全球海洋通量联合研究中的化学海洋学

温室效应和臭氧层破坏、酸性沉降物并列为世界三大环境难题,其研究的中心内容是CO2问题。占地球面积71％的海洋对大气中CO2的迁移、转化贮存起着重要作用。中国全球海洋通量联合研究委员会(C-JGOFS)已经成立,而这其中的化学海洋学占据极其重要的地位,本文对全球海洋通量联合研究中的化学海洋学问题进行了探讨。     

环境经济学

一个改进的CO:排放影子价格模型/赵丽霞(厦门大学计划统计系)//厦门大学学报(自然科学版)/厦门大学一1998,37(5)一732~735 环信N一26 考虑使用化石燃料所排放的CO:被陆地森林吸收的因素,建立一个改进的影子价格模型,计算考虑CO:的海洋吸收和森林吸收双因子的影子价格数值,讨论减小CO:排放与中国经济产出之间的关系对策。表1参9X 196 9900777自然资源补偿费计算方法的探讨/占新民…(清华大学)//上海环境科学/上海市环保局一1998,17(8)一l~3环信X一100 从经济学的原理出发,提出了自然资源的成本和收益、边际成本和边际收益的概念,并借助…     

贵州喀斯特水库红枫湖、百花湖p(CO2)季节变化研究

针对贵州喀斯特地区富营养水库(红枫湖、百花湖)表层水中的CO2分压p(CO2)进行为期1 a的监测,分析了影响两湖P(CO2)季节变化的因素并阐明了两湖p(CO2)季节变化的机理.不同于北部温带地区水库,两湖出现明显的季节变化特征:夏季表层水中CO2欠饱和,其他季节CO2过饱和.通过对物理、化学及生物因素与P(CO2)之间的相关性分析.结果表明,两湖P(CO2)与9 Chla之问存在的显著负相关,是由于浮游植物光合作用与细菌呼吸作用共同影响的结果,也是两湖P(CO2)出现季节变化的主要原因.水温与P(CO2)之间的显著负相关,主要是由于水温影响浮游植物生长引起的.降雨量与P(CO2)之间的显著负相关,主要是由于降雨量影响水库中营养盐的输入和浮游植物生长引起的.NO3-、NO2-与P(CO2)之间的显著正相关,是藻类吸收与有机质降解、硝化反应等共同作用的结果.SiO23-与P(CO2)之间的显著负相关,是SiO23-受降雨输入及藻类吸收共同影响的结果.而两湖DOC与P(CO2)相关性的差异可能与两湖DOC来源不同有关.     

一种大气CO2源汇反演模式方法的建立及应用

在一个二维全球大气化学传输模式的基础上,通过对模式的修改和调整,建立了一个简单二维扩散、传输模式,用于CO2源汇的反演研究.在验证了模式的有效性之后,将其应用于大气CO2源汇分布的研究.大气CO2的源主要集中在赤道地区和北半球中高纬度地区.其中,海洋和陆地生态系统(热带雨林的破坏)是赤道地区的主要碳源;北半球中高纬度的陆地生态系统是重要的碳汇,而南半球中纬度地区则表现为CO2的弱汇.对El Nino年(1982年)和其他年份的碳源汇分布情况作了比较,两者之间存在显著的差异,由于化石燃料燃烧排放并无明显波动,因此认为碳通量的年际变化是由于El Nino事件对陆地和海洋碳循环产生影响而造成的.     

海洋酸化对大型海藻生长以及磷酸盐、硝酸盐吸收利用的影响

CO2浓度升高导致的海洋酸化会对大型海藻的生长、生理生态以及营养盐的吸收产生影响.本研究分析了3种pH条件下,3种大型海藻[孔石莼、萱藻、小珊瑚藻(钙化藻)]单养和混养的生长以及营养盐(磷酸盐PO34-和硝酸盐NO3-)的吸收利用情况.单养时,孔石莼、萱藻、小珊瑚藻的第10 d湿重增加百分比分别在pH 7.9、7.6、8.2条件下最多,并且小珊瑚藻在pH 7.6时的相对增长率显著低于在pH 8.2时的相对增长率.混养结果表明,低pH有利于萱藻生长,而高pH有利于小珊瑚藻生长.无论单养还是混养,3种pH条件下的培养液中PO34-、NO3-含量随时间延长而逐渐降低.在0～2 d培养液中PO34-含量急剧下降(降低了71.9%～99.0%),随后PO34-含量下降缓慢.单养时,孔石莼、萱藻、小珊瑚藻分别在pH 8.2、8.2、7.6时的PO34-吸收速率最高;孔石莼、小珊瑚藻分别在pH 8.2、7.6时的NO3-吸收速率最高.混养时,孔石莼+萱藻、孔石莼+小珊瑚藻、萱藻+小珊瑚藻分别在pH 7.6、8.2、8.2时的PO34-吸收速率最高;孔石莼+小珊瑚藻在pH 7.6时的NO3-吸收速率最高.小珊瑚藻单养在pH 7.6时的低生长以及营养盐(PO34-和NO3-)的高吸收速率结果表明,PO34-和NO3-的吸收与同化作用并不相偶联.尽管两种藻混养中的优势种并未因海洋酸化而改变,但藻的种类组成比例发生了变化.因此,自然环境中海洋酸化对不同海藻的生长和营养盐吸收的长期影响可能会导致藻群落结构的改变.     

