北海湾近10 年来溶解无机氮含量变化及其与环境因子的关系

根据北海湾1995～2004 年10a 间8 个航次的调查资料, 分析研究了该湾溶解无机氮的含量变化及其与环境因子的关系。结果表明: 该湾溶解无机氮(DIN)含量具有春夏季较高、秋冬季较低的变化特点, 突出了南流江迳流的重大贡献作用; 在DIN 中, 所有航次均具有NO₃^-含量较高、NH₄⁺含量次之、NO₂^- 含量最低的分布特征, 而且除2004 年秋季外, NO₃^- 所占DIN 的比值均在63.38%以上, 已成为该湾DIN 的主要存在形式; 通过不同时期的对比分析, 得出该湾DIN 具有春秋季显著上升、冬夏季显著下降的变化规律, 增养殖排废起主导影响作用; 相关分析显示, DIN 与环境因子之间的相关性, 以与盐度出现的机率最多、显著性也最高, 与COD 的相关性次之, 与其余环境因子的相关性依次排列为pH>DO>Chl.a, 与3 种形态氮之间则以NO₃^- 和NO₂^- 最为密切, 7 个航次达到了显著正相关水平, 而与NH₄⁺的显著正相关只出现在迳流影响较小的秋冬季节。     

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。     

夏季莱州湾浮游动物群落特征

根据2009 年8 月监测资料, 研究了夏季莱州湾海域浮游动物种类组成、生态分布、群落结构及其环境影响因子。共记录包括浮游幼虫在内的浮游动物38 种(类), 优势种类为长尾类幼虫、强壮箭虫、短尾类溞状幼虫及太平洋纺锤水蚤等。浮游动物丰度101.3～3620.0 个/m³, 平均602.8 个/m³, 丰度平面分布呈现湾西部高, 向中东部逐渐降低趋势; 长尾类幼虫、强壮箭虫、短尾类溞状幼虫出现频率100%,太平洋纺锤水蚤出现频率40.9%; 长尾类幼虫丰度7.8～1747.9 个/m³, 平均96.3 个/m³, 高值区分布于莱州湾西部黄河口以南近岸水域; 强壮箭虫丰度2.5～747.8 个/m³, 平均85.4 个/m³, 偏离近岸趋深水、低温区分布; 短尾类溞状幼虫丰度3.3～271.7 个/m³, 平均20.5 个/m³, 主要分布于莱州湾南部近岸水域; 太平洋纺锤水蚤丰度0～968.3 个/m³, 平均29.0 个/m³, 密集分布区在莱州湾西南部小清河外近岸低盐水域。浮游动物丰度分布与NO₂-N、DO、COD 及NO₃-N 呈显著正相关关系, 与盐度呈显著负相关关系(P＜0.01)。等级聚类分析(CLUSTER)将莱州湾的浮游动物分为湾西部和湾中东部两个群落。相比于湾中东部群落, 湾西部群落占据着莱州湾西部近岸较狭窄的地理范围, 其所在水域水浅, 盐度低, 无机氮、活性磷酸盐、叶绿素a、浮游动物丰度高及物种多样性高, 群落内生物相似性弱。     

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。     

224,223Ra和137Cs在吕宋海峡及周边海域的分布以及其对“彩虹”台风的响应

本文报道2015年9月和2016年5月期间天然放射性核素²²⁴Ra和²²³Ra在吕宋海峡及周边海域表层和垂向水体的分布特征。为理解日本福岛核事故的影响,本文亦分析研究区域内人工放射性核素¹³⁷Cs的分布特征。结果表明,^224,223Ra和¹³⁷Cs比活度水平均处于我国南海海洋天然放射性本底变化范围之内。²²⁴Ra在吕宋海峡以西南海北部海域比活度较高,在吕宋海峡以东菲律宾海域比活度较低。¹³⁷Cs没有明显的分布趋势。基于三站位（LS3,LS5和LS8）²²⁴Ra、¹³⁷Cs以及温盐的垂向分布特征,本文揭示²²⁴Ra和¹³⁷Cs在热带表层水、次表层水和中-深层水中比活度水平和梯度变化的差异特征。彩虹台风事件扭转了整个吕宋海峡及周边海域的海流循环过程。大量以低水平²²⁴Ra为特征的西太平洋海水涌入南海,降低水体²²⁴Ra比活度水平。但是,西太平洋和南海北部海域水体¹³⁷Cs比活度水平没有明显差异,台风导致的海流变化对水体¹³⁷Cs比活度没有明显影响。     

