夏季东海生源硫的分布、通量及其对非海盐硫酸盐的贡献

对2012年6月东海表层海水中二甲基硫（DMS）、二甲巯基丙酸内盐（DMSP）和二甲亚砜（DMSO）的浓度分布特征及其影响因素进行了研究,并估算了DMS的海-气通量及其对大气气溶胶中非海盐硫酸盐（nss-SO₄^2-）的贡献率.结果表明,DMS、溶解态DMSP（DMSPd）、颗粒态DMSP（DMSPp）、溶解态DMSO（DMSOd）和颗粒态DMSO（DMSOp）的浓度平均值±标准偏差为（5.71±5.23）,（5.94±3.68）,（23.84±14.15）,（9.14±10.52）和（11.01±5.81）nmol/L.DMS、DMSP和DMSOp浓度均在28oN~29oN,122°E~123.5°E海域呈现高值中心,沿中心向外扩散降低,并且与叶绿素a（Chl-a）的分布趋势基本一致.除DMSOd外,3种二甲基硫化物与Chl-a表现出显著的相关性,表明浮游植物生物量是影响东海生源有机硫化物生产分布的关键因素.此外,夏季东海DMS海-气通量介于（0.93~101.02）μmol/（m²·d）,平均值±标准偏差为（18.13±21.42）μmol/（m²·d）.夏季东海生源硫释放对nss-SO₄^2-的贡献率仅为2.2%,表明人为排放是东海大气气溶胶中nss-SO₄^2-的主要来源.     

夏季中国东海生源有机硫化物的分布及其影响因素研究

二甲基硫(DMS)、二甲巯基丙酸内盐(DMSP)和二甲亚砜(DMSO)是海洋中最重要的3种生源有机硫化物.本文系统研究了2013年6月中国东海表层海水中3种硫化物的水平分布规律及其影响因素,并估算了DMS海-气通量.结果表明,表层海水DMS、溶解态DMSPd、颗粒态DMSPp、溶解态DMSOd和颗粒态DMSOp浓度平均值分别为4.70、7.00、27.83、13.66和10.78 nmol·L-1.DMS、DMSP和DMSO与叶绿素a(Chl-a)水平分布规律相似,均呈现近岸高、远海低的趋势.相关性分析结果表明,DMS、DMSPd和DMSOp浓度与Chl-a浓度均有显著的相关性,说明浮游植物生物量是影响东海有机硫化物生产分布的重要因素.此外,研究发现DMS与DMSPd、DMSOd与DMS间分别存在一定的相关性,表明表层海水中DMS主要来源于DMSPd的微生物降解,而DMSOd的主要来源是DMS的氧化过程.此外,夏季东海DMS海-气通量在0.62~33.98μmol·(m2·d)-1之间,平均值为9.71μmol·(m2·d)-1.     

冬季东海、南黄海中DMS和DMSP浓度分布及影响因素研究

于2011年12月~2012年1月现场测定了东海、南黄海表层海水中二甲基硫(DMS)及其前体物质二甲巯基丙酸内盐(DMSP分为溶解态DMSPd和颗粒态DMSPp)的含量,研究了它们的浓度分布规律及其影响因素,并对DMSPp的粒级分布和DMS的海-气通量进行了探讨.结果表明,表层海水中DMS、DMSPd和DMSPp的浓度分别在0.58~4.14、0.37~7.86和4.29~25.76 nmol·L-1之间,平均值分别为(2.20±0.82)、(2.12±1.66)和(11.98±6.23)nmol·L-1.DMS、DMSPp与叶绿素a(Chl-a)呈现明显的正相关关系,并且它们的周日变化趋势基本一致,说明浮游植物生物量是影响研究海域内DMS和DMSP生产分布的关键因素.另外,DMSPd浓度和总细菌丰度表现出一定的负相关,这可能是在细菌释放的DMSP裂解酶的作用下DMSPd会发生裂解生成DMS.研究发现,5~20μm的微型浮游植物是海区内Chl-a和DMSPp的主要贡献者.此外,冬季东海、南黄海表层海水DMS的海-气通量在0.61~25.52μmol·(m2·d)-1之间,平均值为(8.30±5.92)μmol·(m2·d)-1.     

