秋季东海溶解态和颗粒态氨基酸的分布与组成*

本文对2012年秋季中国东海31个站位的海水样品中溶解态氨基酸（THAA）和颗粒态氨基酸（PAA）的分布与组成进行了研究。结果表明：表层海水中溶解游离氨基酸(DFAA)的平均浓度为0.12±0.04 μmol/L (0.06~0.19 μmol/L),溶解结合氨基酸(DCAA)的平均浓度为0.61±0.51 μmol/L (0.15~1.79 μmol/L),PAA的平均浓度为0.11±0.06 μmol/L (0.02~0.27 μmol/L)。THAA的水平分布特点大致为近岸高、远岸低;PAA的水平分布特点是近岸海域向远海海域分布呈现逐渐减小的趋势。THAA的垂直分布特点是由表层向底层逐渐降低。DCAA、PAA与Chl-a有很好的相关性,而DFAA与Chl-a的相关性不明显。东海表层海水中THAA的主要组分是天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸及丙氨酸,PAA的主要组分是天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸及亮氨酸。在表层海水中氨基酸是作为一个整体而对海洋生物地球化学过程产生影响的。     

长江口外浮游植物死亡释放溶解有机质的降解及其溶氧消耗

浮游植物光合作用产生的溶解有机质(dissolved organic matter,DOM)是海洋中溶解有机质的重要来源,浮游植物死亡后释放的新鲜溶解有机质活性高、数量大、生物可利用性高,其降解过程中对溶解氧(dissolved oxygen,DO)的消耗显著。但到目前为止,对此类溶解有机质的降解过程以及其耗氧情况还鲜有研究。本文基于2013年8月东海航次,对浮游植物(硅藻为主)死亡后释放的新鲜有机质进行人工受控培养,研究其降解过程及对DO的消耗,并评估该降解过程对低氧现象形成的贡献。研究发现:培养体系中溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和DO浓度皆随时间呈指数下降,总溶解态碳水化合物(total carbohydrate,TCHO)也出现明显降解;体系的初始DOC浓度越高,降解速率常数k(DOC)、k(DO)越大,k(DOC)受DOC浓度、活性以及DO浓度的影响;培养过程中细菌丰度明显增加,添加Hg Cl2的对比实验表明细菌在降解过程中起到重要作用。本文的研究结果表明,浮游植物死亡后释放的溶解有机质的快速降解及其对溶解氧的消耗,对长江口低氧环境的促成具有重要意义。     

春季水华对南黄海总溶解态无机砷生物地球化学行为的影响

利用氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)对2007年3月30日至4月23日南黄海海域总溶解态无机砷(TDIAs,[TDIAs]=[As5+]+[As3+])的含量进行了测定,其中针对水华中心区域(BM1站)进行了25h的连续观测,以探讨春季水华对有毒类金属元素砷的生物地球化学行为的影响。结果表明,TDIAs的浓度范围为7.9~22.3nmol/L,平均值为(17.8±1.9)nmol/L。TDIAs在南黄海的分布主要表现为由近岸向外海逐渐升高的趋势,最大值出现在南部海域底层海水中。近岸海域表、底层TDIAs的含量相当,而中、南部海域由于存在明显的密度跃层,表、底层TDIAs的浓度具有显著性差异。2007年3月31日至4月1日研究区域西南部受到沙尘天气和降雨的影响,表层海水中TDIAs的含量显著升高。研究区域中、南部海域在观测期间暴发了典型的黄海春季水华,通过大面观测和对重点区域的连续观测可以发现,水华期间TDIAs的分布和磷酸盐类似,与Chl a呈现出较好的负相关关系(r=0.51,P0.05,n=39)。经初步计算,浮游植物水华对10m以上表层水体中TDIAs的清除量约为2.4nmol/L,占表层保有量的15%左右。通过箱式模型计算得出黄海TDIAs的停留时间约为(18.2±8.5)a,远远低于大洋。通过对该海域砷、磷摩尔比值的计算可以发现,南黄海砷、磷摩尔比值约为大洋中的20倍左右,这可能会引起浮游生物对砷酸盐的大量吸收和转化,从而带来潜在的生态危机,需要引起足够的重视。     

察尔汗盐湖低品位固体钾矿液化开采的现场试验研究探讨

青海察尔汗干盐湖赋存有大量的低品位固体钾盐,最佳的开采方法应是使用低钾的溶剂去溶解盐层中的固体钾盐,使固相钾转化为液相钾,然后将富钾卤水抽取到盐田。作者在察尔汗盐湖别勒滩区段1 km²的研究区上,通过100天的溶解驱动野外试验,获得大量的水动力和水化学数据,在此基础上,分析研究注入的卤水溶剂在溶解驱动过程中,水动力场和水化学场的变化,并应用Pitzer理论计算了代表性样品中含钾矿物的活度积,以评价溶矿效果。研究表明,涩聂湖湖水作为溶解驱动的溶剂,溶解钾矿物效果明显,值得进一步开展工程化研究。     

A quantitative assessment on groundwater salinization in the Tarim River lower reaches, Northwest China

Based on monitored data from 840 samples, we assessed the spatial and temporal variability of groundwater salinization in the Tarim River lower reaches combining classical statistics and geostatistics. Results show that total dissolved solids （TDS） is significantly correlated with other related ions, such as Na＋, Mg2＋, Ca2-, C1- and K＋. TDS and underground water level have characteristics of spatial autocorrelation, both of which present the isotropic characteristic and con- form to the spherical model in each year from 2001-2009. TDS is basically greater than 1 g/L but less than 2 g/L in the Tarim River lower reaches, which indicates that salt stagnation pollution is more serious. The most serious salinization （3 g/L 〈 TDS _〈 35 g/L） contaminated area is mainly in the middle and lower part of the study area.     

