深圳湾及邻近沿岸水域总溶解氮的分布、组成和来源及氮形态的转化

依据2000—2011年每月1次的调查资料,简要描述和讨论了深圳湾及邻近沿岸水域中总溶解氮(TDN)质量浓度的时空分布,并结合现场盐度、总凯氏氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮实测数据探讨TDN的组成和来源,以及溶解无机氮(DIN)和溶解有机氮(DON)之间的转化.结果表明,深圳湾和伶仃洋东部沿岸的TDN质量浓度分别为(2.870±2.150)mg·L-1和(0.679±0.405)mg·L-1.在深圳湾,由于受到周边陆源排放的影响,TDN质量浓度在丰水期较低,枯水期较高.在伶仃洋东部沿岸,由于受到珠江径流量的制约,TDN质量浓度呈明显的年周期循环特征,6月达到最高,为1.103 mg·L-1左右,而12月最低,为0.420 mg·L-1左右.12年研究期间,伶仃洋东部沿岸TDN质量浓度的年际变化略呈上升趋势,从0.560 mg·L-1上升至0.702 mg·L-1;深圳湾TDN质量浓度在2000—2004年呈上升趋势,从2.140 mg·L-1上升至3.577 mg·L-1,2005—2011年则呈下降趋势,从3.266 mg·L-1下降至2.280 mg·L-1.研究海区中的TDN具有"保守性",主要来自陆源排放.依二元混合质量平衡模式估算的伶仃洋东部沿岸TDN的陆源质量分数约为68.5%,而深圳湾的均大于87.0%.DIN是TDN的主要赋存形态.在氮从河口向海迁移期间,复杂的生物地球化学过程使DIN转化为DON的速率大于DON转化为DIN的速率.     

环胶州湾污水处理厂排放口溶解有机氮生物可利用潜力研究

溶解有机氮(DON)是陆源输入近海总溶解氮(TDN)的重要组成部分,其生物可利用性对探讨近海氮污染和富营养化形成机制具有重要意义.本研究根据2012年7月、2012年11月、2013年3月和2013年5月在胶州湾海域4个污水处理厂进行的4次调查,分析了直排胶州湾污水处理厂水体中总溶解氮(TDN)及其中总溶解氨基酸(TDAA)的含量和季节分布特征,并以溶解有机碳n(DOC)/溶解有机氮n(DON)和氨基酸的构成和丰度为指标,评价了直排胶州湾各污水处理厂排放口DON的生物可利用性.结果表明,TDN的变化范围为413.10~3 580.65μmol·L~(-1),并基本呈现3月和11月高,5月和7月低的变化趋势,其中,DON在TDN中所占摩尔分数变化范围为2.14%~88.75%.各污水处理厂排放口不同季节DOC/DON值较低,介于0.2~26.2 mol·mol~(-1)之间,平均值为(5.05±6.39)mol·mol~(-1),而TDAA中所含碳在DOC中的摩尔分数即TDAA/DOC值较高,分布在0.33%~3.02%之间,平均值为1.54%±0.78%,基于TDAA/DOC估算排入胶州湾各污水处理厂排放口污水中具有生物可利用溶解有机质所占摩尔分数为0.44%~46.97%.上述结果表明,直排胶州湾污水处理厂排放口DON具有较高的生物可利用性,对该海域富营养化贡献不容忽视.     

