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。     

Marine bacterium strain screening and pyrethroid insecticide-degrading efficiency analysis

A pyrethroid insecticide-degrading bacterium, strain HS-24, was isolated from an offshore seawater environment. The strain, which can degrade cypermethrin(CYP) and deltamethrin(DEL), was identified as Methylophaga sp. The optimal culture and degradation conditions for CYP and DEL by strain HS-24 is pH 7 at 28°C. Under optimum culture conditions, strain HS-24 exhibited a broad degradation concentration range of 100, 200, 400, 600, and 800 mg/L for CYP and DEL. The metabolic intermediates were analyzed by NMR, which provided strong evidence that CYP and DEL removal occurred mainly because of a biological process. The toxicity of the degradation products of strain HS-24 was studied simultaneously by measuring the light output of the luminescence bacterium. This demonstrated that the biodegradation ability of strain HS-24 significantly decreased the toxicity of CYP- and DEL-contaminated aquaculture seawater. Finally, the findings of this paper indicate that strain HS-24 is thus revealed as a biological agent for the remediation of marine aquatic environments.     

颗粒态有机物在长江口及其邻近海域的夏季分布和影响因素初析

利用气相色谱法对长江口及其邻近海域的表层颗粒态木质素(p-lignin)进行测定和分析,结合粒度、有机碳(OC%)、叶绿素a(Chl a)、碳稳定同位素(δ13C)等参数研究颗粒态有机物的夏季分布,并对其分布影响因素进行了初步分析。结果表明,悬浮颗粒物粒度组成以粘土和粉砂为主,平均粒径为7.9μm;OC%的值为0.57—7.41%,Chl a的值为0.35—3.71μg/L,δ13C的值为-25.7‰—–16.6‰,在口门外水华站位出现OC%、Chl a和δ13C的最大值,表明浮游生物的现场生产是主要贡献;紫丁香基酚类(S)、香草基酚类(V)和肉桂基酚类(C)8种木质素酚单体的含量Λ8(相对于总有机碳的含量)为0.0406—1.47mg/100mg OC;紫丁香基系列与香草基系列的质量比值(S/V)的分布范围较宽,为0.5—1.6之间,均值为0.8;肉桂基含量与香草基含量比值(C/V)的分布范围为0.02—0.2之间,均值为0.09;香草基酚类的酸醛比值[(Ad/Al)v]在0.24—2.30之间。盐度、总悬浮颗粒物(TSM)浓度是控制长江口内区与邻近海域颗粒态有机物来源与分布差异的重要控制因素,颗粒态木质素在向海输送过程中还会受到矿物组分、生物降解、浮游生物现场生产等各种因素的作用,使其组成成分和性质发生改变。木质素等参数表明最大浑浊带尽管对颗粒态有机物向海输送有改造作用,但是影响区域有限。     

海山区浮游生态学研究

本文综述了海山浮游生态学研究的现状。海山是大洋中常见的地形单元,在有的海山附近鱼类和底栖生物的生物量比周围大洋中要多,针对这些鱼类和底栖生物的饵料来源提出了三种假说,第一种假说认为海山区特殊的物理环境导致初级生产力较高(经典假说),第二种假说认为海山区的饵料不是本地生产的,地形和流场使得外来的浮游生物在海山区富集或通量加大(外来营养补充假说),第三种假说认为海山上部的颗粒有机物营养较高,是鱼类和底栖生物的营养来源之一(颗粒有机物补充假说)。对海山浮游生态学的研究基本围绕这几个假说进行。目前只在9座海山进行了浮游生态学研究,这些研究表明单个假说并不能解释海山附近鱼类生物量较大的现象,海山鱼类和底栖生物的营养来源可能有很多,这些假说阐述的机制并不互相矛盾,海山生物之间的营养关系也比原来想象的复杂得多。已有研究都是针对其中某个假说进行验证研究,建议我国即将进行的海山浮游生态学研究针对三种假说进行海上调查,以提供完备的数据支持。     

白令海颗粒有机物碳、氮同位素组成及其生物地球化学意义

Stable carbon and nitrogen isotopic composition of particulate organic matter(POM) were measured for samples collected from the Bering Sea in 2010 summer. Particulate organic carbon(POC) and particulate nitrogen(PN) showed high concentrations in the shelf and slope regions and decreased with depth in the slope and basin, indicating that biological processes play an important role on POM distribution. The low C/N ratio and heavy isotopic composition of POM, compared to those from the Alaska River, suggested a predominant contribution of marine biogenic organic matter in the Bering Sea. The fact that δ13C and δ15N generally increased with depth in the Bering Sea basin demonstrated that organic components with light carbon or nitrogen were decomposed preferentially during their transport to deep water. However, the high δ13C and δ15N observed in shelf bottom water were mostly resulted from sediment resuspension.     

