长江口附近氮的地球化学Ⅰ、长江口附近海水中的硝酸盐

海水中NO3—N的含量，在浮游植物大量繁殖时，可以使之消耗殆尽．但有机质的分解，可以使之获得再生．海水垂直对流作用，可以将底部再生的N03-N带到上层．大陆水也会带来大量的NO3-N．     

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。     

福建福宁湾无机氮含量的变化特征及其对浮游植物的影响

本文根据2002-2003年福宁湾海域的监测资料对NO2-N、NO3＋N、NH4-N三态DIN的变化特征和相互关系进行分析，并分析其对浮游植物生物量的影响．研究表明：NO3-N、DIN含量均呈冬季最高、夏季最低，NO2-N含量秋季最高，冬季最低；福宁湾海域赤潮高发期水体DIN中三氮所占比例与年平均相比变化最大的是NO3-N，其次是NH4-N，NO2-N最小；NO3-N、DIN与盐度均呈明显负相关；NO3-N与DIN呈明显正相关；NO3-N是福宁湾海域DIN的主要存在形式；三态氮中仅NO3-N为福宁湾海域浮游植物生长限制因子；浮游植物对DIN的吸收主要以NO3-N形式为主。     

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。     

长江口营养盐结构特征及其对浮游植物的限制

根据2013年5月、11月两个航次的调查资料,分析了长江口营养盐浓度及其结构的分布变化,并探讨了营养盐对浮游植物的限制情况。长江口营养盐分布存在季节差异:口门外NO3-N、NO2-N浓度均为春季高秋季低,PO34-P、3SiO2-Si、NH4-N浓度则秋季高春季低,口门内除NO2-N外,NO3-N、PO34-P、SiO23-Si、NH4-N浓度均为秋季高于春季。NO3-N、PO34-P、SiO23-Si浓度从近岸向外海逐渐降低,NO2-N、NH4-N浓度分布规律不明显。NO3-N是DIN的主要存在形态,其占DIN的比例为春季95%、秋季83%。春季、秋季DIN/P均高于16,表现出长江口过量的DIN输入,春季Si/DIN基本小于1,秋季Si/DIN大于1。春季由于硅藻的局部生长使DIN/P异常升高、Si/DIN异常降低,秋季西北部海区受苏北沿岸流影响,呈低DIN/P值和高Si/DIN值分布。受含过量DIN、SiO23-Si的长江冲淡水的影响,春、秋季均表现为PO34-P潜在相对限制。春季由于浮游植物的大量吸收,局部出现PO34-P、SiO23-Si的绝对限制。当同时考虑绝对限制和潜在相对限制时,春季15.38%的站位受PO34-P限制,限制情况较上世纪90年代更为突出。     

长江口滨岸潮滩柱样沉积物与孔隙水中氮的垂直分布特征

对长江口滨岸潮滩柱样沉积物及孔隙水中NH4^ -N、NO3^--N和NO2^--N的剖面进行了分析。结果表明,沉积物和孔隙水中NH4^ -N,NO3^--N和NO2^--N剖面分布基本一致,其中NH4^ -N含量最高,这说明有机质的降解反应主要是在缺氧或无氧环境中进行的;沉积物中有机质含量与NH4^ -N含量线性相关;NO3^--N和NO2^--N在剖面中以0～20cm变化剧烈,说明表层和深层有机质的降解程度发生改变。     

胶州湾大沽河口潮滩水体N、P营养盐的时空分布

根据2009年2、5,8和11月对大沽河口潮滩水体N、P营养盐浓度、盐度、溶解氧含量和大型底栖动物的调查,研究了大沽河口潮滩N、P的时空分布特征。结果表明,DIN在冬、春,秋季以NO3-N为主,其次为NO2-N和NH4-N。在夏季,NO3-N、NO2-N和NH4-N在DIN中所占比重相当。N/P比值在夏季接近Redfield比值,在其它季节偏高。NO3-N浓度在冬季较高、夏季偏低;NO2-N浓度的季节变化不明显;NH4-N浓度在夏季较高、冬季偏低;PO4-P浓度在夏季较高、秋季偏低。NO3-N、NO2-N和PO4-P浓度主要自河道向东西潮滩递减,从近岸向湾内递减;NH4-N浓度无显著平面分布趋势,但在夏、秋季的西潮滩较高。NO3-N、NO2-N和PO4-P的分布主要受大沽河淡水注入的影响,同时在夏季受到浮游植物的吸收作用的显著影响,而NH4-N的分布则可能主要受到潮滩贝类等底栖动物NH4-N排泄作用的影响。潮滩在冬、春季为P中等限制潜在性富营养,在夏季为中等营养,在秋季为P限制潜在性富营养。     