海洋微藻光合作用对CO_2加富的响应特征

采用实验生态学的方法,研究了中肋骨条藻、赤潮异弯藻和小球藻的叶绿素a含量、光合速率、光合固碳速率和碳酸酐酶活性对CO2加富的响应变化。结果表明:3种海洋微藻的叶绿素a含量对CO2加富处理都没有作出明显的响应变化(P0.05)。相反,3种海洋微藻的光合速率、光合固碳速率和碳酸酐酶活性对CO2加富都作出了明显的响应变化,与对照组相比显著提高(P0.05)。说明CO2加富处理刺激了3种海洋微藻的碳酸酐酶活性,从而提高了它们的光合速率和光合固碳速率。3种海洋微藻相比,赤潮异弯藻的响应最明显,其次是中肋骨条藻,小球藻的响应相对最不明显。     

海洋碳循环研究的关键生物地球化学过程

主要阐述了海洋碳循环生物地球化学过程研究的主要进展,包括海—气界面CO2通量过程、溶解一颗粒碳的海洋转化过程、生物固碳与生物泵过程以及河口碳的生物地球化学过程。海—气界面CO2通量随着海—气界面的扰动程度的变化而变化,而海—气界面的扰动程度主要由风速决定,各海域的CO2通量各不相同;溶解一颗粒碳的海洋转化过程则是由海域的初级生产力所决定,是温度的函数,所以受时间和季节更替的影响很大;河口地带由于处在海水和淡水交界面,又有大量河流带来的陆源输入,所以总体碳循环的生物地球化学过程与大洋主体水域不同,碳通量主要由河流带人;生物在海洋碳循环中的作用不可忽视,浮游植物通过光合作用固碳,而浮游动物在垂直分布过程中通过取食呼吸和排泄作用使碳进行垂直迁移。     

CO_2驱动海洋酸化对角叉菜影响研究

在实验室构建大气CO2浓度升高的生态模拟系统,研究CO2驱动海洋酸化对大型海藻角叉菜(Chondrus ocellatus)的影响。7天实验结果显示,大气CO2浓度由正常387 mg/L左右升高至500 mg/L,促进角叉菜生长,实验系统中角叉菜生物量增加量和相对生长速率分别比对照系统的高出47.5%和47.9%;当CO2浓度升高至600 mg/L和800 mg/L,反而抑制角叉菜生长,实验期间实验系统中角叉菜生物量增加量和相对生长速率分别比对照系统的降低13.2%和13.5%(600 mg/L)、12.9%和13.3%(800 mg/L)。实验系统中,角叉菜的叶绿素a含量随CO2浓度升高逐渐降低,实验结束时叶绿素a含量分别为实验初始时的97.0%(P<0.05)(387 mg/L)、88.9%(500 mg/L)、82.9%(600 mg/L)和75.9%(800 mg/L);角叉菜的类胡萝卜素含量随CO2浓度升高逐渐增加,实验结束时类胡萝卜素含量分别为实验初始时的99.8%(P<0.05)(387 mg/L)、120.1%(500 mg/L)、131.9%(600 mg/L)和162.7%(800 mg/L)。研究表明大型红藻角叉菜通过减少合成叶绿素a以降低光合作用、增加合成类胡萝卜素以加强保护海藻细胞的方式适应海洋酸化;角叉菜生长受到大气CO2浓度升高致使海水中无机碳源增加和驱动海洋酸化正负两方面共同作用。     

海洋酸化是否会破坏食物链?