太阳系生命信息探测

寻找地外生命是人类开展太阳系探测的根本出发点。火星是太阳系中最可能存在生命的天体之一。尽管海盗号开展的生物科学实验没有获得存在生命的确凿证据,但是近二十年的探测利用高分辨成像、光谱、质谱、雷达、中子分析等多方面的探测手段,获得了河流侵蚀地貌、古湖泊河流沉积物、水成矿物、极地冰盖、大气中水蒸气组分等一系列反映火星上有水的证据。这些发现暗示了火星过去或现在存在适宜生命繁衍的环境特征。大气甲烷、火星样品中有机物是下一步火星生命探测的重点。木星和土星的天然卫星,包括木卫二、土卫二和土卫六等在地外生命的研究中引起极大关注。木卫二上的盐水海洋环境被认为可能孕育生命,海洋中可能存在类似地球上的水热地质作用。土卫二南极存在细粒冰晶的喷射,且喷射物含有对于生命非常关键的液态水、氨气和其他碳氢化合物等。碳质球粒陨石存在大量可溶性有机物,其中包括多种构成蛋白质的氨基酸。星尘号和深度撞击任务的探测结果证实彗星所代表原始物质中含有大量的有机化合物,部分类型的氨基酸在碳质陨石和星际尘埃IDP颗粒相同,进一步支持了彗星与地球生命的起源之间存在联系。文中分析了太阳系生命探测中亟须解决的关键问题,包括系统建立地外生物标志化合物、发展适合太阳系探测的有机物分析技术、开展地球极端生命研究。最后呼吁我国在未来火星等天体探测任务中能增加有机物探测的相关载荷,及时介入太阳系生命探测,开拓深空领域。     

浅埋水下文物遗址的海洋地球物理声学探测展望：以沉船为例

水下文化遗产与历史、艺术、经济和科学的发展有着密切联系。浅埋沉船是我国今后水下文物遗址探测中所必须考虑的重要类型,海洋地球物理方法在这类遗址探测中发挥着关键作用。通过海洋地球物理声学探测方法在浅埋沉船中的应用研究,分析浅埋沉船与周边环境之间的反射系数和极性变化特性,论述海洋地球物理声学探测在浅埋沉船判别、浅埋沉船降解程度评估以及浅埋沉船遗骸3D重建等方面的应用与进展,指出我国浅埋沉船探测研究在可控实验模拟、数据精细处理和学科交叉综合研究等方面亟待加强,以满足浅埋沉船这一重要水下考古类型的探测需求。     

锰钾矿光催化降解苯酚及其影响因素研究

利用回流法合成隧道结构的锰钾矿,并研究其光化学降解苯酚的效果及影响因素。分别采用X射线衍射、原子吸收光谱、扫描电镜、透射电镜和BET氮气吸附法对锰钾矿的晶体结构(包括晶型、晶胞参数和结晶度)、化学组成、微观形貌和比表面积进行了表征。研究表明,非光照时锰钾矿对苯酚的降解效果较差,光照能显著促进锰钾矿对苯酚的降解;光照条件下,p H值减小能显著促进锰钾矿对苯酚的降解;锰钾矿用量增加至1.00 g/L时能显著促进锰钾矿降解苯酚,但继续增加矿物用量却显著降低苯酚降解率;非光照条件下,p H值减小和矿物用量增加不能显著促进锰钾矿降解苯酚。     

石灰土中秸秆还田降解率及其对土壤肥力的影响

石灰土具有高的有机碳的积累,但营养成分的供给速率偏低,导致土壤贫瘠。本文通过室内模拟实验,研究相同来源玉米秸秆在岩溶土与非岩溶土中的降解情况,对秸秆降解率、土壤理化性质、土壤肥力等进行动态检测,结果表明：（1）总体上岩溶土秸秆降解速率比非岩溶土快。秸秆降解速度最快主要集中在最初60天,之后呈缓慢上升趋势,到98天基本达到平衡。非岩溶土降解峰值出现时间为第42天,岩溶土为第28天,峰值出现时间前者比后者滞后14天。总降解时间持续160天,岩溶土降解率为77%,非岩溶土为75%。（2）秸秆降解期间,土壤pH值前期有下降的趋势,后期慢慢回升,这与秸秆降解过程中不同时期降解产物变化规律相吻合。秸秆还田可以提高土壤肥力,其中速效氮和速效钾含量增加非常明显。（3）与岩溶土相比,全量检测结果显示各肥力指标在非岩溶土含量低,但升幅百分比高;有效态检测结果显示非岩溶土速效磷和速效钾含量高。说明秸秆还田一些营养元素有效态在非岩溶土中更易于释放,而岩溶土由于其土壤质地的特殊性,许多养分被土壤粘土矿物牢固结合,营养元素供给速率慢,但因此也易于养分全量的累积。