长江大通站溶解有机氮生物可利用性潜力及输入通量

根据2012~2013年度隔月对长江大通站的6次调查,分析了长江水体中溶解态总氮(TDN)的构成,包括溶解无机氮(DIN)及溶解有机氮(DON)中的尿素、自由态氨基酸(DFAA)、结合态氨基酸(DCAA)的构成和丰度,并评价了DON的生物利用性潜力,估算了不同形态氮的输入通量.结果表明,受稀释作用和悬浮颗粒物吸附影响,长江水体中DON浓度呈现出春冬季高、夏秋季低的变化特征,平均浓度为(33.28±21.35)μmol/L,占TDN比例平均为20.05%±13.53%;DON中组分尿素、DFAA和DCAA占DON的氮摩尔占比分别为21.94%±19.89%、0.84%±0.52%、3.68%±2.61%.其中,尿素浓度受季节性施肥灌溉影响,与径流量呈现出明显的正相关.总溶解态氨基酸(TDAA)占溶解有机碳(DOC)的碳摩尔分数和氨基酸降解指数均表明长江水体中DON具有较高的生物可利用性,且呈现出春夏季高、秋冬季低的变化趋势.DON的年输入通量为42.04万t,约占TDN年输入通量的17%.其中,具有高生物可利用性的尿素、DFAA、DCAA分别占DON年通量的15.50%、0.64%、2.80%.上述结果表明,长江输入的DON具有相当高的生物可利用性,对长江口及其邻近海域富营养化的贡献不可忽视.     

深圳湾及邻近水域中的溶解有机氮——其时空分布、来源和生物利用率

依据2000～2014年每月的监测资料,分析了深圳湾及邻近沿岸水域中溶解有机氮（DON）质量浓度的时空分布,并结合盐度、5d生物需氧量和颗粒有机物实测数据探讨DON的来源和生物利用率.结果表明,深圳湾中DON质量浓度为（0.45±0.45）mg/L,夏、冬季较高,春、秋季较低,在2000～2004年呈上升趋势,而在2005～2014年呈下降趋势;珠江口东南沿岸中DON质量浓度为（0.16±0.08）mg/L,季节变化小,研究期间总体上略呈上升趋势.深圳湾和珠江口东南沿岸中DON均呈现出保守并具有同源性.依二元混合质量平衡模式估算的深圳湾中DON陆源质量分数约为80%,而珠江口东南沿岸中约为38%,显示深圳湾DON主要来自陆源,而珠江口东南沿岸主要来自海源.依实测数据和回归分析结果估算的深圳湾中平均DON生物利用率为14.8%,而珠江口东南沿岸中为15.5%,与珠江口下段高盐区中实测溶解有机碳生物利用率相近.     

2000~2010年大鹏湾颗粒有机物的年变化和年际变化

依据2000～2010年每月一次的调查资料,简要描述和讨论了大鹏湾中颗粒有机物(particulate organic matter,POM)质量浓度的时空分布,并结合叶绿素a(chlorophyll a,Chl-a)实测数据探讨POM的组成和滞留时间.结果表明,大鹏湾的水动力条件对POM的分布变化影响不大,POM质量浓度为(1.1±0.8)mg·L-1,与珠江口伶仃洋和大亚湾的差别不大,但比南海北部的高.在表层,POM与Chl-a之间存在显著正相关,浮游植物有机物(phytoplankton POM,PPOM)∶Chl-a比率为70 g·g-1左右,由此估算的大鹏湾PPOM质量浓度为(0.31±0.39)mg·L-1,约占POM的28%.由初级生产力(primary productivity,PP)和累计POM(integrated POM,IPOM)估算的大鹏湾中POM的滞留时间约为6.5 d,与东海南部沿岸陆架区POC的相近.11 a调查期间,PP的年际变化略呈下降趋势,而POM和IPOM的年际变化呈较明显的上升趋势,暗示难降解的碎屑POM在大鹏湾中逐渐积累.     

洱海沉积物中溶解性有机氮季节性变化

选取洱海10个表层沉积物样品,研究不同季节DON（溶解性有机氮）和易分解组分DFAA（游离氨基酸）的含量变化. 结果表明:①洱海沉积物中w(DON)在10.41~59.58 mg/kg之间,平均值为27.43 mg/kg,约占w(TDN)(溶解性总氮质量分数)的40%,w(TN)的6%,其季节性变化呈春季>冬季>夏季>秋季的趋势,各季节洱海不同湖区均呈南部>北部>中部的特点;②洱海沉积物中w(DFAA)在4.11~9.89 mg/kg之间,平均值为5.96 mg/kg,约占w(DON)的22%,占w(TDN)的9%,季节性变化呈秋季相对较高、冬春次之、夏季相对较少的趋势,区域性变化呈南北高、中间低的特点,污染较严重的区域沉积物中w(DFAA)较高;③作为沉积物活性氮重要成分,w(DON)和w(DFAA)的季节性变化明显,对湖泊氮代谢有重要影响,在水生植物旺盛区域尤为明显. 在洱海富营养化治理中,除了TN,更应关注DON在湖泊氮循环及其富营养化中的作用.      