二甲基硫与阳光、云层的关系

二甲基硫(DMS)在全球硫循环中扮演重要的角色,它由海洋生物产生,是大气中SO2的重要前体化合物,并在形成云层的气溶胶方面有重要意义.最近西班牙科学家Sergio M.Vallina和Rofel Simo发表文章称他们发现大洋上空     

东海和黄海冬季海水中二甲亚砜的分布及影响因素

于2011年12月—2012年1月对我国东海、黄海表层及不同深度海水中c(DMSOd)(DMSOd为溶解态二甲亚砜)和c(DMSOp)(DMSOp为颗粒态二甲亚砜)的分布进行了研究,并探讨了其来源及影响因素. 结果表明:表层海水中c(DMSOd)和c(DMSOp)分别为(10.10±7.54)和(8.72±7.80) nmol/L,其水平分布明显受调查海域中浮游植物组成和丰度的影响;垂直分布上,c(DMSOd)和c(DMSOp)的最大值均出现在浅水层(3~20 m). 相关分析表明,c(DMSOd)与c(DMS)(DMS为二甲基硫)之间没有相关性,但与c(DMSOp)显著相关(R=0.442, n=41, P<0.006),说明冬季表层海水中DMSOd主要来源于浮游植物细胞内DMSO的释放,而不是DMS的氧化(光化学氧化和微生物氧化). 另外,c(DMSOp)/ρ(Chla)与盐度呈正相关(R=0.532, n=46, P<0.004),说明盐度的改变会影响浮游植物组成的变化,进而影响c(DMSOp).      

春季东海挥发性有机硫化物(VSCs)分布的研究

于2017年3~4月首次对东海表层海水及大气中3种主要挥发性有机硫化物（VSCs）即羰基硫（COS）、二甲基硫（DMS）、二硫化碳（CS₂）的浓度分布进行观测,研究了海水中3种主要VSCs的相关性,并估算了3种VSCs的海-气通量.结果表明,东海表层海水COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为（1.0±0.4）、（6.8±6.8）和（0.6±0.4）nmol/L,总体来看东海表层水中3种VSCs呈现出近岸高、远海低的分布趋势.相关性分析表明DMS与Chl-a存在显著相关性,表明浮游植物生物量是影响东海海水中DMS分布的主要因素;同时DMS与CS₂存在着显著的相关性,表明这2种物质的来源有着一定的共性.大气中COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为：（294.7±158.8）、（22.7±18.0）和（108.8±88.1）×10^-12,分布呈现出近岸高,远海低的趋势,主要受到人为活动等陆源输入的影响.此外春季东海COS、DMS和CS₂的海-气通量平均值分别为（4.0±3.4）、（25.8±33.8）和（2.6±2.9）μmol/（m²⋅d）,表明春季东海是大气中3种VSCs重要的源.     

枯水季和丰水季长江口海域生源硫的浓度变化特征及影响因素

为深入研究河口近岸海域DMS（二甲基硫）的生物地球化学过程,于2014年2月（枯水季）和7月（丰水季）对长江口及附近海域表层海水中DMS及其前体物质DMSP（二甲巯基丙酸内盐）的浓度分布及影响因素进行了研究,测定了DMSPd（溶解态DMSP）的降解速率和DMS的生物生产与微生物消费速率,并估算了DMS的海-气通量.结果表明:①枯水季和丰水季c（DMS）、c（DMSPd）、c（DMSPp）（DMSPp为颗粒态DMSP）的平均值±标准偏差分别为（0.54±0.28）（2.04±1.32）（6.65±5.07）和（3.99±3.70）（5.57±4.72）（14.26±9.17）nmol/L,长江口海域丰水季生源硫化物的浓度明显高于枯水季.②枯水季和丰水季c（DMSPd）与ρ（Chla）均呈弱相关,说明浮游植物在控制长江口海域DMSP的生产分布中发挥重要作用.③枯水季和丰水季c（DMS）/ρ（Chla）的平均值±标准偏差分别为（2.62±3.28）和（4.60±7.49）mmol/g,表明丰水季DMS的高产藻种（甲藻）在浮游植物生物量中所占比例高于枯水季.④枯水季表层海水中DMSPd的降解速率和DMS的生物生产速率分别介于（2.84~30.53）和（0.52~2.19）nmol/（L·d）之间,平均值分别为14.55和1.30 nmol/（L·d）,表明DMS并不是DMSPd的主要降解产物.⑤枯水季和丰水季DMS的海-气通量平均值±标准偏差分别为（0.36±0.32）和（2.17±2.98）μmol/（m2·d）,而且丰水季的硫排放量明显高于枯水季,这主要与夏季较高的c（DMS）有关.研究显示,长江口海域生源硫化物的浓度变化及分布特征呈明显的季节性差异,河口近岸海域是海洋有机硫排放的重要区域.      

