东海海水和大气中挥发性卤代烃的分布

运用吹扫-捕集气相色谱法于2016年6月对东海海水和大气中5种短寿命挥发性卤代烃的浓度含量、分布来源特征及海-气通量进行了研究.结果表明,表层海水中CH₃I、CH₂Br₂、CHBrCl₂、CHBr₂Cl和CHBr₃浓度平均值及范围分别为8.93（0.39~23.49） pmol/L、15.02（4.77~32.75） pmol/L、0.97（0.30~2.16） pmol/L、9.35（6.8~18.46） pmol/L和12.24（2.60~50.04） pmol/L.受陆源输入、水团和生物活动释放的影响,表层海水中CH₃I、CH₂Br₂和CHBrCl₂的浓度分布呈现近岸高远海低的趋势,CHBr₂Cl和CHBr₃浓度呈现点状分布.相关性分析发现CHBr₃和Chl-a存在显著相关性,推断浮游植物生物量可能影响CHBr₃的浓度分布.大气中CH₃I、CH₂Br₂、CHBrCl₂、CHBr₂Cl和CHBr₃浓度平均值及范围分别为3.52×10^-12（1.72×10^-12~10.00×10^-12）、3.82×10^-12（0.20×10^-12~34.95×10^-12）、1.40×10^-12（0.46×10^-12~6.18×10^-12）、1.55×10^-12（0.16×10^-12~4.66×10^-12）和6.63×10^-12（2.20×10^-12~11.61×10^-12）.受陆源气团输送、生物生产和气象条件的共同影响,春季大气中5种短寿命挥发性卤代烃浓度分布较为复杂.海-气通量的估算结果表明春季东海是大气中CH₃I、CH₂Br₂、CHBrCl₂、CHBr₂Cl和CHBr₃的源.     

秋季东海二甲基有机硫化物的浓度分布与影响因素

于2012年10月对中国东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）、溶解自由态蛋氨酸（DF Met）的浓度分布及影响因素进行了研究。分析结果表明,秋季东海表层海水中硅酸盐（SiO₃-Si）、溶解无机氮（DIN）、磷酸盐（PO₄-P）浓度变化范围分别为0.11~1.76、0.08~0.56和0.013~0.054 mg/L,平均值为0.50±0.36、0.19±0.11和0.024±0.0098 mg/L,且东海西南部上升流区出现营养盐浓度的高值区。表层海水中DMS、DMSP和DF Met的浓度分别在0.47~6.46、9.44~55.57和3.48~14.42 nmol/L之间,平均值分别为3.10±1.93、28.05±14.17和6.19±2.30 nmol/L。DMS、DMSP的水平分布与叶绿素a（Chl a）分布基本一致,呈现出近岸向远海降低的趋势。所调查海域的DMS/Chl a和DMSP/Chl a比值变化范围分别为2.59~27.66和27.37~103.34 mmol/g,平均值分别为11.46±5.02和65.08±23.41 mmol/g,与该海域硅藻为浮游植物优势种的调查结果相一致。此外,秋季东海表层海水DMS的海-气通量介于0.89~105.50 μmol/（m2·d）之间,平均值为35.65 ±31.53 μmol/（m2·d）。     

春季东海海水和大气中挥发性卤代烃的分布特征研究

挥发性卤代烃（VHCs）是大气中一类重要的痕量温室气体和臭氧破坏者。于2017年5月对东海海水及大气中CFC-11（CC1₃F）、CFC-12（CC1₂F₂）、CFC-113（CC1₂FCC1F₂）和CH₃I的浓度进行了同步测定,讨论了4种VHCs浓度水平分布规律及其影响因素,并估算了CFC-11、CFC-12和CH₃I的海-气通量。结果表明,表层海水中CFC-11、CFC-12、CFC-113和CH₃I浓度平均值分别为（8.1±5.1）、（3.9±1.6）、（10.4±2.3）和（6.3±2.7）pmol/L。VHCs浓度高值出现在东海东北部和闽浙沿岸海域,显著受水团、生物活动及人类活动等因素的影响。相关性分析发现海水中CH₃I浓度与Chl a浓度之间存在显著性相关关系（r=0.403,p < 0.01）,说明CH₃I浓度分布可能主要受浮游植物生产释放的影响。大气中CFC-11、CFC-12、CFC-113和CH₃I的浓度平均值分别为（9.8±1.0）、（21.1±2.4）、（3.0±0.9）和（0.2±0.2）pmol/L。结合气象参数（风速和风向）和后向轨迹模拟计算分析可得,陆源污染气团的输送、外海气团的扩散和海-气交换是影响大气中VHCs浓度分布的重要因素。海-气通量的估算结果表明春季东海是大气中CFC-11和CFC-12的汇,是CH₃I的源。     

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.     

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.     

