双台子河口水体有机碳分布特征研究

于2011年5月和8月通过研究双台子河口水体溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和化学耗氧量(COD)的分布特征,阐述双台子河口水体有机碳的河口过程及其影响因素,并探讨总有机碳(TOC)和COD表征河口有机污染的区域性和季节性特征。研究表明:2011年5月双台子河口DOC、POC和COD含量范围分别为4.04~5.06mg/L(平均4.60mg/L)、2.93~10.85mg/L(平均7.01mg/L)和5.65~14.07mg/L(平均9.04mg/L);8月分别为10.87~46.04mg/L(平均26.75mg/L)、0.88~17.27mg/L(平均4.16mg/L)和2.42~67.62mg/L(平均17.85mg/L)。DOC、POC和COD的含量由河到海总体呈现逐渐降低的趋势,双台子河口不同区段DOC、POC和COD的时空分布,及其主要和次要影响因素具有一定的差别。有机碳来源和海水的稀释作用是影响双台子河口有机碳分布的主要因素,现场生物生产和悬浮颗粒物影响较小。双台子河口水体中TOC和COD呈现线性不显著正相关关系,二者关系的季节差异显著。     

海南东部沿岸河流和潟湖中溶存甲烷的分布及通量

甲烷(CH4)作为大气中重要的温室气体,直接或间接地影响全球气候变化。于2009年3月27日至4月15日对海南东部河流(文昌河、文教河、万泉河)、潟湖(八门湾、博鳌、小海和老爷海)等进行了调查,采集了表层和部分底层水样,对溶解CH4浓度进行了测定并初步估算了其水-气交换通量。结果表明,文昌河、文教河受人为活动影响较大,表层CH4饱和度较高,分别为(60664±25118)%、(38582±26339)%,污水输入、红树林输入和现场产生是其CH4的主要来源。万泉河表层CH4饱和度为(9472±5594)%,现场产生是其水体溶存CH4的主要源。八门湾、博鳌、小海和老爷海潟湖表层水体溶存CH4均处于过饱和状态,但其饱和度远小于入湖河流,分别为(2471±2937)%、(5692±3435)%、(546±251)%和(6878±4635)%,其中河流输入、地下水和红树林间隙水输入、现场产生是潟湖中CH4的主要来源,水体中CH4的氧化和水-气交换是潟湖中CH4的主要汇。初步估算出文昌河和万泉河CH4的水-气交换通量分别为5967.0±5142.1和496.2±335.9μmol·m 2·d 1,八门湾、博鳌、小海和老爷海潟湖的水-气交换通量分别为528.7±625.0、441.7±473.3、26.6±21.6和1287.8±1453.3μmol·m 2·d 1。海南东部河流、潟湖是近岸水体及大气CH4的净源。     

长江干流有机碳的时空输运特征及三峡工程对其影响

2006-04,2008-04,2008-05沿长江干流采集表层水样,并于2006-05～2007-05在下游大通站进行每月2次、为期1 a的连续观测,测定溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)及总悬浮物(TSM).结果表明:长江重庆以上江段DOC浓度较低,重庆至河口由于人为污染排放DOC表现出高值;干流POC与TSM显著正先关,POC%(TSM)随TSM含量增大呈负指数关系下降.大通站有机碳浓度及通量均表现出明显的季节性,2006-06～2007-05全年经大通站进入河口的DOC、POC通量分别为1.17×106tC和1.88×106tC,其中洪季(5～10月)输运的有机碳占到总有机碳的70%,组成以颗粒态为主.三峡水库135 m及156 m蓄水后,泥沙在库区的沉降作用显著影响长江POC的输运特征及入海通量;从目前观测结果看,三峡库区DOC浓度并没有表现出明显的升高趋势,可能与水库运行时间尚短有关.     