美国东北部是该地区夏季大气中硫酸盐的来源

美国罗得艾兰大学的大气化学家,在最近的一篇报告中指出,在美国东北部,当地或局部地区的硫化合物比从中西部工业区长距离迁移来的硫化合物,对大气中硫酸盐的存在起着更重要的作用。对降水的化学分析表明,硫酸盐是美国东北部降雨中的主要酸化合物。报告的作者们认为,他们的发现意味着,东北部地区是硫酸盐主要的或最大的来源,特别是夏     

挥发性有机硫化合物释放及对全球环境的影响

介绍了几种挥发性有机硫化合物：甲硫醚（DMS）、羰基硫（COS）、甲硫醇（MSH或CH3SH）、二硫化碳（CS2）和二甲基二硫（DMDS)从各种自然源（主要是生物源）释放的情况，并论述了有机硫气体释放对全球环境和气候的影响。着重阐述了在海洋、陆地生态系统中，各种生物硫源的释放情况和有机硫气体的迁移、转化规律。讨论了大气中痕量有机硫气体的分析方法，并提出一些建议。     

柳州大气中硫酸雾的测定和大气中不同价态的硫对降水总硫及酸度的贡献

大气中含硫化合物进入降水有三种途径:①自身起凝结核作用形成云雾水;②降水对云下二氧化硫的冲刷;③降水对云下硫酸雾、硫酸盐气溶胶的冲刷。云下硫酸雾、硫酸盐、二氧化硫是大气中硫的三种含量高而且稳定存在的化学状态,在柳州地区它们对降水酸度贡献的估算值分别为52.4%、3,6%、18.7%,对降水中总硫的贡献分别为10.2%、15.1%、14.9%。柳州地区云雾水对降水总硫的贡献约30%左右。      

东亚硫酸盐及黑碳污染特征数值模拟

硫酸盐和黑碳是全球气候变化重要的驱动因子,且两者直接辐射效应相反。该研究利用WRF/Chem模型及2010EDGAR/HTAP V2排放清单,模拟2010年东亚地区硫循环及硫酸盐、黑碳的时空分布特征。结果表明:2010年东亚大气硫的平均生命周期为4.04 d。大气硫通过沉降去除,以湿沉降为主,主要通过硫酸盐形式去除。中国是东亚硫和黑碳的净输出国,其余4国为净输入国。东亚硫酸盐和黑碳年均柱浓度均华中最高,蒙古最低,硫酸盐柱浓度分布相对SO2排放强度表现出东向溢出效应,尤其是春季和冬季。东亚硫酸盐夏季柱浓度最高,主要与夏季SO2氧化率高、云内氧化率Kw高有关。东亚黑碳春季柱浓度最高,不仅与黑碳人为排放有关,还与生物质燃烧排放相关。     

水稻土中硫酸二乙酯分解产生含硫气体的研究

为了探讨水稻土中含硫气体产生和释放的途径，在室内培养条件下，测定了南京水稻土中含硫气体的释放。结果从该淹水土壤中测出3种含硫气体；硫化氢（H2S），羰基硫（COS）和二甲基硫（DMS）气体。当土壤中加入硫酸二乙酯后，不仅上述3种气体的释放量增加了，而且还明显测出甲硫醇（CH3SH）和二硫化碳（CS2）。据此推测，水稻土中硫酸二乙酯的分解可能是CH3SH、CS2、COS、H2S、DMS5种气体产生释放的来源之一。在好氧条件（普通大气）下：（1）H2S和COS的释放量低于厌氧条件（充氮）。（2）CS2和CH3SH的释放量高于厌氧条件。（3）DMS的释放量不受空气中氧气含量的影响。分析了培养前后土壤pH和Eh的变化和影响。     