<正>全球海洋酸化已经导致珊瑚礁被破坏并可能引发其他无法预期的化学或生物影响.普林斯顿大学的研究人员研究发现,低pH值将降低浮游植物吸收铁元素的能力(该元素是植物生长和进行光化学作用的重要营养物质).研究表明,海洋酸化可能会对单细胞微型值物产生重大影响,而这些植物往往位于整个食物链的最底层,并成为鱼类的主要食物来源,并最终影响到捕渔业的发展.当大气中的二氧化碳被海水大量吸收后,就会被转化成碳酸类物质并最终导致海洋酸化.海洋酸化的速度非常快.根据国家海洋和大气协会(位于北加利福尼亚州波夫特市)的化学家William Sunda的研究,海洋表层水体中的氢     

负载量对氨水吸收CO2的影响规律及添加剂的作用研究

进行了氨法脱碳过程中吸收剂中CO2负载量对CO2脱除率影响的实验研究.结果发现,CO2脱除率随着负载量的增大而显著减小,高负载量(≥0.4)时,增加吸收液中总氨质量分数(吸收液中所有包含氨分子和铵离子的物质,并统一换算成NH3的质量分数)并不能有效地提高CO2的脱除率.同时,分别对有机和无机添加剂进行筛选,选取哌嗪(P...     

金鱼藻对14CO2的吸收和积累动态

为了探明14CO2(14C)在环境中的行为,采用同位素示踪技术研究了金鱼藻对14CO2的吸收和积累动态,并探讨了金鱼藻作为监测大气14CO2污染指示植物的可能性.结果表明,生长在水中的金鱼藻会通过某些途径吸收空气中14CO2并形成积累趋势,吸收途径主要是金鱼藻通过光合作用从水体中吸收游离14CO2和H14CO3-.金鱼...     

四原子氮有机胺三乙烯四胺吸收CO2的研究

在常压下,采用搅拌式反应器对三乙烯四胺(简写为TETA)吸收CO2进行了研究.测定了不同温度下,不同浓度的TETA对CO2的吸收情况,并与常用的醇胺吸收剂一乙醇胺(简写为MEA)、二乙醇胺(简写为DEA)、三乙醇胺(简写为TEA)的吸收效果作了比较;同时研究了TETA-有机胺-水三元混合体系对CO2 的吸收情况,结果表明:TEA-TEA-H2O对CO2 的吸收效果最好,且TETA/TEA=1/1时,吸收量最大,吸收速率最快.     

海洋贝类对HTO的吸收和结合态氚的形成动态

为了探明HTO在海洋环境中的行为,采用同位素示踪技术研究了5种海洋贝类对HTO的吸收和贝类组织中结合态氚的形成动态.结果显示:贝类组织中的氚以自由水氚(即HTO)和结合态氚形式存在,以自由水氚为主,其量占贝类中总氚比活度的97.4%以上,结合态氚的含量很低,仅占贝类中总氚比活度的0.4%～2.6%.海洋贝类对自由水氚的吸收速度非常快,仅2h有3种贝类(青蛤、紫贻贝和焦河蓝蛤)已达最大值.结合态氚的形成和积累随时间呈缓慢增长的趋势.富集系数(CF)值分析表明,海洋贝类对HTO没有明显的富集作用.     

20世纪50年代以来全世界海洋变暖

据美国海洋和大气管理局(NOAA)的科学家称,自20世纪50年代中期以来,全世界海洋逐渐变暖[Science,287,2225(2000)].马里兰州Siluer Spring的NOAA的国立海洋学数据中心的研究人员Sydney Levitus称:"变暖可能是由于自然界变动、人类活动影响或者是两者共同作用的结果".从20世纪50年代中期至90年代中期,全世界海洋从表面到3 000m深的温度增加了0.06℃,热容量增加了约2(1023J.在同一时期,海洋顶部300m层的温度增加了0.31℃.全世界绝大部分海洋都变暖,但变暖速率不一样.大西洋和太平洋自20世纪50年代开始变暖,而印度洋自20世纪60年代中期开…     

负载量对氨水吸收CO2的影响规律及添加剂的作用研究

进行了氨法脱碳过程中吸收剂中CO2负载量对CO2脱除率影响的实验研究.结果发现,CO2脱除率随着负载量的增大而显著减小,高负载量(≥0.4)时,增加吸收液中总氨质量分数(吸收液中所有包含氨分子和铵离子的物质,并统一换算成NH3的质量分数)并不能有效地提高CO2的脱除率.同时,分别对有机和无机添加剂进行筛选,选取哌嗪(PZ)和十二水磷酸钠(Na3PO4·12H2O)对吸收剂中高CO2负载鼍条件下的氨水溶液进行改性.实验结果表明,当哌嗪(PZ)浓度与总氨浓度之比为0.08,在吸收荆中CO2负载量为0.4、0.5和0.6的条件下,CO2脱除率可分别提高29.4%、31.0%和21.7%;当Na3PO4·12H2O浓度与总氨浓度之比为0.10,在吸收剂中CO2负载量为0.4、0.5和0.6的条件下,CO2脱除率可分别提高11.0%、11.7%和17.1%.     