一株嗜碱兼性好氧反硝化菌Marinobacter sp.B3的分离鉴定及脱氮性能研究

为获得反硝化脱氮效率较好的菌株,实验从海水螺旋藻培养体系中分离获得一株嗜碱兼性好氧反硝化菌, 通过观察细菌形态以及16S rRNA基因序列的同源性分析, 鉴定该菌株为海杆菌属, 命名为Marinobacter sp. B3。为明确该海杆菌的反硝化性能及氮转化途径, 研究开展了溶解氧(DO), 碳氮摩尔比(C/N), pH和温度等不同单因素对反硝化性能影响实验和氮平衡实验。单因素影响实验结果表明, 当硝酸钾(KNO₃)作为唯一氮源, NO₃^--N的初始浓度为100 mg/L, 盐度32, 振荡速度为150 r/min (初始DO质量浓度是5.6 mg/L), C/N=10, pH=8.0±0.2, 温度为35 °C时, 可获得最大脱氮效果。氮平衡实验结果得出, 在好氧环境下, 有20.11%的NO₃^--N转化为胞内氮, 5.58 mg/L的NO₃^--N转化为其他形态(NO₂^--N、NO₄⁺-N和有机氮), 74.72%转化为N₂释放; 厌氧环境下, 有26.65%的NO₃^--N转化为胞内氮, 72.86%的NO₃^--N转化为气态产物释放。最终实验结果表明, Marinobactersp. B3在好氧和厌氧条件下, 48 h对NO₃^--N的去除率分别为99.89%和93.80%, 具有较好的反硝化脱氮能力, 且在好氧条件下NO₃^--N去除效率更高, 在海水工厂化循环水养殖尾水处理方面具有良好的应用前景。     

铵锌镉还原法测试硝酸盐氮、氧同位素方法研究

本研究利用铵锌镉还原法将海水、湖水和自来水水体中硝酸盐转化为N₂O气体测试氮、氧同位素, 结果表明当反应体系的pH值在6～8之间, NO₃^-还原为NO₂^-的转化率大于95%, NO₂^-还原为N₂O的转化率大于99%。配置5种丰度的硝酸盐氮、氧同位素标样, 将实验结果与理论值绘制校准曲线, 氮同位素校准曲线斜率为0.48, 相关性良好(R²=0.999 8), 5种丰度δ¹⁵N_N2O标准偏差在0.18‰～0.43‰之间(n=5);氧同位素校准曲线斜率为0.70, 相关性良好(R²=0.999 6), 5种丰度δ¹⁸O_N2O标准偏差在0.27‰～0.46‰之间(n=5)。铵锌镉还原法与镉柱还原法测定硝酸盐氮、氧同位素结果的精密度和准确度一致, 同时海水、湖水和自来水3种不同类型水样的硝酸盐氮、氧同位素测试数据满足实验要求, 而且在实验流程的简洁性和高效性方面更具优势。     

离子色谱法测定海水中氯离子和硫酸根离子

氯离子和硫酸根离子是海水中重要的无机阴离子,在研究海洋生态变化、海洋循环作用过程与海洋全球气候变化等领域具有重要的指示意义。其测定方法较多,但缺少相应的测试方法。本文对测定海水中Cl^-,SO₄^2-的离子色谱方法进行了优化,选用IonPacAS14碳酸盐选择性离子色谱柱,以3.5 mmol/L Na₂CO₃+1 mmol/L NaHCO₃为流动相,可消除海水样品中碳酸盐及其他阴离子的干扰。该方法对Cl^-检出限为0.29 mg/L,线性相关系数r²=0.999 2,对SO₄^2-检出限为0.42 mg/L,线性相关系数r²=0.997 9。样品的加标回收率在95%~102%,Cl^-和SO₄^2-的相对标准偏差分别为1.92%和4.18%。该方法简便、迅速、灵敏、准确度高,可满足批量海水样品中Cl^-与SO₄^2-的准确测试。     