珠江口及附近海域夏季氮的化学形式分布研究

根据1998年夏季对珠江河口及附近海域的水质调查，研究了氮的各种化学形式的空间分布特征、相关系数和环境条件的影响。结果表明：珠江河口中，无机氮含量很高，占总氮的85％；而硝酸氮占无机氮的95％，NO2^--N和NH4^ -N含量很低。在外海，则以有机氮为主，占总氮的80％。NH4^ -N和NO2^--N在伶仃洋河口中部出现最大值，在外海的值最小；其它形式的氮从伶仃洋内河口到外海，其浓度都逐渐降低。NO3^--N是各种形式氮中的主要因素，它与各形式氮之间具有良好的相关性；NH4^ -N和NO2^--N与其它形式氮之间的相关性都很差，而其余各种形式氮之间都有较好的相关性。涨潮时不利于污染物的扩散；与小潮相比，大潮时伶仃洋河口中部表层氮的浓度偏高。     

钦州湾营养盐的分布特征及影响因素

利用2008-2009 年4个航次的调查资料,研究了钦州湾海域营养盐的分布变化特征。结果表明,钦州湾营养盐分布 呈显著的季节变化。NO3-N和NO2-N 夏季含量最高,NH4-N和PO4-P 含量冬季最高,夏季最低,秋季DIN 的形态以NH4-N 为主,而夏季则以NO3-N为主。CN /CP 夏季>春季>秋季>冬季,该海域春季和夏季浮游植物生长受P 限制。NO3-N 和NO2-N 的平面分布基本呈现钦州湾内向湾外逐渐降低的分布规律,径流输入是影响其分布的主要因素,在外湾余流作用对其分布规 律影响显著,NH4-N和PO4-P平面分布规律则受到外海环境因素的影响。经与历史资料对比,DIN 和CN/CP呈逐年代大幅上 升的变化趋势,钦州湾营养盐结构已从N缺乏到P缺乏转变。     

南海水体三项无机氮含量的垂直变化特征及与其他环境要素的相关性

据南海环境调查资料,研究了南海水体NO3-N、NO2-N、NH4-N、DIN含量及无机氮组成的垂直变化规律．结果表明：NO3-N、NO2-N、NH4-N、DIN含量范围和均值分别为0．00～43．9,12．32;0．00～1．69,0．07;0．17-14．87,1．32;0．35～45．92,13．73μmol／dm^3．其含量分布与垂直变化特征与深海、大洋的相似,表明南海水是太平洋的变性水体．NO3-N、DIN含量的垂直分布跃层出现于75～500m间,夏季的跃层强度分别为6．61X10-’、6．68×1012Ixmol／（dm’·m）,冬季的均为5．65×10^-2μmol／（dm^3·m）;NO2-N含量的最大值多出现于75～100m之间,NH4-N含量的最大值出现在0m层．在浮游植物活动较旺盛的真光层中,NH4-N为无机氮的主要存在形态（平均占比为64．4％）．真光层以下NO3-N为无机氮的主要存在形态（平均占比≥90．8％）．对三项无机氮含量与其他生源要素、水文因子的相关分析结果表明,NO3-N含量与PO4-P、TDP、TP、SiO3-Si、S均呈显著正相关,与pH、DO、O2％、t则呈显著负相关．     

近4年来象山港赤潮监控区营养盐变化及其结构特征

根据2002—2005年4—9月份象山港赤潮监控区表层海水营养盐(Si,N和P)监测基础资料,分析、探讨了监控区水域的营养盐变化及其结构特征。分析结果表明:4年来,监控区水质富营养化严重,DIN的污染程度明显高于PO4-P;Si,N和P营养盐含量的空间波动程度存在明显的年际差异;SiO3-Si,PO4-P和NO3-N含量的月变化特征主要受港湾内藻类等浮游植物的生命活动和陆源径流的共同影响;NH4-N含量的月变化特征受鱼类新陈代谢强弱的影响。4年来NH4-N的含量略有升高,NO3-N和SiO3-Si的含量均有所降低,而NO2-N和PO4-P的含量则保持稳定;SiO3-Si/PO4-P比值略有所减小,NO2-N/DIN,NH4-N/DIN,NO3-N/DIN,DIN/PO4-P和SiO3-Si/DIN的比值均保持稳定。4年来整个监控区DIN一直处于热力学平衡状态,NO3-N量占DIN的83.77%～97.23%,是该海域DIN的主要存在形式,PO4-P一直是该海域初级生产力的主要潜在限制性因子。SiO3-Si/DIN<1,与DIN相比,SiO3-Si略显不足。     

2009年春季黄河口附近海域营养状况评价

根据2009年5月在黄河口附近海域获得的水化学参数,研究了该海域营养要素的分布特征与富营养化水平.NO3-N、NO2-N与SiO3-Si表层浓度在河口处均存在高值区,随淡成水混合逐渐降低,表明主要来源于黄河冲淡水;NH4-N与PO4-P在河口处则低于调查海区平均水平,说明黄河冲淡水不是其主要来源.黄河口南部浅滩区域(平...     

