“海洋化学综合实验”课程建设与实践

为满足海洋学科发展和社会需求,开设了“海洋化学综合实验”课程,将海洋化学理论知识的综合认识、海洋环境要素的分析测定及实际应用相结合,设立了具有系统性、科研性及学科交叉性的实验内容,建立了以科研训练为目的的实验教学模式。该课程能提高海洋化学专业学生的综合科研素养,提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,是海洋化学专业已开设课程强有力的补充,对培养高素质的海洋化学人才具有重要作用。

中国海洋生物地球化学研究进展(1998-2002)

综述了 1998年以来中国海洋生物地球化学研究的主要进展。从河口和近岸海域生源要素、重金属、同位素、有机污染物、有机地球化学和温室气体等 6个方面对 4

高校化学实验室精细化管理探析

随着高校化学实验室的不断发展,实验室管理的重要性也体现得愈加明显。精细化管理是实验室管理的一种重要方式,它可以提高实验室的效率和安全性,保证实验室安全、高效地运转。结合化学实验教学的特点和我校教学实际,我们提出了强化实验教学的精细化与全过程管理的理念。本文将从实验室管理的现状、精细化管理的必要性、精细化管理的实施和精细化管理的效果等方面进行探讨。精细化管理重在解决怎样管、管什么和谁来管的问题,通过实施实验室精细化管理将有助于提升实验室管理的效益,进一步助推创新型人才的培养。

新工科背景下化工原理实验教学改革和实践

文章结合“新工科”建设背景,针对目前化工原理实验教学实践中存在的问题和不足,以专业培养目标为导向,通过融入课程思政,增强学生工程伦理和职业操守的责任感;重构课程教学目标,丰富实验教学内容;构建“课赛融合”模式,提升课程高阶性和学生实验动手能力;完善课程考核评价体系,建立过程性评价机制等措施,对化工原理实验教学和评价体系进行改革,旨在推动创新型、交叉复合型高素质人才培养体系的发展。

海洋镉生物地球化学循环研究进展

镉是一种重要的有毒重金属元素,对生态系统和人体健康造成严重威胁.目前已有学者对土壤、大气、植物等介质中镉的环境行为进行了综述,而对海洋镉循环的系统梳理较少.本文综述了海洋中镉的来源、浓度分布与影响因素、镉生物地球化学循环过程及镉同位素在海洋中的示踪应用,并对海洋镉循环未来研究方向进行了展望.在现有研究的基础上,未来应在镉全球海洋大尺度循环、迁移转化及微观动力学机制方面开展更深入研究.海洋镉及其同位素生物地球化学循环的研究可为深入理解镉的环境行为与风险和发展有效的镉污染风险防控技术提供科学依据和数据支撑.

中国近岸区域微塑料污染的研究进展

为全面评估我国近岸微塑料的污染现状,本文综述了我国近岸大气、陆地和海洋不同区域微塑料的采集分离、分析方法、污染分布特征及生态危害等的研究进展,并展望了我国近岸微塑料未来研究方向.研究表明,近岸大气、沉积物和海水均有微塑料的存在,相较于全球其他近岸海域,我国近岸微塑料丰度范围整体上处于中低水平.此外,微塑料及其复合污染物对我国近海生态造成一定危害.我国近岸微塑料在时空分布、源汇格局及生态风险机制方面尚不明确,建议未来在微塑料研究方法标准化的基础上,对微塑料污染进行大范围的长期监测,关注微塑料在大气-陆地-海洋之间的迁移输运,并对微塑料复合暴露的毒理机制及其对人类潜在健康风险等方面进行探索和研究,为我国海洋微塑料污染评估和治理提供参考.

海泥孔隙率对海底微生物燃料电池电化学性能影响及有机质扩散分析

海底沉积物微生物燃料电池(MSMFC)在长期运行过程中,海泥孔隙率影响阳极表面水平方向有机质扩散,进而影响阳极电化学性能和电池功率输出.通过人工调节孔隙率在实验室模拟并研究孔隙率对MSMFC的影响,建立孔隙率与MSMFC产电量和水平扩散系数之间定量关系式.结果表明:随着孔隙率升高,阳极动力学活性先降低后升高,最高动力学活性是最低动力学活性的3.85倍;电池最大输出功率密度在孔隙率为45.2%时,达到最大值206.8 mW/m^(2).随着孔隙率的增大,有机质水平扩散系数升高,并与MSMFC产电量存在线性关系.当孔隙率为45.2%时,扩散系数为0.48 m^(2)/s,MSMFC产电量达到804.04 J.该研究结果将为MSMFC在不同海域布放选址、阳极结构设计及电池长期产电运行提供技术支撑.