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、酸碱指示剂-分光光度法测定NH⁺₄-N、荧光法和化学发光法测定DIN等,比较了各分析方法的特点,并展望了光谱法测定海水DIN的发展趋势。总的来说,在分析方法上,新试剂的使用以及一些新合成材料的出现,丰富了DIN的分析手段;在分析仪器上,以流动分析技术为基础的分析仪器在DIN的实验室及现场分析中得到了广泛应用。DIN的分析方法均朝着简单便捷、全自动化、分析速度快、精确度高、可适用范围广的方向发展。     

黑潮主流径海域海水中的无机碳及其对东海陆架区的影响

基于2014年5—6月对黑潮主流径及毗邻东海陆架海区的调查,研究了该区域水体中无机碳体系参数(p H、总碱度TAlk、溶解无机碳DIC及DIC/TAlk)的垂直与水平分布,在此基础上定量评估了黑潮输入对东海陆架海区无机碳收支的影响。结果表明,黑潮水体中DIC、TAlk与DIC/TAlk总体而言随水深增加而升高,p H降低,综合体现了浮游植物生产、海-气界面交换、有机物降解及Ca CO3溶解等过程的影响;上升流中心站位无机碳参数均受较深层水体上涌影响,与黑潮主流径其它站位略有不同。东海陆架海区外侧站位表层、30m层无机碳主要受台湾海峡暖流影响,高p H、低DIC/TAlk的黑潮表层水影响区域局限于东南部;而在底层,低p H、高DIC/TAlk的黑潮入侵流离开黑潮主流径向正北方延伸并抬升至钱塘江口附近;上升流对无机碳的影响持续至表层,其携带的黑潮中层水因此也可能进入陆架海区。水量模型估算黑潮水在5—10月间跨域陆架边缘向东海陆架区输入溶解无机碳总计58798.9×109mol,净输入达37382.9×109mol,而东海向外输出的无机碳绝大部分经由对马海峡进入日本海。     

长江口及杭州湾邻近海域夏季表层海水中的溶解无机碳

根据2004年8月在长江口、杭州湾附近海域获得的调查资料对表层水中Ph值、总碱度和溶解无机碳的分布特征及其与环境参数的关系进行了研究,并由此得到了溶解无机碳的组成情况.结果表明,HCO3-、CO23-;和CO2(T)占溶解无机碳浓度百分比分别为80.33%～97.75%、0.61%～19.42%和0.25%～2.34%,平均值分别为(93.28±3.68)%、(5.58±4.03)%和(1.14±0.43)%.水文、浮游植物等对各参数的分布具有重要影响,但对不同参数的影响程度不同.     

考洲洋牡蛎养殖海域海-气界面CO2交换通量的时空变化

根据2018年7月、11月和2019年1月、4月对广东考洲洋牡蛎养殖海域进行4个季节调查获得的p H、溶解无机碳(DIC)、水温、盐度、溶解氧(DO)及叶绿素a(Chla)等数据,估算该区域表层海水溶解无机碳体系各分量的浓度、初级生产力(PP)、表层海水CO₂分压[p(CO₂)]和海-气界面CO₂交换通量(FCO₂),分析牡蛎养殖活动对养殖区碳循环的影响。结果表明:牡蛎养殖区表层海水中Chl a、DIC、HCO₃^–和PP显著低于非养殖区;养殖淡季表层海水中pH、DO、DIC、HCO₃^–、和CO₃^2–显著大于养殖旺季,养殖旺季的p(CO₂)和FCO₂显著大于养殖淡季。牡蛎养殖区表层海水夏季、秋季、冬季和春季的海-气界面CO₂交换通量FCO₂平均值分别是(42.04±9.56)、(276...     

The influence of macronitrogen (NO3- and NH4+) addition with Ulva pertusa on dissolved inorganic carbon system

The influence of macronitrogen (NO - 3 and NH + 4 ) addition with Ulva pertusa on dissolved inorganic carbon system in seawater was studied. The results indicate that p(CO 2 ) and HCO 3 concentration decrease significantly, while pH and CO 2- 3 concentration increase significantly. When the concentration of NO 3 was less than 71 μmol/dm 3 or NH + 4 was less than 49.7 μmol/dm 3 , dissolved inorganic carbon (DIC) absorption rates by Ulva pertusa generally increased with the increasing of nitrogen concentration. The DIC decreased 151 μmol/dm 3 with the addition of 71 μmol/dm 3 NO 3 and decreased 232 μmol/dm 3 with the addition of 49.7 μmol/dm 3 NH + 4 after the experiment compared with DIC measured without nitrogen addition. A significant negative-correlation was found between c(DIC) and growth rate (μ) of Ulva pertusa (r = -0.91, P <0.000 1, n=11). NH + 4 had more influence on the species of inorganic carbon system than NO 3 .     

