无机氮比之单一无机氮,其胞内AA和Pr含量较高,AA/Pr值可定量标志水体无机氮的营养水平及藻类本身氮的营养状况;RNA/DNA值是藻类生长增殖状况的指标之一。     

东海近海水质无机氮类测定中的不确定度探讨

分析探讨了东海近海水质无机氮类测定中不确定度的影响因素。其中,考虑到海洋环境监测的一些特殊性,在建立评定不确定度分量的数学模型时,引入了重复性实验校正因子f,并选取2004年东海区海洋环境监测中不同海域的试样进行原始平行性测定资料,以A类方式评定量化重复性实验校正因子f的不确定度分量;同时,以A类或B类的方式对近海水质无机氮类测定中的其它各个不确定度分量进行了评定。结果表明,NH_4~ 测定的相对合成标准不确定度分量最大,重复性实验校正因子f是近海水质无机氮类测定不确定度的主要来源。在此基础上,计算了东海近海水质无机氮类(NO_2~-、NO_3~-、NH_4~ )测定中的相对合成标准不确定度分别约为0.080,0.034,0.10。     

硝酸盐存在对硫自养/电化学氢自养组合工艺还原高氯酸盐性能影响

评价了进水NO_3~--N浓度变化对硫自养/电化学氢自养还原高氯酸盐性能的影响。研究结果表明,与进水NO_3~--N浓度为0mg/L相比,进水NO_3~--N浓度为10mg/L时对硫自养/电化学氢自养组合工艺还原ClO_4~-效果无明显影响,进水NO_3~--N浓度为30和50mg/L时硫自养段和电化学氢自养段出水ClO_4~-浓度明显增加。进水中NO_3~--N和ClO_4~-硫自养还原和氢自养还原过程存在着竞争关系,ClO_4~-还原过程出现了滞后,相同的硫自养和氢自养条件下NO_3~--N比ClO_4~-优先被还原。硫自养段出水pH在7.40~7.98范围内变化。在氢自养段将硫自养还原NO_3~--N和ClO4产生的H+作为电化学产氢还原NO_3~--N和ClO_4~-的前驱物,使电化学氢自养段出水pH升高,从而有效地解决了硫自养段出水pH降低的问题。     

湛江二叉刺藻的碳酸酐酶及其与光合作用的关系

湛江二叉刺藻(Dicrateria zhanjiangensis)细胞表面的碳酸酐酶(CA)活性占细胞全部碳酸酐酶活性的一半以上。匀浆经高速离心后,碳酸酐酶主要分布在上清液中,因此酶活性较高。 NO_3~-,NO_2~-和I~-三种阴离子对碳酸酐酶有抑制作用,其中以NO_2~-的抑制效果为最佳,0.5m mo1/L NO_2~-即能抑制酶活性61.01%。乙酰唑磺胺(AZM)和对氨基苯磺酰胺(SNM)对碳酸酐酶有很强的抑制作用,其半抑制浓度分别为1.5×10~(-5)mo1/L和2.3×10~(-5)mol/L。这两种抑制剂在低浓度下对光合作用有明显的抑制作用。乙酰唑磺胺、碳酸酐酶和NaHCO_3对完整细胞悬浮的光诱导pH变化有不同程度的抑制作用。乙酰唑磺胺通过抑制光合作用来阻碍光诱导pH上升。加入碳酸酐酶和NaHCO_3到细胞悬浮液中则通过加快大气CO_2补充和加大悬浮液的缓冲能力来抑制光诱导pH上升。 以上实验结果表明,湛江二叉刺藻的碳酸酐酶对维持藻细胞的正常光合作用起着非常重要的作用;湛江二叉刺藻可能属于能够利用HCO_3~-作光合碳源的微藻类型。     