2000~2011年深圳湾及邻近水域颗粒有机物的来源和时空分布

依据2000~2011年每月一次的调查资料,简要描述和讨论了深圳湾及邻近水域中颗粒有机物(POM)质量浓度的时空分布,并结合盐度和叶绿素a (Chl a)实测数据探讨POM的来源和滞留时间.结果表明深圳湾的POM质量浓度和陆源质量分数分别约为4.2mg/L,79%,而伶仃洋东部沿岸的分别约为1.9mg/L,42%.深圳湾和伶仃洋东部沿岸中现存浮游植物颗粒有机物(PPOM):Chl a比率分别约为92,54g/g,由此估算的PPOM质量浓度分别为0.8,0.2mg/L左右.依据浮游植物生产力和累计海源POM估算的POM滞留时间在深圳湾中为1~5d,而在伶仃洋东部沿岸中约为10d.研究期间伶仃洋东部沿岸POM质量浓度的年际变化略呈上升趋势,从1.7mg/L上升至2.0mg/L;深圳湾POM质量浓度在2000~2005年呈上升趋势,从3.0mg/L上升至5.5mg/L,在2006~2011年则呈下降趋势,从5.4mg/L下降至3.0mg/L.     

东海浅陆架区溶解有机氮的时空分布特征及生物可利用性

通过2014年5~6月(春末夏初季)和9~10月(秋季)在东海浅陆架区的现场调查,分析该海域DON来源和时空分布特征,结合同步进行的船基受控生物降解培养实验,评价了该海域两个季节DON的生物可利用性。春末夏初季和秋季东海浅陆架区DON为总溶解态氮(TDN)的主要存在形式,在TDN中占比均值分别为57.88%±21.42%和66.09%±19.74%。受陆源输入和黑潮水涌升及浮游生物分泌和微生物降解作用共同影响,表层海水DON春末夏初季呈现近岸高、远岸低的变化特征,高值区与长江冲淡水影响范围基本一致;秋季高值区则位于该海域的东北部和东南部;而受长江冲淡水影响显著的调查海域北部DON浓度高于南部;从水体表层到底层DON浓度及其在TDN中的占比都呈现逐步降低的变化趋势。该海域DON的生物可利用性具有较大时空差异性,具有高生物可利用性的DON(L-DON)含量基本呈现近岸高、远岸低的分布特征,春末夏初季和秋季受陆源输入影响显著的海域中L-DON在DON中占比分别达到28.3%和23.6%,高于受陆源输入影响小的海域的1.3%和18.9%。     

洱海表层沉积物溶解性有机氮生物有效性

选取9个洱海表层沉积物样品,提取了DON(溶解性有机氮)进行生物矿化培养,测定了培养过程中各形态氮含量,并运用三维荧光技术研究了DON结构变化. 结果表明:①洱海沉积物中w(DON)范围为43.52~214.71mg/kg,平均值为115.19mg/kg,DON主要由类蛋白和类腐殖质类物质构成,并且以类蛋白为主;②洱海沉积物中DON生物有效性为1.21%~72.77%,平均值为33.23%,生物可利用量平均值为50.22mg/kg;DON生物有效性空间差异明显,北部和南部较高,而中部较低;③洱海生物自身产生及形成的DON主要由类酪氨酸组成,其中有小部分类腐殖质可被生物利用,这是由于类色氨酸和类酪氨酸共存可提高DON类腐殖质生物有效性. 此外,w(DON)占w(TDN)(TDN为可溶性总氮)的比例是影响DON生物有效性的重要因素,w(DON)/w(TDN)越高,类腐殖质及类酪氨酸含量越低,沉积物中DON生物有效性越高. 可见,DON对湖泊富营养化有重要影响,控制洱海富营养化,不仅需要关注沉积物中的w(TN),也应关注w(DON)及DON组成特征.      

