海水中溶解态铵盐氮同位素分析的预处理方法

以蒸馏法为基础, 研究了适合海水中铵盐稳定氮同位素分析的预处理方法。对蒸馏法预处理过程中的最佳蒸馏时间、沸石的选取、铵盐最适浓度范围等分别进行改进和优化, 获得稳定、高效的海水中铵盐氮稳定同位素分析预处理方法。结果表明: 最佳蒸馏时间为50 min, 铵盐的回收率为(97±5.8)%。测定了不同沸石对不同浓度氨氮的吸附率, 筛选出酸性条件下铵氮吸附效率较高且稳定的康华科技沸石; 确定铵盐的最佳适用浓度范围为2～10 μmol/L, 在该浓度范围内氮回收率94%～99%,氮分馏系数为0.1‰～0.8‰。将此方法应用于长江口海域水样分析, 结果表明, 这一方法可以应用于河口中铵盐的氮同位素分析, 能够为河口中溶解态氮的来源及循环机理等研究提供有效信息。     

海水中磷氮不同形态的同时测定

采用过硫酸钾-硼酸-氢氧化钠混合试剂作为氧化剂,同时测定海水中总磷、氮和总溶解态磷、氮,从而建立了海水中磷、氮不同形态的分析流程及步骤。总磷、总溶解态磷浓度为0.35～1.09μmol/dm3时,相对标准偏差小于6.6%;总氮、总溶解态氮浓度为11.8～54.8μmol/dm3时,相对标准偏差小于5.6%。总磷、总溶解态磷和总氮、总溶解态氮的回收率分别为95.0%～106.0%和94.0%～106.0%。本文的分析方法可用于对近岸海水及河口水中磷、氮不同形态的同时测定。     

细菌反硝化法测试硝酸盐氮、氧同位素的研究与应用

为了验证细菌反硝化法对水体中硝酸盐氮、氧同位素组成测定的适用性、重现性及准确性, 在不同时间(2019年7月28日、8月19日、8月26日)利用反硝化细菌分别将海水、湖水和自来水样品中的硝酸盐转化为氧化亚氮（N₂O）, 并进行氮、氧同位素测定。结果表明, 不同时间段3个批次实验的硝酸盐氮同位素校准曲线斜率都接近理论值1, 相关性系数均高于0.999, 说明反硝化细菌在将样品中的硝酸盐全部还原为N₂O的过程中氮同位素分馏效应很小; 同一样品3个批次测定的硝酸盐的氮同位素值基本相同, 表明细菌反硝化法对硝酸盐氮同位素的测定在长时间周期内具有很好的重现性和准确性。3个批次氧同位素校准曲线斜率稳定在0.61～0.63之间, 相关性系数均高于0.99, 单批次内海水、湖水和自来水3类样品中硝酸盐氧同位素比值的标准偏差范围在0.18‰～0.69‰之间, 表明经过氧同位素校准曲线的校正, 可以准确反映样品中硝酸盐氧同位素组成; 同一样品3个批次测定的氧同位素值差异较大, 其变化范围为1.33‰～16.38‰, 可能是由于样品储存过程中硝酸盐与水之间发生的氧同位素交换作用所致。     

天然海水硝酸盐氮同位素组成的蒸馏法测定

建立了测定天然海水中硝酸盐氮同位素组成的蒸馏法,该方法主要是在碱性条件下利用戴氏合金将海水中的硝酸盐还原为氨,后利用稀盐酸吸收生产的氨,将得到的氨吸收液浓缩后干燥结晶,利用同位素比值质谱仪测定所得晶体的氮同位素组成。研究中开展了戴氏合金添加量及氨吸收溶液在不同条件下干燥结晶对氮同位素测值的影响研究。结果表明,戴氏合金添加量为3.0 g及60 ℃下直接干燥结晶为最佳的实验条件。所建立的氨蒸馏法氮空白值仅为(0.90±0.19) μmol,低于此前文献报道的氮空白值;氮同位素组成(δ15N)空白值为(-14.7±4.1)×10-3。运用所建立的氨蒸馏法实测得到的硝酸盐δ15N值与氨扩散法、硝酸盐直接测定法得到的数值非常吻合,进一步证明所建立氨蒸馏法的可靠性。改进后的氨蒸馏法适用于硝酸盐浓度在2~50 μmol/dm3内的天然海水硝酸盐氮同位素组成的测定,方法的标准偏差为±0.3×10-3。     