马来西亚东部典型泥炭地河流和河口溶解态锰的地球化学特征与影响因素

本文利用催化动力学分光光度法测定了2016年8月(旱季)马来西亚东部泥炭地河流拉让(Rajang)河及河口溶解态锰(DMn)的浓度和2017年3月(雨季)Rajang、马鲁丹(Maludam)、实文然(Simunjan)、实巫友(Sebuyau)、Samunsam和土马丹(Sematan)河及河口DMn的浓度。Rajang河流域旱、雨季DMn浓度分别为(300.3±305.3) nmol·L^(-1)、(424.3±290.3) nmol·L^(-1),无显著性差异(t-检验,P>0.05)。雨季Rajang河DMn浓度与Maludam、Simunjan、Sebuyau、Samunsam和Sematan河之间无显著性差异,说明马来西亚东部砂拉越(Sarawak)州泥炭地河流DMn空间差异不显著。河口DMn在旱、雨季表现出不同的混合行为,旱季Rajang河口DMn表现为非保守混合行为,在盐度0~20区间存在明显的外源输入,而雨季则表现为保守混合行为。Talang岛周围海域DMn浓度为(51.3±3.9) nmol·L^(-1),高于海南岛和越南东部邻近海域DMn浓度。水团的物理混合、悬浮颗粒物的吸附解吸是影响马来西亚Ssrawak州六条泥炭地河流及河口DMn的主要因素。由于马来西亚泥炭地有机物浓度较高,泥炭地河流中的DMn浓度高于其他气候带河流。Rajang河输送至南海的DMn通量为3.3×10^(6) kg·a^(-1),泥炭地河流对南海DMn浓度具有重要影响。

二氧化锰晶型对MSMFCs阴极电化学性能的影响

海水环境中较低的阴极催化活性严重限制海泥电池(MSMFCs)长期输出功率。碳毡阴极经二氧化锰(MnO_(2))改性可显著提高海泥电池阴极溶氧还原动力学和电化学性能,进而提升电池输出功率。利用水热法合成4种晶型(α、β、γ和δ)MnO_(2)用于海泥电池阴极改性,研究了4种晶型MnO_(2)对海泥电池阴极电化学性能的影响并进行了机理分析。结果表明,与空白对照组相比,4种晶型MnO_(2)均可显著提高阴极抗极化性能、电容性能、交换电流密度和最大输出功率;其中,β-MnO_(2)由于具有高浓度的Mn3+和氧空位,大幅提高了阴极氧还原活性和电化学性能,使比电容最高达846.08 F/m^(2),功率密度最高达700.2 mW/m^(2)。该结果有利于促进设计低溶氧海水条件下海泥电池阴极,进而开发高功率海底原位电源。

海洋沉积物中挥发性脂肪酸的测定方法优化及在胶州湾海域的应用

本文优化了一种简便且实用的方法测定沉积物孔隙水中的VFAs,使用2-硝基苯肼将水样中VFAs衍生化,并利用配备紫外检测器的液相色谱在400 nm处进行检测分析。对标准曲线的线性和乙酸盐的空白进行了合理优化,标准曲线线性相关系数均高于0.999,乙酸盐的检出限由5μmol/L降低至0.5μmol/L。乳酸盐、甲酸盐和丙酸盐的检出限分别为0.2、0.3和0.3μmol/L。该方法检出限较低,精密度较高,已成功应用于胶州湾的孔隙水样品测定。

典型海洋生态系统抗生素抗性基因研究进展

海洋生态系统中抗生素抗性基因(ARGs)污染具有隐蔽、难以治理的特征,会对生态和人类健康构成潜在风险.但目前研究多数是针对某一特定的海洋生态系统或海域,缺乏对中国海洋生态系统ARGs污染的整体概述和比较分析.本研究归纳了红树林、珊瑚礁、河口以及海湾生态系统中ARGs的赋存状况,分析了其主要的传播途径和影响因素,探讨了所造成的生态风险及评估方法.结果显示,ARGs在我国典型海洋生态系统中普遍存在且组成复杂,外源输入是其流行的主要驱动因素,环境变量的调节作用也不容忽视.ARGs对海洋生态系统具有潜在危害,现有的生态风险定量评估体系尚不完善,以期为进一步全面评估和有效控制中国典型海洋生态系统中ARGs污染提供参考.

漳江口溶解态稀土元素的地球化学特征及影响因素

河口区域稀土元素(Rare earth elements, REEs)的地球化学行为对理解海洋中REEs的循环具有重要意义。本文通过现场调查对2018年9月(暴雨时期)、2019年12月(旱季)及2020年8月(湿季)溶解态REEs在漳江口的分布特征、REEs的主要影响因素及人为稀土元素钆(Gd)污染进行研究。结果表明:漳江口溶解态REEs在不同时期的分布及分异存在显著差异,溶解态REEs含量暴雨时期>旱季>湿季。暴雨时期溶解态REEs主要呈现轻/中稀土相对富集及Ce正异常现象,而旱季及湿季溶解态REEs主要呈现重稀土相对富集及Ce负异常现象,颗粒物-水作用是不同时期溶解态REEs含量及分异存在差异的主要原因。Gd在不同时期均呈现正异常,暴雨时期、旱季及湿季人为Gd占比分别为18%~29%、26%~69%及22%~60%,推测Gd污染可能受河口上游医院核磁共振造影剂使用的影响。以上研究表明暴雨导致的颗粒物释放对河口溶解态REEs具有显著的贡献,今后研究需要重视特殊事件(如暴雨)对河口溶解态REEs来源和收支的影响。漳江口上游的人口密度相比全国其他地区较低但存在较为严重的人为Gd污染,说明我国其他河口人为稀土污染及来源也应引起广泛的重视。