春季和秋季东海挥发性卤代烃的时空分布与海-气通量研究

海洋中挥发性卤代烃(VHCs)的产生和释放在调节全球气候方面发挥着至关重要的作用。本研究分别于2021年4月1日至19日搭乘“向阳红18号”科考船和2021年10月9日至30日搭乘“东方红3号”科考船对东海海域进行了大面积调查,探讨了春季和秋季东海海水和大气中CFC-11(一氟三氯甲烷)、CH₃Br(溴甲烷)、CH₃I(碘甲烷)和CH₂Br₂ (二溴甲烷)4种VHCs的时空分布及其影响因素,并对海水和大气中VHCs的分布和海-气通量进行了季节对比。结果表明,受气团来源、海表温度、水团、生物释放和河流输入的影响,VHCs在大气和海水中的分布呈现显著的季节变化。表层海水中VHCs的浓度高值主要出现在闽浙沿岸和东部外海某些站位。CFC-11的分布主要受油气开采平台和陆源气团输送的影响。浮游植物释放是秋季表层海水CH₂Br₂的主要来源,而CH₃I主要受到河流输入和海表温度的影响。大气中CH3Br和CH3I在两个季节均呈现显著正相关性。春季CF...     

夏季长江口及其邻近海域生源有机硫化物的分布与影响因素研究

于2017年7—8月对中国长江口及其邻近海域表层及重要断面不同深度海水中二甲基硫(DMS)、二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)和二甲亚砜(DMSO)的浓度进行了测定,探讨了长江冲淡水对其分布的影响,并估算了DMS的海-气通量.结果表明,表层海水中DMS、溶解态DMSP(DMSPd)、颗粒态DMSP(DMSPp)、溶解态DMSO(DMSOd)和颗粒态DMSO(DMSOp)的浓度平均值分别为(5.69±5.20)、(6.67±4.90)、(19.46±9.26)、(24.67±20.52)和(24.97±20.85) nmol·L~(-1).DMS和DMSP大体呈现出一致的分布规律,高值区出现在冲淡水与海水的混合区域,在长江口口门附近出现低值.相关性分析结果表明,DMSPp与DMSOp存在相关性,这可能与二者有相似的来源和细胞功能有关.DMSPd、DMSOd均与DMS存在相关性,这是因为DMSPd降解是表层海水中DMS的主要来源,而DMS的光氧化和微生物氧化可能是夏季表层海水中DMSOd的重要来源途径.沉积物间隙水中DMSPd浓度高于底层海水,表明沉积物释放也是底层DMSPd的一个来源.此外,夏季长江口及邻近海域DMS的海-气通量介于0.29～34.63μmol·m~(-2)·d~(-1)之间,平均值为(8.37±11.79)μmol·m~(-2)·d~(-1).     

冬季中国东海海水中挥发性卤代烃的分布特征和海-气通量

挥发性卤代烃是大气中重要的痕量温室气体,对全球变暖和大气化学具有重要作用.运用吹扫-捕集气相色谱法于2009年12月23日～2010年1月5日对中国东海表层海水和PN断面不同深度海水中4种挥发性卤代烃(VHCs)进行了测定,并对其来源进行了分析.结果表明,表层海水中CHCl3、C2HCl3、C2Cl4和CHBr3浓度平均值及范围分别为23.04 pmol·L-1(6.04～107.81 pmol·L-1)、18.18 pmol·L-1(10.67～32.35 pmol·L-1)、3.72 pmol·L-1(0.39～9.77 pmol·L-1)和24.33 pmol·L-1(13.44～33.01 pmol·L-1).4种VHCs浓度水平分布总体呈现近岸高、外海低的趋势;PN断面4种VHCs的浓度最大值出现在上混合层(50 m以浅).4种VHCs浓度的分布总体上受到长江冲淡水和黑潮水及生物活动的共同影响.相关性分析结果表明,C2HCl3与C2Cl4浓度呈现显著正相关,推测二者存在相似的来源;CHBr3浓度与叶绿素a浓度呈现一定的正相关性,推测CHBr3分布受到浮游植物生物量的影响.海-气通量估算表明,冬季调查海域是大气中CHCl3、C2HCl3和CHBr3的源.     

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.     

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.     

外源含硫化合物对土壤挥发性有机硫化合物交换通量的影响

通过静态箱采样和Entech7100预浓缩仪-GC-MS分析了半胱氨酸、硫化钠和硫酸钠对土壤吸收或释放羰基硫（COS）、二甲基硫醚（DMS）、二硫化碳（CS2）和二甲二硫醚（DMDS）等4种挥发性有机硫化合物（VOSCs）的影响.结果表明,添加半胱氨酸后,土壤由COS和CS2汇转变为源,DMS和DMDS通量显著增加,且...     

冬季黄东海一氧化碳的分布和海-气通量研究

为探究海洋中一氧化碳(CO)的排放对全球碳循环的意义,于2019年冬季采用顶空法对黄海和东海CO的分布和海-气通量进行了研究.结果表明,调查海域大气中CO的体积分数为239×10-9～941×10-9,平均值为(588±155)×10-9.大气中CO体积分数最高值出现在北黄海近岸站位,最低值出现在东海南部,整体呈现黄海...     