夏季黄东海颗粒有机碳的分布特征

根据2006年6～7月对黄东海大面调查的资料,分析研究了黄东海颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)的浓度和分布特征。结果表明,夏季黄东海POC的浓度范围是6.07～2 204.17μg.L-1,平均浓度为147.15μg.L-1。POC整体上呈现近岸浓度较高、远岸浓度较低,北部浓度较高,南部浓较低的分布特点;在长江口外及浙江近岸海区存在POC的高值区,特别是长江口外,表层和底层POC浓度很高,这主要是受到长江陆源输入的重要影响。在垂直分布上,南黄海区POC的浓度分布整体上呈现上层水体浓度较低,下层水体浓度较高的特点,这主要是受底质再悬浮的影响。而东海区呈现近岸POC浓度较高,离岸POC浓度较低的特点,这主要是受长江冲淡水输入的影响。     

长江干流有机碳的时空输运特征及三峡工程对其影响

2006-04,2008-04,2008-05沿长江干流采集表层水样,并于2006-05~2007-05在下游大通站进行每月2次、为期1 a的连续观测,测定溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)及总悬浮物(TSM)。结果表明:长江重庆以上江段DOC浓度较低,重庆至河口由于人为污染排放DOC表现出高值;干流POC与TSM显著正先关,POC%(TSM)随TSM含量增大呈负指数关系下降。大通站有机碳浓度及通量均表现出明显的季节性,2006-06~2007-05全年经大通站进入河口的DOC、POC通量分别为1.17×106tC和1.88×106tC,其中洪季(5~10月)输运的有机碳占到总有机碳的70%,组成以颗粒态为主。三峡水库135 m及156 m蓄水后,泥沙在库区的沉降作用显著影响长江POC的输运特征及入海通量;从目前观测结果看,三峡库区DOC浓度并没有表现出明显的升高趋势,可能与水库运行时间尚短有关。     

黄河干流有机碳的时空分布特征

通过2003-2009年多个航次对黄河干流DOC(溶解有机碳)和POC(颗粒有机碳))及相关参数的调查研究,结果表明:TSS(颗粒悬浮物)为91.42～8188 mg/L,POC为0.65～24.20 mg/L,POC%(POC/TSS×100%)为0.44%～2.21%,DOC为1.57～4.77 mg/L,有机碳沿程分布具有明显的空间特征.花园口水文年调查中有机碳含量与流量的季节变化密切相关.POC主要受冲刷影响,而DOC在不同季节分别体现出冲刷、稀释或浓缩效应.修建水库和调水调沙这2个显著的人为干扰活动对黄河有机碳的性质及输运产生了截然不同的影响:库区自生源对有机碳的贡献明显大于干流,DOC/POC为6.64～12.00,DOC是有机碳的主要形式,同时水库截流,颗粒物沉降降低了颗粒有机碳的输运量,而调水调沙却加强了有机碳的输运,该时期DOC/POC为0.01～0.47,POC是有机碳输运的主导形态.     

长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源与混合行为

河口碳的生物地球化学过程是全球碳循环的重要组成。通过测定溶解无机碳（DIC）及其稳定同位素丰度（δ13C_DIC）,溶解有机碳（DOC）,有色溶解有机物（CDOM）,颗粒有机碳（POC）及其稳定同位素丰度（δ13C_POC）与元素比值（N/C）及相关指标,研究了2014年7月长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源和混合行为。结果表明,DIC浓度、DOC浓度、POC含量分别为1 583.2~1 739.6 μmol/L,128.4~369.4 μmol/L和51.2~530.8 μmol/L,这些不同形态碳及CDOM的荧光组分的分布模式相似,均是从口内到口外,整体呈现先增大后减小的趋势,并与盐度呈现非保守混合行为。添加作用主要发生在在口门处最大浑浊带附近。与含量相反,从口内到口外,δ13C_DIC和δ13C_POC均呈现逐渐减小再增大的趋势,在口门附近达到最低值,分别为-9.7‰和-26.7‰。在口门附近不同形态碳含量上升及δ13C_DIC、δ13C_POC的降低可能主要与沉积物再悬浮及微生物作用有关。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的结果显示,河口内外POC来源变化明显,口内POC以陆源有机碳贡献为主,平均为62.3%,口外海源贡献逐渐增加。CDOM相关参数结果表明长江口CDOM主要来自陆源输入,海源及人类活动等也对其产生影响。     