钦州湾表层海水中总溶解态氮磷分布特征及季节变化

2015~2016年对广西钦州湾进行4个航次的调查,采集海水样品分析该港湾总溶解态氮（total dissolved nitrogen,TDN）、总溶解态磷（total dissolved phosphorus,TDP）,以及溶解态有机氮（dissolved organic nitrogen,DON）和溶解有机磷（dissolved organic phosphorus,DOP）一年的浓度分布特征及季节变化。结果表明,2015~2016年间钦州湾海域TDN浓度为9.37~77.52 μmol/L,TDP的浓度为0.20~4.08 μmol/L。受河流径流的影响,钦州湾的TDN和TDP总体上都呈现出从内湾向外湾递减的空间分布特征。DON平均浓度在8月、11月和3月,DOP在8月和3月,都分别高于无机形态的氮、磷。其中,8月份DON和DOP分别占TDN和TDP的72.0%±19.7%和58.4%±20.1%,DON和DOP是钦州湾溶解态氮、磷的重要组成部分,为浮游植物的生长提供营养条件。     

大亚湾沉积物中可溶性有机氮与蛋白酶和脲酶活性特征及其影响因素

为认知海湾沉积物有机氮转化机制及其对富营养化的影响,本文探讨了大亚湾表层沉积物可溶性有机氮（DON）、游离氨基酸（DFAA）含量及其关键酶活性的特征。结果表明,沉积物DON平均含量为50.56×10-6,分别占沉积物可溶性总氮（TDN）和总氮（TN）的64.52%和3.58%,DON是TDN的重要组成部分;DFAA平均含量为8.48×10-6,占DON的20.34%,表明大亚湾沉积物DON有较多易分解组分。DON和DFAA含量均与沉积物TN、总磷（TP）、有机质的含量密切相关,呈现出湾沿岸和海水养殖区较高,而湾中区域较低的分布趋势。蛋白酶和脲酶平均活性分别为61.64 mg/kg/d和86.12 mg/kg/d,蛋白酶主要与DFAA密切相关,而脲酶与DON、DFAA均密切相关,脲酶活性大小可以反映沉积物有机氮引起二次污染的风险程度。     

纳滤预处理测定景观水体中溶解性有机氮质量浓度及其分布特征

为了提高景观水体中DON测定的精确性,研究了纳滤(NF90、NF270)预处理前后水样中DON测定的变化,探讨了NF90、NF270对DIN的去除效果.结果表明,NF90和NF270预处理对NH4+-N、NO3--N和NO2--N的平均去除率分别为30.7%、55.9%、50.0%、73.1%、42.9%、72.0%,NF270对DIN的去除效果更好.常规方法测定DON的质量浓度范围为0.09～0.46 mg·L-1,采样点2处出现负值(-0.08 mg·L-1),DIN/TDN比率范围为85.3%～105%;NF90预处理测定DON的质量浓度范围为0.03～0.58 mg·L-1,DIN/TDN比率范围为76.1%～90.6%;NF270预处理测定DON的质量浓度范围为0.10～0.59 mg·L-1,DIN/TDN比率范围为47.5%～84.5%.这说明NF预处理能够有效去除水样中DIN,减少DON测定的标准偏差,增加了测定的精度.奥林匹克森林公园水体中DON分布的研究表明,水体DON呈现显著的季节性差异,并且南北园区也存在明显差异.北园11月、3月、5月DON较低,小于0.2 mg·L-1,7月质量浓度较高,南园5月DON较低,11月和3月较高,在0.40～0.65 mg·L-1之间.