青岛环境大气和海洋表层水中挥发性硫化物的测定

建立了采用预浓缩和GC FPD测定环境大气和海洋表层水中挥发性硫化物(COS、DMS和CS2)的方法.该方法对气态COS、DMS和CS2的回收率分别为(95±4)%,(86±3)%和(91±6)%(n=5),精密度分别为4 75%,8 26%和7 55%(n=5).对水体中COS、DMS和CS2的回收率分别为(86±8)%,(80±6)%和(97±12)%(n=5),精密度分别为8 17%,5 59%和11 70%.COS、DMS和CS2检出限分别为33pg,387pg和22pg.采用该方法测定了青岛近岸海域大气和表层海水中COS、DMS和CS2的浓度.结果表明,COS是近岸海域大气中主要挥发性硫化物,DMS是表层海水中最主要的挥发性硫化物.3种挥发性硫化物的浓度有明显的季节差异,夏季浓度远高于冬季浓度.     

春季东、黄海溶解甲烷的分布和海气交换通量

于2011年3月17日～4月6日对东、黄海海域进行了大面调查,采集了45个站位不同深度的海水样品,对溶解甲烷(CH4)浓度进行了测定,并估算了其海-气交换通量.结果表明,东、黄海表层海水中溶解甲烷的浓度变化范围是2.39～29.67nmol.L-1,底层海水中甲烷浓度范围是2.63～30.63 nmol.L-1,底层浓度略高于表层,表明底层水体或沉积物中存在甲烷的源.春季东、黄海海域表、底层溶解甲烷的分布特征基本一致,即从近岸向远海逐渐降低,主要受长江冲淡水输入和黑潮水入侵的影响.春季东、黄海海域表层海水中CH4饱和度为93%～1 038%.利用Liss and Merlivat公式(LM86)、Wanninkhof公式(W92)和现场测定的风速估算出春季东、黄海海域CH4的海-气交换通量分别为(2.85±5.11)μmol.(m2.d)-1和(5.18±9.99)μmol.(m2.d)-1,根据本研究结果和文献数据初步估算出东海和黄海年释放甲烷量分别为7.05×10-2～12.0×10-2Tg.a-1和1.17×10-2～2.20×10-2Tg.a-1.春季东、黄海海域表层海水中CH4均呈过饱和状态,是大气中CH4的净源.     

夏季东海和南黄海一氧化碳的浓度分布、海-气通量和微生物消耗研究

于2013年7月对东海和南黄海海水中CO的浓度分布、时空变化、海-气通量和表层海水中CO微生物消耗进行了研究.夏季东海和南黄海大气中CO的体积分数范围为68×10-9~448×10-9,平均值为117×10-9(SD=68×10-9,n=36),呈现出近岸高、远海低的特点.夏季东海和南黄海表层海水中CO的浓度范围为0.23~7.10 nmol·L-1,平均值为2.49 nmol·L-1(SD=2.11,n=36),CO的浓度受太阳辐射影响明显;不同站位CO浓度的垂直分布特征基本相同,CO浓度最大值一般出现在表层,随深度增加CO浓度迅速减小.夏季东海和南黄海海水中CO浓度具有明显的周日变化,最大值是最小值的6~40倍.各层最大值基本出现在中午,最小值基本上出现在凌晨前后.CO明显的周日变化特征进一步证明海水中CO主要由光化学产生.调查期间东海和南黄海表层海水中CO相比大气处于过饱和状态,过饱和系数变化范围为1.99~99.18,平均值为29.36(SD=24.42,n=29),表明调查海域是大气中CO的源.调查期间CO的海-气通量变化范围为0.37~44.84μmol·(m2·d)-1,平均值为12.73μmol·(m2·d)-1(SD=11.40,n=29).调查海域CO的微生物消耗培养实验中,CO的浓度随时间增长呈指数降低,消耗过程符合一级反应的特点,微生物消耗速率常数KCO范围为0.12~1.45 h-1,平均值为0.47 h-1(SD=0.55,n=5),微生物消耗速率与盐度之间有一定的相关性.     

东海近岸沉积物中酸可挥发性硫化物的分布研究

研究了东海近岸沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)的水平分布和垂直分布.由于该区域水深较浅、水的垂直交换带来的氧的补充,表层沉积物中AVS的含量较低,大部分站位低于检出限.而对于AVS的垂直分布,其含量范围为0～5.82 μmol/g.不同站位检出AVS的深度不同,这主要是由有机质含量和沉积物的孔隙度控制的,高有机质含量和低孔隙度将有利于AVS的生成.从可检测到AVS的层次以深,AVS含量基本随深度增加,呈现出较稳定的沉积状态.通过与不同沉积环境的AVS的测定结果进行比较发现,不同沉积环境下AVS的含量存在一定差异,研究区域AVS的含量与珠江口附近沉积物相近.