Episodic riverine influence on surface DIC in the coastal Gulf of Maine

Anomalously high precipitation and river discharge during the spring of 2005 caused considerable freshening and depletion of dissolved inorganic carbon (DIC) in surface waters along the coastal Gulf of Maine. Surface pCO₂ and total alkalinity (TA) were monitored by repeated underway sampling of a cross-shelf transect in the western Gulf of Maine (GOM) during 2004–05 to examine how riverine fluxes, mixing, and subsequent biological activity exert control on surface DIC in this region. Most of the variability in surface DIC concentration was attributable to mixing of low DIC river water with higher DIC, saline GOM waters, but net biological uptake of DIC was significant especially during the spring and summer seasons. The extent and persistence of the coastal freshwater intrusion exerted considerable influence on net carbon dynamics. Integrated over the 10-m surface layer of our study region (∼5 × 10⁴ km²), net biological DIC uptake was 0.48 × 10⁸ mol C during April–July of 2004 compared to 1.33 × 10⁸ mol C during April–July of 2005. We found the temporal signature and magnitude of DIC cycling to be different in adjacent plume-influenced and non-plume regions. Extreme events such as the freshwater anomaly observed in 2005 will affect mean estimates of coastal carbon fluxes, thus budgets based on short time series of observations may be skewed and should be viewed with caution.     

台湾海峡西部沉积物中碳的来源及埋藏

根据2005年夏季航次观测的沉积物中总有机碳(TOC)、无机碳(CaCO3)、总氮(TN)、悬浮体颗粒有机碳(POC)、沉积物粒度数据得出,台湾海峡西部表层沉积物TOC质量分数的范围为0.01～1.79,平均值为0.37±0.24,略高于20多年前台湾海峡南部海区,而低于台湾海峡中、北部海区;TOC的质量分数湾内比湾外...     

GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF ARSENIC IN SEDIMENTS FROM BOHAI GULF

This paper deals with the geochemical characteristics of arsenic in sediments from Bohai Gulf. The arsenic in seawater, surface sediments and cores is determined. Also measured are other physical and chemical parameters, such as Ni, Fe, C, pH and Eh in sediments. The values of As range from 0.6 to 4.5 ppb in seawater, from 10.0 to 20.9 ppm in surface sediments and from 6.8 to 22.8 ppm in cores.The contents of As from south are higher than those from north. However the As in sediments is the element not affected by pollution.The adsorption and codeposition of Ferric oxide colloid are the major form of transference of As from seawater to sediments in Bohai Gulf.The valence state of As in sediments is HAsO42-     

黄、渤海表层沉积物中钙质超微化石分布规律与黄海暖流流路

黄、渤海表层沉积物中钙质超微化石有较广泛分布,属种较大洋和开阔海少而单调。黄海南部见有14个种,北黄海及渤海海峡4～5个种,渤海沿岸区2～3个种。钙质超微化石分异度D_H以及主要化石种相对百分含量的高值区的主轴线的走向与现代黄海暖流的流路密切相关。得出黄海暖流由南黄海东南部流入北黄海,通过渤海海峡的北侧进入渤海,在渤海中部呈南北向伸展。     

Total inorganic carbon in sea ice

The method proposed for determining the total inorganic carbon (TC) concentrations in sea ice (Arctic region, North Pole-35 expedition) based on the measurement of the total alkalinity (TA) and the pH in the melt waters without the CO₂ exchange with the atmosphere is considered. It is shown that the TC/Sal and TA/TC values through the entire ice section remain similar to these parameters in the subice water. The surface snow and the uppermost ice layers are characterized by elevated TA/TC values, which indicate the reaction Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ = ↓CaCO₃ + ↑CO₂ + H₂O. The release of CO₂ to the atmosphere due to the decomposition of calcium hydrocarbonate is as high as ∼20 mmol/m². The meltwater of the examined ice is undersaturated with CO₂, which may result in a sink of atmospheric CO₂ (∼30 mmol/m²).