一株麦氏交替单胞菌的异养硝化-好氧反硝化特性研究

本文研究了以硫酸铵、亚硝酸钠和硝酸钾为氮源时异养硝化-好氧反硝化菌Alteromonas macleodii 8D的脱氮特性。研究表明,当分别以硫酸铵、亚硝酸钠和硝酸钾为唯一氮源时,培养48h,菌株对氨氮(NH_4~+-N)、亚硝态氮(NO_2~--N)和硝态氮(NO_3~--N)的去除率分别为58.64%、67.41%和50.28%。NH_4~+-N去除过程中并未检测到明显的NO_2~--N和NO_3~--N的积累,然而在NO_2~--N和NO_3~--N去除过程中却明显检测到了NH_4~+-N的积累。NH_4~+-N和NO_2~--N共存时,NO_2~--N抑制了菌株对NH_4~+-N的去除,而NH_4~+-N则将NO_2~--N去除效率提高了22.95%。NH_4~+-N和NO_3~--N共存时,NO_3~--N将NH_4~+-N去除效率提高了12.46%,而NH_4~+-N对NO_3~--N去除无显著影响。NO_2~--N和NO_3~--N共存时,将NO_2~--N和NO_3~--N的去除效率提高了29.19%和15.48%。NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N共存时,将3种无机氮的去除效率提高了38.57%、27.17%和42.56%。研究结果显示,3种无机氮共存时菌株Alteromonas macleodii 8D有最好的除氮表现,作为除氮的理想菌株,该菌株可用于实际养殖水体无机氮的去除。     

三门湾水体营养盐变化及其对人类活动的响应

我国沿海重点海湾水体富营养化与陆源输入和海湾开发活动密切相关,海湾特殊的弱交换水动力环境使得水体环境治理面临更为严峻的挑战,浙江省近年来实施陆域生态环境治理"千万工程"和海域"蓝色海湾整治"工程,陆域和海湾水环境提升显著。以浙江省第2大海湾三门湾为研究对象,对近30年三门湾海域水体营养调查监测数据进行对比分析,结合2019年9月在三门湾开展的流域-海域水体质量联合调查取得的54个流域水样、30个海域水样和6个雨水样的营养盐分析结果(NO_3~-,NO_2~-,NH_4~+,PO_4~(3-)),分析了三门湾水体营养盐的空间分布特征和影响因素,分析营养盐长期变化特征和人类活动的影响。目前三门湾水体富营养化的问题依然突出,湾内海域DIN和DIP含量在0～439和18～59μg/L,平均值分别为233和37μg/L,河流DIN和DIP含量在77～1 586和3～126μg/L,平均值分别为466和48μg/L。河流中氮、磷营养盐含量整体上呈现由上游到下游增长的趋势,其中农业生产对水体NH_4~+-N、NO_3~--N影响大,城镇生活和工业生产排放对水体中NH_4~+-N、NO_2~--N和DIP影响大。海域中氮磷营养盐的高值区主要分布在水体交换弱的港汊顶部和河流入海处,营养盐浓度呈现由近岸高值向外海逐渐降低的趋势,海水养殖是近岸营养盐的主要贡献者。三门湾水体营养盐在1987-2007年中处于持续增长趋势,2010年后随着海陆生态环境治理政策的实施,DIN和DIP呈现明显下降趋势,海湾水环境状况得到较大改善。     

海水总碱度及其示性特征

海水总碱度是指中和1升海水中的质子接受体所需强酸的毫克当量数。对海水总碱度贡献最大的弱酸阴离子是HCO_3~-,其次是CO_3~(2-)和H_2BO_3~-。在大多数情况下,各种有机酸根及活性无机磷酸盐对海水总碱度的影响是微不足道的。海水总碱度通常在2.3—2.4meq/1的水平上。它与海水氯度的比值称作比碱度。总碱度和比碱度都是相对保守的水化学指标,它们的示性特征在海洋学研究中是非常有用的。     

杭州湾营养盐时空分布特征及其影响研究

文章基于2015年1—12月杭州湾海域12个航次的调查资料,对杭州湾海域营养盐溶解无机氮(DIN)和活性磷酸盐(PO_4~(3-))的月度时空分布特征及其影响进行了探讨。结果表明,杭州湾表层海水DIN和PO_4~(3-)含量空间分布月际间变化明显,其变化受湾内、沿岸径流输入和长江冲淡水影响显著。杭州湾海域12个月DIN含量均超第四类海水水质标准,硝酸盐氮(NO_3~-)占DIN的94%及以上。N/P值处于较高水平,内湾(IB)和外湾(OB)的N/P值季节性变化幅度比中湾(CB)大,海湾生态系统对磷的变化敏感。营养盐-盐度对研究区域的水体混合状况有明显的指示作用,杭州湾营养盐的分布主要受物理混合作用所控制,浮游生物活动对营养盐分布的影响相对较小。