北极孔斯峡湾表层沉积物中溶解有机质的来源与转化历史

在北极地区孔斯峡湾采集28个表层沉积物样品,测定了其中水溶性有机质(也称溶解有机质,DOM)的分子量分布、紫外/可见吸收光谱和三维荧光光谱特征,并利用平行因子分析(PARAFAC)模型对DOM的荧光组分和来源进行了解析。结果表明:孔斯峡湾表层沉积物中有色溶解有机质(CDOM)及其中的荧光溶解有机质(FDOM)含量均从内湾向外湾方向呈逐渐累积的趋势,但CDOM中的FDOM所占比例逐渐减小,与DOM趋于老龄化密切相关。沉积作用减弱以及长期的光化学降解和微生物降解作用对此起主要贡献,并导致腐殖质和小分子组分在沉积物DOM中所占的比例呈逐渐递增的趋势。沉积物DOM包含陆源类腐殖质、自生源类腐殖质和类蛋白等三个荧光组分,但是其组成比例空间差异很大。吸收光谱斜率比(S_R)随自生源所占百分比增加而减小,随DOM腐殖质组分中陆源与自生源的比值增加而增加;腐殖化指数(HIX)随类腐殖质与类蛋白质比值和水深的增加而增加,生物源指数(BIX)随自生源比例增加而增加。峡湾沉积物DOM的组成和来源存在着高度的空间差异,在冰川湾区由水体颗粒有机质(POM)的近期转化和迁移而来,而在峡湾中央及口门附近以较老的腐殖质为优势,主要源于水体DOM长期迁移和转化。研究表明,FDOM/CDOM,S_R,HIX和BIX等构成的CDOM光谱指纹信息可以作为揭露沉积物溶解有机质来源及迁移转化历史的工具,对探索海洋与冰川相互作用影响下的峡湾环境演变有着重要意义。     

南海中部和北部上层海水中溶存甲烷浓度及海气交换通量*

根据2010年4—5月国家基金委南海多学科综合航次在南海中部和北部的调查资料,利用抽真空气相色谱法测定海水中溶存甲烷浓度,分析了该海区上层海水中溶存甲烷的浓度、饱和度及海气交换通量。南海中部和北部表层海水中溶存甲烷浓度范围为1.15—5.6nmol·L?1,平均值为2.2nmol·L?1,饱和度范围为59.7%—298.8%,59%站位的溶存甲烷处于过饱和状态。甲烷海气交换通量范围分别为?17.7—61.3μmol·m?2·d?1(根据 LM-86方程计算)和?27.9—119.6μmol·m?2·d?1(根据 W-92方程计算)。南海是大气中甲烷的来源之一,年甲烷辐射量估算值为2.7×10?2—4.0×10?2Tg·a?1。     

Trace metal composition of colloidal organic material in marine environments

Marine colloidal material (1 kDa–0.2 μm) was isolated by cross-flow ultrafiltration followed by diafiltration and freeze-drying from surface waters of the Gulf of Mexico and the Middle Atlantic Bight (MAB), as well as from estuarine waters of Galveston Bay. Elemental characterization of isolated colloidal material included organic carbon (OC) and selected trace metal (Cu, Pb, Zn, Cd, Co, Ni, Cr, Be, Fe, Al, Mn, V, Ba, and Ti) determinations. It was found that levels of these metals in marine colloids ranged from <0.1 to 50 μg/g colloidal matter, except for Fe which generally had a concentration >120 μg/g. Most metals (Cu, Pb, Zn, Ni, Al, Mn, V, and Ti) had an average concentration >1 μg/g while concentrations of Cd, Co and Be were usually <1 μg/g. Metal concentrations (μg/g) in isolated colloids were, in general, higher in Galveston Bay than in the Gulf of Mexico, suggesting either high abundance of trace metals in estuarine waters or differences in organic matter composition. Higher colloidal metal concentrations in the MAB than in the Gulf of Mexico might be due to higher terrestrial inputs in the MAB. Colloidal metal concentrations (μg/g) were generally lower than those in average soils, continental crust and suspended particles. However, metal/aluminum ratios (Me/Al) in isolated marine colloids were significantly higher than those for average soils and continental crust. Most importantly, colloids had a metal composition and metal/OC ratio (Me/C) similar to humic substances and marine plankton, suggesting that marine colloids largely originate from planktonic sources and are composed of predominately organic components. The Me/C ratios of Galveston Bay colloids followed the sequence of Cu>Ni, Cr, Zn>Mn>Co>Pb, Cd, which is similar to the Irving–Williams order except for Mn, suggesting that the interaction of metals with marine colloids is determined by the affinity of metals for specific organic ligands.     