ＧａｓｂｅｎｃｈⅡ ＩＲＭＳ升级Ｎ２Ｏ预富集装置测定海水硝酸盐的氮氧同位素

本研究研制了由气压棒、气体控制阀、不锈钢管冷阱、石英毛细管冷阱、杜瓦瓶、化学阱等构成的Ｎ２Ｏ预富集装置,通过扩展ＧａｓｂｅｎｃｈⅡ功能控制冷阱的升降,改造气体回路、进样针和样品盘,实现Ｎ２Ｏ的预富集以及ＧａｓｂｅｎｃｈⅡ自动进样与ＩＲＭＳ联机测定．通过将海水中的硝酸盐经化学方法转化成Ｎ２Ｏ,建立了海水硝酸盐氮、氧同位素的分析方法．研究表明,所建立方法对海水硝酸盐氮、氧同位素的分析具有很好的精度,硝酸盐δ１５Ｎ、δ１８Ｏ及峰面积的相对标准偏差分别小于１％、３％和５％．对采自南极普里兹湾海水样品中硝酸盐氮、氧同位素的分析结果与文献报道值吻合,也与海水硝酸盐氮、氧同位素组成的变化规律相一致,证明所建立的技术方法可成功运用于海水硝酸盐氮、氧同位素的分析．     

海水中低含量铵氮的高灵敏度荧光法测定

提出了一种改进的、可测定海水中低含量铵氮的高灵敏度荧光分析方法。其原理是在硼酸缓冲溶液的作用下,海水中的铵氮与邻苯二甲醛(OPA)发生衍生化反应,通过测定生成的荧光产物来确定水体中铵氮的浓度。方法的检测限极低(0.002 5μmol/L),重现性好,且水样用量少(10 mL),适用于海水中溶解有机物的光铵化研究及其他低铵含量水样的测定。     

碱预处理对固体碳源生物可利用性及其强化生物脱氮效能的影响

土著微生物的反硝化作用对阻控硝酸盐向地下水淋失具有重要意义,但碳源不足是关键限制因素。本研究利用Ca(OH)2对玉米芯和麦秸固体碳源进行预处理以提高其生物可利用性,并优选出外加碳源在室内模拟构建不同材料配比的强化脱氮层,对出水pH、硝态氮、亚硝态氮含量等进行监测,考察不同脱氮层的脱氮效能。结果表明,玉米芯的最佳碱处理条件为0.1g Ca(OH)2/g干物质、处理温度70℃、处理时间6h,而麦秸为0.1g Ca(OH)2/g干物质、95℃和24h,处理后其酶解还原产糖量分别提高了2.4和3.3倍。未处理玉米芯构建的脱氮层只能去除60%～67%的硝态氮,而以小粒径(24～50目)碱预处理玉米芯为碳源的脱氮层启动速度快,且亚硝酸盐积累少,对硝态氮的去除率可稳定在90%以上。     

不同氮源对海洋微藻氮同位素分馏作用的影响

以海链藻(Thalassiosira pseudonana)为研究对象,分别考察了以硝酸盐、铵盐和尿素为氮源的氮同位素分馏作用。在建立相应理论模型基础上,分别计算出各个实验体系的ε值。结果表明,在藻类生长初期,δ^15N均较低,其δ^15N的积累主要发生在指数增长期,在稳定期达到最高,与氮源的初始δ^15N相同;不同氮源的氮同位素分馏作用也不相同,其中以铵盐最强,硝酸盐次之,尿素最弱。考虑到实际情况下氮化合物并非单一存在,作者还进一步考察了上述3种氮源混合后对其同位素分馏作用的影响,发现混合氮源体系的表观ε值介于单一氮源时的最大与最小ε值之间,该结果较好地解释了Montoya等(1991)在Chesapeak湾的现场实验结果。     

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。     

利用组合吸附剂从海水中分离溶解有机物

用XAD—2树脂和活性炭组合的吸附剂从海水中分离溶解有机物,从酸化海水(pH=1.9)分离效率可达90%,若通过的海水量少于500柱体积,可以达到定量吸附,试验了影响吸附效率的几个条件因素,包括吸附剂的预处理、pH和通过的海水体积。依次用7M NH₄OH、甲醇和NH₄OH—甲醇混合液解吸,效率可达90%以上。     

夏季珠江口沉积物中营养盐剖面分布和界面交换通量

通过对夏季珠江口区域沉积物间隙水营养盐剖面分析,调查了营养盐含量分布和特征,探讨了有机物的降解特性、营养盐的底部通量估算和作用.结果表明,珠江口沉积物间隙水中营养盐以高含量铵盐为主要的存在形式,沉积物中有机物的降解反应主要在厌氧状态下进行,底部水体铵盐的增加来源于底部沉积物有机质的降解释放,而且对水体的营养盐循环有较大的贡献.     