浒苔对NH+4-N与NO-3-N吸收的相互作用

在国内首次研究了大型海洋绿潮藻浒苔(Ulva prolifera)对NH4+-N与NO 3--N两种氮源的选择吸收作用。结果表明:当两种氮源等浓度比例存在时,随着NH4+-N与NO3--N浓度升高,藻体对NH4+-N的吸收速率逐渐升高,而对NO3--N吸收受到抑制;当NO3--N和NH 4+-N高浓度比存在时,藻体对NH4-N的吸收速率随着NO3--N/NH4+-N比例的升高和NH4-N浓度的下降而降低;当NO3--N和NH4+-N低浓度比存在时,藻体对NH+4-N保持较高的吸收速率,而对NO3--N的吸收效率随着NO3--N浓度的降低而降低;浒苔具有同时利用水体中较高浓度的NH+4-N和NO3--N的能力,只有当NH4+-N或NO3--N浓度较低时,才以吸收相对应的氮源为主。这说明浒苔能够快速、大量地吸收水体中氮源,为爆发性增殖贮备物质条件。同时,即便两种氮源同时存在,浒苔对NH+4-N的吸收速率也远高于对NO3--N的吸收速率,因此,控制NH4+-N的大量输入仍是预防浒苔绿潮爆发的关键。     

能效渔业状态下津市西湖生态因子与浮游植物密度的灰关联模型{GM(I,N)}

利用灰色系统理论,于2004—2008年5—8月份对能效渔业状态下津市西湖水质状况进行了实时采样研究,并计算了浮游植物密度与透明度、水温、水深、溶解氧、pH、NH4-N、NO3-N、NO2-N、PO4-P、TP、TN、NH4-N/PO4-P、TN/TP和浮游动物共14个生态因子的关联度、关联序。结果表明,透明度、水温、水深、溶解氧、pH和浮游动物(毛里湖)或TN(西湖)是影响浮游植物增殖态势的最重要的环境变量。提取如上变量和浮游植物密度作为建模要素,构建了津市西湖生态因子与浮游植物密度的灰关联模型{GM(I,N)},经作图分析表明,模型值和实测值具有较好的对应峰,表明模型的有效性及在预测上有较高的参考价值。P元素在西湖的营养限制性基本得到消除,水体N/P比被调控到了较好状态。     

中国南极长城湾及附近海区1993/1994年夏季表层水样无机氮、磷酸盐的浓度及其分布状况

1993／1994年南极夏季对中国南极长城湾及附近海区表层海水四种营养盐浓度及其分布状况作了调查。结果表明，NH4－N、NO3－N、NO2－N及PO4－P的大致浓度分别是2．13、7．07、0．74和1．12μg·dm-3。一般来说，湾内高于湾外氮盐于12月份常出现高值。四种形态的无机盐类之最高、最低浓度出现的时间和站位不尽一致。∑N／P递减次序大致是12月，2月，1月。水温变化与NH4－N、PO4－P浓度和∑N／P的变化常较一致，而与NO2－N则常不一，一些站位上营养盐浓度偏低可能与浮游植物摄取有关。结果显示了调研海区的浅水内湾特征。浮游植物所需营养充分。该湾仍维持正常状态。     

水样中氮磷营养盐的短期保存技术研究

用8种保存方法对淡水和海水水样中四个氮磷营养盐（NH3-N、NO3—N、NO3-N、PO4—P）参数及总氮的稳定性进行了7d保存效果的比较研究。结果表明,淡水与海水氮磷营养盐的最佳保存方法与效果各不相同,但淡水和海水的总氮值在各种方法保存下均十分恒定。综合考虑有效性及可操作性后提出了5d内的短期保存技术：（1）海水水样用5‰氯仿4℃条件下保存,供NH3-N、NO2—N和N03-N三个营养盐的测定,用5‰甲醛4℃条件下保存供PO4-P测定;（2）淡水用5‰氯仿4℃条件下保存,供NH3-N测定,5‰甲醛4℃条件保存供NO2-N、NO3-N和PO4-P测定。     