中国北方四条河口的汞——以大辽河、鸭绿江、滦河、东村河为例

分别于1989年，1992年，1991年8月，1991年5月对大辽河口、鸭绿江口、滦河口、东村河口水体中总汞进行了取样和分析，其中又对大辽河口和东村河口进行了溶解态汞的分析。大辽河口和东村河口溶解态汞的含量分别为85～460ng/L和180～500ng/L，平均值分别为210和324ng/L；总汞含量分别为95～550和400～1000ng/L，平均值分别为310和640ng/L。大辽河河流段和河口段溶解态汞和颗粒态汞是主要存在形式。河口溶解态汞和颗粒态汞随氯度变化趋势相似。东村河口溶解态汞约占50%。鸭绿江口和滦河口总汞含量分别为30～2500和3700～6700ng/L，平均值分别为700和5700ng/L。鸭绿江口总汞随氯度变化趋势与随浊度变化趋势一致。而在滦河口总汞含量随两者变化趋势则不同。还讨论了滦河口、东村河口、鸭绿江口和大辽河口汞的污染程度。     

环境因子对贝类累积溶解态重金属的影响

对溶解态重金属的吸收是贝类累积重金属的重要来源之一,易受到生物因素和非生物因素的影响。综述溶解氧、温度、空气预暴露、化学物质预暴露等环境因子,诱导的机体代谢过程的改变,对溶解态重金属的累积和转运过程的影响。强调了贝类对溶解态重金属的转运除了被动转运之外,还涉及到需要ATP供能的主动转运过程。     

Characterization of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) in the Baltic Sea by excitation emission matrix fluorescence spectroscopy

Chromophoric dissolved organic matter (CDOM) is the major light absorber in the Baltic Sea. In this study, excitation emission matrix (EEM) fluorescence spectra and UV–visible absorption spectra of CDOM are reported as a function of salinity. Samples from different locations and over different seasons were collected during four cruises in 2002 and 2003 in the Baltic Sea in both Pomeranian Bay and the Gulf of Gdansk. Absorption by CDOM decreased with increased distance from the riverine source and reached a relatively stable absorption background in the open sea. Regression analysis showed that fluorescence intensity was linearly related to absorption by CDOM at 375 nm and a_CDOM(375) absorption coefficients were inversely related to salinity. Analysis of CDOM-EEM spectra indicated that a change in composition of CDOM occurred along the salinity gradient in the Baltic Sea. Analysis of percent contribution of respective fluorophore groups to the total intensity of EEM spectra indicated that the fluorescence peaks associated with terrestrial humic components of the CDOM and total integrated fluorescence decreased with decreasing CDOM absorption. In contrast, the protein-like fraction of CDOM decreased to a lesser degree than the others. Analysis of the percent contribution of fluorescence peak intensities to the total fluorescence along the salinity gradient showed that the contribution of protein-like fluorophores increased from 2.6% to 5.1% in the high-salinity region of the transect. Fluorescence and absorption changes observed in the Baltic Sea were similar to those observed in similar transects that have been sampled elsewhere, e.g. in European estuaries, Gulf of Mexico, Mid-Atlantic Bight and the Cape Fear River plume in the South Atlantic Bight, although the changes in the Baltic Sea occurred over a much smaller salinity gradient.     