长江口崇明东滩潮间带温室气体排放初步研究

采用原位静态箱法对长江口崇明东滩(CM)湿地3种主要温室气体CO2,CH4和N2O的排放、吸收通量进行现场测定。结果表明,春季(5月)崇明东滩湿地是大气CH4的排放源。中潮滩暗箱(CM-2b)CH4的排放通量为394.22μg/m2.h,明箱(CM-2w)为492.58μg/m2.h;低潮滩暗箱(CM-3b)CH4的排放通量为84.89μg/m2.h,明箱(CM-3w)为76.16μg/m2.h,植被和有机质含量的不同是造成中、低潮滩CH4通量差异的主要因素。中潮滩春季草的光和作用可以降低CO2和N2O的排放,明箱内表现为对CO2(-67.45 mg/m2.h)和N2O(-21.79μg/m2.h)的吸收,同时呼吸作用增加了潮滩-大气界面CO2和N2O的排放(CO2,730.27 mg/m2.h;N2O,109.72μg/m2.h)。而低潮滩(CM-3)表现为CO2和N2O的汇,但吸收的通量值较小。     

亚热带稻田生态系统CO2通量的季节变化特征

为估算和评价稻田生态系统碳源/汇强度及其对大气CO2浓度变化的贡献,研究了稻田生态系统与大气间CO2交换通量的季节变化特征及其影响因素.采用涡度相关技术对我国亚热带稻田生态系统CO2交换通量进行了连续监测,在数据剔除、校正和差补的基础上,对瞬时CO2通量值进行计算求得日CO2通量值和年CO2通量值,并对CO2通量季节变化及其与主要气象因子的关系进行了探讨.结果表明,稻田生态系统光合吸收CO2通量(GPP)、呼吸排放CO2通量(Reco)和净吸收CO2通量(NEE)的季节变化均呈6～9月较高,1～5月和10～12月较低的对称分布.其中5～9月水稻生长时期的NEE总量占年总量的80%以上,对年NEE总量起决定性作用.光合有效辐射(PAR)和日平均气温(Ta)是GPP与NEE季节变化的最主要影响因子,二者与GPP和NEE分别存在显著的二元线性关系.年净吸收CO2总量为2475.6g/(m2·a),这表明我国亚热带稻田生态系统是大气CO2的汇.     

新型有机胺溶液捕集CO2的实验研究

在温度333K、压力0.1MPa下,研究了溶质总量一定的位阻胺(CHA)溶液在不同浓度下CO2的吸收性能,考察了吸收过程中吸收速率、吸收量及吸收时间的相互关系,并将其与MEA溶液的吸收性能进行了对比.控制解吸温度为373K,考察了两种吸收液的CO2解吸量和解吸时间的关系.对两种吸收富液进行腐蚀实验.实验表明,CHA较适用于捕集低分压下的CO2;适当降低有机胺吸收液的浓度有利于充分发挥其对CO2的吸收性能;单位物质的量的CHA对CO2的吸收量高于在相同条件下的MEA对CO2的吸收量.CHA的腐蚀率明显低于MEA的腐蚀率.从循环利用和降低能耗的角度出发,CHA具有较高的研究价值和广泛应用前景.     

喷雾塔中氨水吸收CO2的速率

为考察氨水细喷雾吸收CO2的能力,对喷雾塔中氨水细喷雾吸收CO2的反应过程进行了实验研究,测定了氨水吸收CO2的速率.实验结果表明,CO2的吸收速率随着氨水浓度、气体流量的升高而明显增大,随氨水流量升高也有所增加,CO2的吸收速率随CO2进口浓度的升高呈线性增加.当喷雾塔中温度低于40℃时,CO2的吸收速率随着塔内温度...     

珠江口近海海洋大气化学要素分布特征

2006年夏季与冬季和2007年春季与秋季,对珠江口近海海洋大气化学要素进行了现场调查,调查要素包括总悬浮颗粒物(TSP),甲基磺酸盐(MSA-),气体(CO2、CH4、NOx、N2O),营养盐(C、N、P、Fe、Na、Ca、Mg),重金属(Cu、Pb、Zn、Ca、Al、F)等19项.结果表明:在珠江口近海大气中,TS...