溶解无机氮在胶州湾沉积物一海水界面上的交换速率和通量研究

应用实验室培养法测定了溶解无机氮(DIN)在胶州湾16个站位沉积物-海水界面上的交换速率。结果表明, NH4 -N,NO2 -N和NO3 -N的交换速率一般分别在-0.5~1.6,0.005~0.67, + - --2.0~2.8 mmol/(m2·d)范围内。由于间隙水中DIN主要以NH4 -N形态存在,DIN在胶州湾沉 +积物-海水界面上的交换以NH4 -N的扩散为主,在大部分站位表现为由沉积物向水体的释放, +NO3 -N主要来自NH4 -N的硝化反应,而NO2 -N是NH4 -N和NO3 -N之间化学转化过程的中 - + - + -间产物。考虑胶州湾沉积物类型, 在胶州湾沉积物-海水界面上的交换通量为9.68×108 DINmmol/d,是河流输入DIN的50%左右,可提供维持胶州湾初级生产力所需DIN的52%。     

渤海南部海域沉积物中吸附态无机氮的地球化学特征

用分相浸取的方法对采集于渤海南部海域的29个站位的沉积物样品(表层样站27个,柱状样站2个)中的吸附形式的无机氮(包括NH4-N和NO3-N)和总氮(TN)进行了研究,探讨了它们的地球化学分布特征及其控制因素。研究表明,在表层沉积物中,NH4-N在渤海中央盆地由东北向西南方向递增,在中央区域有两个异常高值区,莱州湾内分布较为均匀,渤海湾南部为一低值区,向北逐渐增大。NO3-N在渤海中央盆地由东西两侧向中央递增,渤海湾和莱州湾内均沿着离岸方向递减。渤海南部表层沉积物中吸附态氯占TN的3．28％,表层沉积物中吸附形式的氮以NO3-N为主,占83．7％;NH4-N主要受有机质含量(OC)、氧化还原环境(Es)、黏土矿物组成的影响;NO3-N主要受水体NO3-N浓度和分布的控制。NH4-N随沉积深度增加而增加,NO3-N随深度增加而减小。TN的分布主要受陆源物质输入及沉积物粒度控制。研究区TN高而OC低且二者相关性较差,间接说明TN中有相当部分是以无机氮(IN)的形式存在,渤海沿岸排入的无机氮在沉积物积聚是造成高TN的重要原因之一。     

无机氮浓度及其配比对细基江蓠繁枝变型生长及生化组成的影响

在实验室条件下分别研究了NO3--N和NH4 -N浓度及其配比对细基江蓠繁枝变型(Gracilariatenuistipitatavar.liuiZhangetXia)生长及生化组成的影响。结果表明,过低的NO3--N浓度(0,10μmol/L)或过高的NO3--N浓度(60,80μmol/L)、过低的NH4 -N浓度(0,2.5μmol/L)或过高的NH4 -N浓度(10,20,40μmol/L)、过低的NH4 -N/NO3--N比值(1/35,1/7)或过高的NH4 -N/NO3--N比值(3/7,4/7)条件下,江蓠均表现为生长速率明显减慢(P<0.05)、藻体内藻红素(PE)、叶绿素a、蛋白质含量显著降低(P<0.05);而分别在NO3--N20μmol/L、NH4 -N5μmol/L、NH4 -N/NO3--N2/7(TIN20mol/L)的条件下,江蓠可获得最快生长速率和最高的PE、叶绿素a、蛋白质含量以及最低的碳水化合物/蛋白质比值。     

小分子有机碳、氮源对海洋着色菌(Marichromatium gracile)生长和去除高浓度无机三态氮的影响

采用高浓度无机三态氮(铵氮4NH?-N、亚硝氮2NO?-N和硝氮3NO?-N)共存的模拟海水体系,在最适生长条件下,研究了小分子有机物(糖类、有机酸、醇、有机氮)和p H对海洋着色菌(Marichromatium gracile)YL28去除水体无机三态氮的影响。结果表明:以葡萄糖、乙酸钠和乙醇为唯一碳源时,水体中的高浓度2NO?-N和3NO?-N均能被完全去除,4NH?-N的去除率分别为93.40%、84.55%和66.63%;碳源为乙酸钠时菌体生长最好,体系中添加蛋白胨或尿素,仅4NH?-N的去除效果明显降低。p H值在6.0—9.0时,该菌株对4NH?-N、2NO?-N和3NO?-N均具有去除能力。由此可知:YL28菌株对模拟海水养殖水体中高浓度无机三态氮具有良好的去除能力,高浓度有机氮化物(蛋白胨和尿素)对4NH?-N的去除能力有明显影响,但对2NO?-N和3NO?-N仍保持高效的去除能力。本研究为不产氧光合细菌制剂在水产养殖中的合理应用提供参考。