长江口邻近海域溶解态铝的分布及季节变化

基于2006年6、8、10月对长江口邻近海域的大面调查资料,分析了溶解态Al的分布及季节变化,讨论了水团混合、悬浮颗粒物及浮游植物水华对溶解态铝分布的影响。结果表明,3个航次溶解态铝的水平分布规律相似,都是近岸浓度最高,随着离岸距离的增加浓度降低,6、8、10月溶解态Al的平均浓度分别为(119±77)、(109±80)和(138±73)nmol/L,统计结果表明该海域的溶解态铝具有明显的季节变化。影响溶解态铝分布的主要因素有水团混合、底沉积物的再悬浮以及浮游植物的调节作用。     

刘公岛海洋牧场底层海水溶解氧浓度的变化特征

由于缺乏长期观测资料,前人对山东半岛邻近海域海水溶解氧的时间变化和空间分布特征的研究较少。本文基于威海刘公岛海洋牧场于2016年7月20日至2017年3月14日期间,利用生态环境实时在线观测系统获得的底层海水的温度、盐度、水深、溶解氧数据,分析了该牧场海水溶解氧浓度的时间变化特征及其影响因素,并探讨了低氧灾害发生的可能性。结果表明在观测期间,该牧场海水溶解氧浓度以季节变化为主,冬季最大、夏季最小,其中2月份平均值最高,约为10.86mg/L,8月份平均值最低,约为5.91mg/L。同时海水溶解氧浓度也存在显著的小时变化和日变化,且变化幅度于8月份最大、3月份最小。影响海水溶解氧浓度变化的主要因素是海水温度,溶解氧浓度随着温度的季节性变化而变化。夏季,水体分层会使溶解氧浓度发生大幅度的降低,大风过程对于溶解氧浓度也有一定的影响,通过打破夏季的季节性温跃层使水体发生垂向混合从而为海底提供氧气,但大风过程之后的几天会出现溶解氧浓度降低的现象。本次研究发现刘公岛海洋牧场在观测期间不存在低氧现象。     

夏季长江口南北支溶解有机质的比较

本文以2021年5月长江口南北支采集的表层水为研究对象,通过测定氢、氧同位素,溶解有机碳(DOC)浓度,有色溶解有机质(CDOM)的吸收光谱和荧光光谱参数,探讨了夏季长江口北支、南支(北港、北槽、南槽)水体溶解有机质的组成、分布及其影响因素。沿长江下游到河口近海,南、北支DOC浓度分别为1.68±0.16 mg/L和1.46±0.31mg/L,CDOM的吸光系数a350分别为2.37±0.61 m^-1和1.59±0.24 m^-1。南支整体具有“高类腐殖质、低类蛋白”的特征,北支则具有“低类腐殖质、低类蛋白”的特征,这可能与南北支的径流量差异有关。在南北支不同分汊河道(北支、南支北港、南支北槽和南支南槽)中,南槽和北支有类似的海水入侵特征,但南槽具有较强的类蛋白组分输入,而南支北港和北槽样品间无显著差异,均表现为河流有机质为主的特征。对比2011年长江南北支DOC和CDOM数据显示,作为长江主河道的南支在2021年无明显变化,而北支有显著的变化。这些结果综合表明长江口DOM的变化格局可能受水动力条件(径流量)、人类活动因素共同作用的影响。比较全...     

基于神经网络模型的湛江湾水体有色溶解有机物的遥感估算

有色溶解有机物(Colored Dissolved Organic Matter, CDOM)是水体中重要的水质参数之一,是水色遥感的重要研究对象,如何构建适合特定区域的近海二类水体CDOM反演模型一直是国内外研究难点。本文利用2017年5月26～29日对南海西北部海域湛江湾20个站位采集的水样和测量的光谱资料,分析归一化遥感反射率与CDOM浓度a_g(400)的相关性,发现最大负相关系数出现在586nm处,选择580、585、590、595nm这四个波段处的归一化遥感反射率与a_g(400)建立了多元线性回归模型、BP(Back-Propagation)神经网络模型和RBF(Radial-Basis Function)神经网络模型,并与其他算法模型进行对比分析。结果发现, BP和RBF神经网络模型的平均相对误差和均方根误差均远小于多元线性回归模型和其他算法模型,神经网络模型的预测值与实测值拟合效果要优于多元线性回归模型。研究表明,神经网络模型更适合于湛江湾有色溶解有机物的遥感估算。