秋季胶州湾有色溶解有机物荧光特性研究及其来源分析

利用三维荧光光谱(EEMs)-平行因子分析(PARAFAC)技术研究了秋季胶州湾有色溶解有机物(CDOM)的荧光成分组成、分布特征及来源。PARAFAC模型解析出胶州湾CDOM由2类5个荧光组分组成,即类腐殖质成分C1(355nm/430nm)、C2(320nm/390nm)、C3(380nm/465nm)、C4(420(330)nm/505nm)及类蛋白质成分C5(280/325nm)。类腐殖质成分C1、C2、C3和C4的平面分布模式基本一致,呈现由近岸海域向湾中心海域逐渐减小的趋势,而类蛋白质成分C5则是由湾东北部近岸海域向西南部海域呈逐渐减小的趋势。分析表明,秋季胶州湾CDOM类腐殖质成分C1、C2、C3和C4的主要来源为陆源输入,而类蛋白质成分C5主要受城市排污的影响。系统聚类分析表明,以团岛南端和红岛西侧连线为界,所有采样站位被分为两类,分界线西部区域站位CDOM各荧光成分相对含量分别为C1:31.8%~35.5%,C2:30.3%~33.7%,C3:17.1%~20.2%,C4:4.5%~5.2%,C5:9.6%~12.5%;分界线东部区域站位CDOM各荧光成分相对含量分别为C1:30.6%~34.6%,C2:28.8%~32.7%,C3:17.0%~19.1%,C4:3.3%~4.8%,C5:12.1%~18.2%。西部区域CDOM具有较高的C4含量和较低的C5含量,大沽河等河流的陆源输入特征明显,而东部区域CDOM则具有较高的C5含量和较低的C4含量,反映该区域受城市排污影响显著。另外,秋季胶州湾CDOM的HIX范围为1.8~3.2之间,较小的腐殖化因子值反映了秋季胶州湾CDOM的腐殖化程度高较低,在环境中存在时间较短。     

Distributions and air-sea fluxes of CO2 in the summer Bering Sea

The 3rd Chinese National Arctic Research Expedition(CHINARE–Arctic III) was carried out from July to September in 2008. The partial pressure of CO2(pCO2) in the atmosphere and in surface seawater were determined in the Bering Sea during July 11–27, 2008, and a large number of seawater samples were taken for total alkalinity(TA) and total dissolved inorganic carbon(DIC) analysis. The distributions of CO2 parameters in the Bering Sea and their controlling factors were discussed. The pCO2 values in surface seawater presented a drastic variation from 148 to 563 μatm(1 μatm = 1.013 25×10-1 Pa). The lowest pCO2 values were observed near the Bering Sea shelf break while the highest pCO2 existed at the western Bering Strait. The Bering Sea generally acts as a net sink for atmospheric CO2 in summer. The air-sea CO2 fluxes in the Bering Sea shelf, slope, and basin were estimated at-9.4,-16.3, and-5.1 mmol/(m2·d), respectively. The annual uptake of CO2 was about 34 Tg C in the Bering Sea.     

广西北仑河口红树林保护区表层海水溶解态重金属时空分布及其影响因素

根据2013年5月(春季)和8月(夏季)对广西北仑河口红树林保护区的现场调查监测数据,研究了表层海水中溶解态重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Hg的时空分布特征,探讨了其影响因素,并对其污染水平进行了评价。结果表明,表层海水各溶解态重金属的浓度、空间波动程度在春、夏季均存在一定的差异;Hg的污染明显超过国家一类海水水质标准,且夏季污染水平高于春季。Cu-Zn、Cu-Cd、Zn-Pb、Zn-Cd之间存在显著正相关,春、夏季As以及夏季Cr分别与盐度之间呈显著正相关,其他重金属与盐度之间无显著相关性。各重金属的时空分布主要受到陆源输入、沿岸江河冲淡水和海水盐度变化等因素的影响。     

从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩溶蚀的实验模拟

通过细粉晶白云岩、泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩与2 ml/L乙酸溶液的溶解动力学实验,研究了从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩储层的改造作用机理。结果显示,四种类型碳酸盐岩的溶解速率在3.34×10–9~2.27×10–8 mol/(cm2·s)之间,并且溶解速率随埋藏深度(地层温度和地层压力)的增加而增大。从表生到中埋藏环境下,泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的溶解速率大于细粉晶白云岩;在深埋藏环境下,细粉晶白云岩的溶解速率逐渐与泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的一致,这揭示出在相对高温高压下,埋藏有机酸性流体对碳酸盐岩的溶蚀改造作用中,碳酸盐岩的溶蚀速率与其方解石和白云石含量的关系并不大。反应前后样品表面的扫描电子显微镜分析结果表明,细粉晶白云岩的晶间溶孔、晶内溶孔更加发育。细粉晶白云岩中白云石溶解成蜂窝状溶解孔,晶间缝溶蚀加大且相互连通,这种微观溶蚀特征更有利于油、气的储集及运移。结合岩石的溶蚀速率及其微观溶蚀演化特征,指出碳酸盐岩矿物成分和含量固然对其溶蚀作用具有控制影响,但是碳酸盐岩溶蚀形成的孔隙类型及其连通性能与碳酸盐岩有利储层形成的关系更为密切。