中国近海大型底栖动物DNA条形码的研究进展

DNA条形码是利用标准的、变异率适度、易于扩增且相对较短的DNA片段对物种进行快速准确鉴定的技术。海洋大型底栖动物分布广泛,具有多样性、复杂性和趋同性等特点,DNA条形码技术能够在传统分类学基础上对物种进行快速、准确地鉴定。本文概述了DNA条形码技术在中国近海大型底栖动物研究中的发展现状,如多孔动物(Porifera)、刺胞动物(Coelenterata)、多毛动物(Polychaeta)、软体动物(Mollusca)、甲壳动物(Crustacea)、棘皮动物(Echinodermata)等,介绍了该技术在物种鉴定、隐存种发现、生物多样性评估等领域的研究进展,指出了目前条形码技术在应用中的局限性,并对未来的研究工作进行了展望。     

海带中砷在大鼠体内代谢过程中的形态变化

研究了海带中砷元素在大鼠体内代谢过程中的形态变化。采用Wistar大鼠按体重随机分为空白对照组和高剂量海带组、低剂量海带组,每组10只,雌雄各半,分别灌胃基础饲料和添加50%、25%海带粉(占饲料粉的比例)的饲料。实验结束后,取大鼠血液、胃内容物、回肠内容物、回盲部内容物和大肠末端内容物,采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法(HPLC-ICP-MS)测定样品中的砷形态和含量。结果表明,海带中的砷在大鼠体内代谢过程中形态发生变化;空白对照组大鼠胃、回肠、回盲部和大肠末端的内容物中砷含量较低,主要砷形态为二甲基砷(DMA)和五价砷(AsⅤ),且不含有砷糖化合物;添加海带组大鼠胃、回肠、回盲部、大肠末端内容物中含有砷糖化合物及少量的砷胆碱(AsC)、砷甜菜碱(AsB)、DMA和AsⅤ,海带中的砷在大鼠的大肠末端主要以砷糖和小分子有机砷形态排出体外。空白对照组和添加海带组大鼠血液中的砷形态均为DMA和少量AsⅤ,添加海带组大鼠血液中未检出砷糖化合物。本研究旨在为阐明海带中砷元素在体内的代谢变化提供参考依据。     

河北昌黎生态监控区8月潮间带生物多样性年际变化趋势

依据国家海洋环境监测中心2009~2013年测得的数据和资料,对河北昌黎生态监控区潮间带生物的种类组成、栖息密度、生物量、优势种以及多样性指数进行统计运算,分析该监控区5年时间尺度的潮间带生物多样性变化趋势。结果表明:监控区共鉴定出潮间带生物5门,包括节肢动物、环节动物、软体动物、棘皮动物和脊索动物,共17科,26种,类型较少,年际种数呈逐年下降趋势;栖息密度与生物量较低,保持低潮带中潮带高潮带的特征;优势种群变化显著,节肢动物、环节动物和软体动物交替出现,优势种数逐年减少,优势度上升,对其他物种抑制作用增强;均匀度指数(J)呈微上升趋势,变化范围为0.64~0.81,状况良好,物种多样性指数(H′)和丰富度指数(dMa)水平较低,分别为0.81~3.23和0.48~3.96,生物多样性水平呈下降态势。     

海水中重金属铅的检测方法研究进展

铅(Pb)是已知毒性最大的重金属污染物之一,它可通过呼吸以及饮食摄入人体.铅是一种慢性的积累性毒物和潜在的致癌、致突变物质.铅的性质与钙类似,在人体骨骼中能够积蓄,主要损害神经系统、造血器官和肾脏 [1].鉴于重金属铅对人体如此严重的生物毒性作用,美国环保总局(EPA)将其列入内分泌干扰物(又称环境激素)名单,因此对环境水体中铅的检测具有重要意义.本文简述了海水中铅的含量及其存在形态,评述了原子光谱法、分子光谱法、质谱法及电化学法在海水中铅含量及其形态分析中的应用.     