春季厦门海域表层海水中二甲基硫的含量分布

采用固相微萃取(SPME) 气相色谱法(GC)测定了厦门海域20个站位表层海水中DMS二甲基硫的含量,并对其分布进行分析。结果表明,厦门海域DMS含量在0 65～40 69nmol·L-1,平均浓度为12 83nmol·L-1。其中,西海域的含量最高,东海域次之,同安湾最低。与其它海域海水中DMS浓度比较,厦门海域DMS含量较高,浓度变化范围大,与叶绿素a浓度及表层水温、盐度之间无明显的相关关系。     

水稻土中甲硫氨酸分解释放挥发性含硫气体的影响因素

为了探讨水稻土中含硫气体产生和释放的途径 ,在室内培养条件下 ,测定了南京水稻土中含硫气体的释放 .从该淹水土壤中测出 3种含硫气体 ;羰基硫 (COS)、二甲基硫 (DMS)和少量硫化氢 (H₂S)气体 .当土壤中加入甲硫氨酸后 ,DMS气体的释放量有了明显增加 ,此外还有大量甲硫醇 (CH₃SH)和二甲基二硫 (DMDS)气体测出 .而 COS在好氧条件 (普通大气淹水 )下的释放量明显增加 ,在厌氧条件 (充氮淹水 )下的释放量变化不明显 ;只有 H₂S的释放量几乎没变 .这些结果表明 ,甲硫氨酸的分解可能是 COS、DMS、CH₃SH和 DMDS的产生源之一 ,且释放含硫气体的种类明显不同于胱氨酸和半胱氨酸 .在好氧 (普通大气 )条件下 ,DMDS和 CH₃SH的释放量低于厌氧情况 (充氮气 )下的释放量 ,DMS则高于厌氧条件下的释放量 .这表明 ,水稻土中甲硫氨酸分解产生 DMDS和 CH3SH需较强的还原条件 ,产生这 2种气体的微生物需要严格的厌氧条件 .产生 DMS的微生物则比前者需要高一些的含氧量 .土壤 pH值和含水量及光照对甲硫氨酸分解释放含硫气体均有影响 .各含硫气体在持水率 50%、普通大气、光照条件下的释放量明显高于无光照条件下的释放量 .     

夏季东海挥发性硫化物的空间分布与释放通量研究

挥发性硫化物（volatile sulfur compounds,VSCs）是大气中一类重要的痕量活性气体,对全球硫循环和气候变化有着重要的影响.于2018年6—7月运用冷阱捕集气相色谱和气-质联用法测定了东海海水与大气中3种重要的VSCs即羰基硫（carbonyl sulfide,COS）、二甲基硫（dimethyl sulfide,DMS）、二硫化碳（carbon disulfide,CS₂）的浓度,分析了其与相关环境因子的相关性,并估算了它们的海-气通量.研究结果表明,夏季东海表层海水中COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为（0.47±0.33）、（4.46±4.52）和（0.13±0.07） nmol·L^-1,海水中COS和CS₂的高值区出现在长江口附近海域,DMS在东海南部海域的浓度远低于北部海域.大气中COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为（564.0±37.5）×10^-12、（70.7±83.5）×10^-12和（177.6±232.3）×10^-12（以体积分数计）,COS分布均匀,CS₂的分布呈现近岸高远海低的特点,而DMS的分布受海-气扩散的影响.相关性分析表明,夏季东海海水中COS和CS₂与海水中的营养盐存在正相关关系,这可能是因为营养盐能促进浮游植物生长,而浮游植物生长过程中能释放COS和CS₂的前体进入水体,从而促进COS和CS₂的生产.此外,夏季东海中COS、DMS和CS₂的海-气通量平均值为（1.05±1.13）、（9.21±9.49）和（0.24±0.22）μmol·m^-2·d^-1,表明夏季东海是大气中3种VSCs的源.     