胶州湾表层水中低分子量有机酸的分布及特征

用高效液相色谱法对2010-10在胶州湾15个站位获取的表层海水样品中低分子量有机酸(LMWOAs)进行了定性、定量分析。结果表明,高效液相色谱法能够在胶州湾表层海水中检测到3种典型的低分子量有机酸,分别为乳酸、乙酸和甲酸,这3种酸的总浓度(TOA)的变化范围为18.02～24.66μmol.L-1,平均浓度为20.95±1.95μmol.L-1;乳酸、乙酸和甲酸浓度变化范围分别为1.72～11.11,4.47～17.98,2.89～6.04μmol.L-1,平均浓度分别为(3.25±2.25),(12.77±2.94),(4.90±1.27)μmol.L-1,乙酸的平均浓度显著高于甲酸和乳酸。总体而言,3种酸的分布呈现近岸高、远岸低的趋势,人类活动是胶州湾有机酸的主要来源并且对LMWOAs的分布有决定性的影响。分析了溶解有机碳(DOC)、叶绿素a(Chl-a)的浓度分布以及它们与LMWOAs之间的关系。DOC的浓度变化范围为140.25～197.50μmol.L-1,平均浓度为(161.22±17.67)μmol.L-1;Chl-a的浓度变化范围为0.70～1.45μmol.L-1,平均浓度为(0.91±0.28)μmol.L-1。发现TOA浓度与TOA/DOC之间存在一定的相关性,TOA浓度与Chl-a浓度缺少相关性,表明生物活动对胶州湾LMWOAs的影响不明显。     

珠江口水体有机碳的季节性变化

调查了珠江口不同季节颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)和溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)含量的分布特征,结合碳氮比值(C/N)、叶绿素a(Chl a)含量、溶解氧(dissolved oxygen,DO)含量等水化学参数,探讨了珠江口POC、DOC来源、输送方式及混合行为的季节变化。结果表明,珠江口水体POC可能主要受到水体自生浮游植物有机碳输入的影响,DOC可能主要来自于河流输送的陆源有机碳。在降雨量较大的5月份,POC来自自生浮游植物有机碳的贡献相对减小。降雨量同样较大的8月份DOC来自河流输送的陆源有机碳的贡献增加。不同季节珠江口水体总有机碳中的DOC一直高于POC。珠江口POC、DOC含量受到淡水与海水混合进程的影响,淡水与海水的混合效应可能是从出虎门进入伶仃洋的低盐度区(盐度1‰~5‰的水体)开始延伸至外海。微生物的降解作用可能对POC和DOC在出虎门之前的下降趋势产生了重要影响,而微生物对新鲜的浮游植物有机碳的利用、以及浮游植物生产量的降低和颗粒物絮凝沉降作用则可能是POC在出虎门后下降幅度大于DOC的重要原因。     

南极半岛近岸海域生物化学要素分布特征及影响因素

基于中国第30次南极科学考察在南极半岛(60°~63°S)近岸海域获取的调查资料,分析了该海域生物化学要素中溶解有机碳(DOC)、总氮(TN)和总磷(TP)分布特征并讨论地形和水团对其的影响。结果表明:2014年夏季南极半岛近岸海域水体DOC浓度变化范围为40.5~78.1μmol/L,平均浓度为66.3μmol/L;TN浓度变化范围为4.2~29.5μmol/L,平均浓度为14.9μmol/L;TP浓度变化范围为0.8~2.9μmol/L,平均浓度为2.0μmol/L。表层DOC呈现研究海域西北部D1断面和东南部D5断面浓度较高,中部DOC浓度较低;表层TN与TP浓度高值区出现在研究海域西部D1断面北部以及南部,中部和东部浓度较低;DOC,TN和TP浓度的垂直分布与海底地形和水团交汇密切相关,水团运动受阻于地形致使生物化学要素在垂直方向再分布。DOC,TN和TP空间分布反映了南极半岛近岸海域生物化学要素复杂的流通,将为合理开发和利用南极资源及环境影响评价提供科学依据。