孟加拉扇沉积作用与古气候研究进展

"气候-构造-沉积"耦合问题是全球变化研究的重要内容,孟加拉深海扇作为世界第一大浊积扇,沉积物主要来自喜马拉雅山及青藏高原的侵蚀物质,且处于亚洲两大季风区之一的印度季风区,是研究三者相互关系的天然实验室。通过总结该区前人研究成果,对孟加拉扇沉积作用与古气候研究现状进行了综述,提出了该区尚存争议的主要科学问题并展望了今后的研究方向。研究认为,除来自喜马拉雅山和青藏高原的物质外,孟加拉扇还受到印度、东南亚大陆等源区的影响,另外还有少量生物沉积和火山来源物质等。孟加拉扇沉积物以细粒物质为主,扇体表面遍布浊流通道。浊流和等深流是孟加拉扇主要的沉积动力机制。目前对孟加拉扇扇体沉积模式及其在青藏高原隆升、孟加拉扇"源-汇"过程、"气候-构造-沉积"耦合研究中的作用仍存在不同见解,尚需更加深入的研究。     

2009 年夏季罗源湾鱼卵仔鱼物种多样性分析

为探究福建罗源湾鱼卵、仔鱼物种多样性及分布,作者根据2009年7月在罗源湾鱼卵、仔鱼调查资料,对罗源湾鱼卵和仔鱼的优势度、物种多样性进行分析,并就其与环境因子的关系进行了探讨。结果共采集到21种鱼类的鱼卵和仔鱼,其中,鱼卵11种、仔鱼15种。鱼卵中优势种类为康氏小公鱼(Stolephorus commersonli)和中颌棱鳀(Thrissa mystax),仔鱼中优势种类为中颌棱鳀和鲾属某种(Leiognathus sp.)。调查海域仔鱼多样性指数低于鱼卵,仔鱼优势种突出,且优势度较大。鱼卵、仔鱼多样性指数最高区分别为Ⅰ区和Ⅱ区。相关分析显示,罗源湾夏季鱼卵多样性指数与盐度呈显著正相关性。     

2009 年春季辽东湾网采浮游植物群落结构

分析了2009 年春季(5 月)渤海辽东湾网采浮游植物物种组成, 丰度分布, 生物多样性指数及群落相似性。春季共鉴定出浮游植物3 门23 属32 种, 主要隶属硅藻门和甲藻门, 生态类型多为温带近岸型和广布型种类, 少部分为暖海性物种或大洋性物种。优势种有夜光藻(Noctiluca scientillans)、翼鼻状藻(Proboscia alata)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、巨圆筛藻(Coscinodiscus gigas)和尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)等。浮游植物在各站位的细胞丰度分布不均匀, 其平面分布呈现由沿岸海域向海湾中部海域递减的趋势。Shannon-Wiener 指数、Pielou 指数较低, 群落结构简单, 稳定性较差。聚类分析结果表明群落之间的相似性较高。     

汕头3种人工红树林湿地大型底栖动物群落的比较

对广东省汕头市莲阳河口区恢复背景相同的拉关木(Laguncularia racemosa)、无瓣海桑(Sonneratia apetala)、海桑(Sonneratia caseolaris)3种人工林和光滩湿地中大型底栖动物群落进行比较研究。结果显示,4种生境中大型底栖动物优势种(Y0.02)存在差异;相似性分析检验(One-Way ANOSIM)表明4种生境间大型底栖动物群落结构差异显著。等级聚类和非参数多变量标序也显示4种生境间的大型底栖动物群落结构差异显著。3种人工林中,无瓣海桑、海桑人工林中大型底栖动物群落结构较为相似;3种人工林中大型底栖动物物种多样性和生物量从大到小的排列次序为:拉关木海桑无瓣海桑。BIOENV分析表明大型底栖动物分布与林地土壤p H、有机质、砂粒和粉粒含量、红树植物平均株高、平均胸径、平均基径和冠幅(南北×东西)这些理化因子显著相关,这进一步证实了红树植物种类对林地大型底栖动物多样性和分布的影响。