太平洋上空硫酸盐的分布和来源

我国首次南极考察(1984年11月—1985年3月)在太平洋和南极半岛周围海域收集了31个海洋气溶胶样品。采用离子色谱法分析气溶胶中硫酸盐、火焰原子吸收法分析钠离子,结果表明,太平洋海洋气溶胶中非海盐源硫酸盐含量自北纬向南纬明显降低。在北太平洋主要是由于陆源污染源的硫酸盐在风系作用下经长距离传输而进入海洋上空;而在南太平洋,特别是南极半岛海域大气中非海盐源硫酸盐,可能主要来自海洋生物活动的产物。利用通量计算模式,估算了南极半岛海域生物源输入大气的硫通量为0.065gS/m~2·a。     

基于硫氧同位素研究南京北郊夏季大气中硫酸盐来源及氧化途径

采用EA-IRMS联用技术对2014年夏季南京北郊大气PM_(2.5)中硫酸盐的硫和氧同位素组成进行了分析,计算了SO_2氧化为硫酸盐的异相和均相氧化过程的贡献率以及一次、二次硫酸盐的比例.结果表明,2014年夏季南京北郊大气中硫酸盐气溶胶的硫同位素组成(δ~(34)S)范围为1.7‰~4.8‰,平均值为3.2‰±1.0‰(n=15);氧同位素组成(δ~(18)O)值范围为7.5‰~12.9‰,平均值为9.3‰±1.7‰(n=15).通过比较气溶胶硫酸盐及可能污染源的δ~(34)S,该研究区域夏季大气中的硫源主要来自当地燃煤与尾气排放.大气气溶胶中的硫酸盐主要为二次硫酸盐,且SO_2的氧化途径以均相氧化为主,比例为59.3%.夏季大气中SO_2的异相氧化以过量O_2下的Fe~(3+)催化氧化为主,均相氧化的主要机制包括O_3氧化反应及NO_2氧化反应.     

二甲基硫的海-气通量及其对环境的影响

综述了目前国内外对二甲基硫（DMS）的海一气通量的研究状况，指出了DMS的海一气通量受很多因素的影响。运用不同的模型计算值相差很大。此外本文着重论述DMS进入大气后被OH和NO3等自由基的氧化机化及其氧化产物对酸雨酸雾的贡献以及DMS、凝云结核（CCN）、气候 系统之间的关系。     

冬季黄渤海DMS、DMSP和CH4的分布及影响因素

于2017年12月~2018年1月现场测定了黄、渤海表层海水中二甲基硫（DMS）、二甲巯基丙酸内盐（DMSP）以及溶解甲烷（CH₄）的含量，对DMS、DMSP及CH₄的浓度分布和相互关系进行了研究.通过培养实验探究了DMSP降解对DMS和CH₄生成的影响，并估算了DMS及CH₄的海-气通量.结果表明，表层海水中DMS、DMSPd、DMSPp及CH₄的平均浓度分别为（1.39±1.21），（2.87±1.54），（5.59±4.64），（6.91±2.77）nmol/L.DMS、DMSP与Chl-a水平分布基本一致，均呈现近岸高、远海低的趋势.垂直分布上，DMS、DMSP浓度最大值均出现在浅水层，而CH₄浓度则随深度的增加而增大，至底层达到最大值.相关性分析表明，DMS、DMSPp与Chl-a存在显著的正相关关系，CH₄与DMSPd、DMSPp浓度均存在一定的正相关性（P<0.05）.培养实验结果表明，海水中本底DMSPd的浓度越高，DMS的生产速率越大.冬季黄、渤海DMS和CH₄海-气通量的平均值分别为（2.73±3.18），（8.14±7.68）μmol/（m²·d），表明冬季黄、渤海是大气中DMS、CH₄重要的源.     

青岛地区硫传输通量的估算

利用三维欧拉模式,估算外地源和本地源对青岛地区硫沉降的贡献,同时估算硫的去除,估算的方法是根据当地的风速、风向,模拟计算各种含硫化合物（包括SO₂、硫酸盐及DMS）在青岛地区的各方向上输出或输入青岛地区的量、当地源排放的量以及硫化物的干、湿沉降量。通过估算可以得出,青岛地区硫来源中本地源与外来源相当,硫的去除主要是往外输出,占全部硫来源的80％以上。