“碳中和”目标下海洋黑碳的源汇过程及其意义

黑碳是由生物质和化石燃料不完全燃烧生成的碳质混合物。由于黑碳含碳量高,具有芳构化的分子结构,可在自然环境中长期存在,因此黑碳是全球碳循环的重要组分。虽然近年来有关黑碳的性质以及黑碳在地球各圈层中的循环通量及储量的研究取得了一定的进展,但仍需进一步厘清其源汇过程,探讨黑碳在全球碳循环中的作用。初步梳理了全球黑碳循环的路径、通量、时间尺度的相关数据,分析总结了海洋黑碳源汇过程中的迁移机制及相关制约因素。分析认为:海洋沉积物是黑碳的巨大储库,储量达569~1380 Pg,黑碳可在海洋沉积物中持续存在数千年,符合当前“碳中和”背景下“有效碳汇”长周转时间这一重要条件;同时,黑碳在环境中的周转循环时间一般长于生物质碳,对全球变暖具有负反馈效应。因此,黑碳入海沉积是一种有效的海洋碳增汇和碳封存手段,可能是实施碳的捕集、利用和封存(CCUS)战略的有效途径。通过总结与评估海洋沉积物中的黑碳在“碳中和”领域的战略价值和气候意义,认为在生态环境友好的前提下,应积极调控生物质燃烧成因的黑碳的生产源头,优化黑碳入海沉积路径和埋藏海域,充分发挥黑碳在海洋负排放中的积极作用,为我国海洋“碳中和”目标的实现提供基础理论支撑。

海洋浮游藻类的化学分类法

综述了以色素分析为基础的海洋浮游藻类化学分类法的发展过程,发现基础性数据缺乏和应用范围不够广阔是阻碍此项研究发展的主要问题。本文详细讨论了高效液相色谱(HPLC)藻类色素分析数据之数学解析技术的进展,对最近出现的分析软件(CHEMTAX)进行了重点介绍。最后,对海洋浮游藻化学分类法的发展趋势进行了分析预测。

以Al/Ti比值为地球化学示踪剂反演海洋古生产力的研究进展

地球化学家通常用A l对其它重金属进行归一化以校正沉积物来源、粒度、矿物组成等方面的影响,因此现代海洋沉积物样品中A l、Ti含量的结果主要用于定量描述陆源输送的贡献。近期研究结果发现,在受陆源物质输送影响较小,沉降颗粒主要以生源颗粒物为主的赤道大洋区,沉积物中出现明显的“过剩铝”信号,“过剩铝”约占沉积物中总铝含量的50%。因此,用沉积物中A l的含量来估算陆源碎屑的比例会导致过高的结果,建议用Ti、Sc作为参比元素校正陆源物质的影响。沉积物中的A l/Ti比值可用来示踪水体中颗粒物的沉降通量和初级生产的改变。综述了近期以A l/Ti比值这种新的地球化学示踪剂反演古生产力的最新研究进展,提出了在我国陆架边缘海开展此项工作可能存在的问题与挑战。

海洋药用生物系列HPLC化学指纹图谱研究 Ⅱ.三斑海马HPLC化学指纹图谱研究

采用高效液相色谱(HPLC)法建立三斑海马的参考指纹图谱。运用DAD-Agilent 1100高效液相色谱仪,色谱条件:Agilent Zorbax XDB C18色谱柱(4.6 mm×250 mm;5.0μm),乙腈-0.1%磷酸水流动相梯度洗脱,流速1.0 mL.min-1,检测波长200 nm,参比波长360 nm,柱温30℃。结果显示建立的指纹图谱包含11个共有峰,方法的精密度、重现性和稳定性试验RSD值均小于5.0%。研究表明所建立的三斑海马的参考指纹图谱可用于药材的真伪鉴别。

石墨电极电化学活化工艺与准电容特性

通过多种电化学测试技术评价了石墨电极在2.3 mol/L H2SO4溶液中的电化学活化工艺及其准电容性能。结果表明,活化工艺宜采用恒电流阶跃技术,最佳工艺参数为:阳极电流密度为200 m A·cm-2,阴极电流密度为-120 m A·cm-2,对应活化时间分别为300 s和100 s,循环6次。改性后的石墨电极表面形成了多孔、粗糙的三维活性层,单位面积上具有较高的电容量(2.08 F·cm-2)和良好的倍率特性,可作为一种优异的准电容器材料。

海洋中锰的生物地球化学循环研究

痕量元素在海洋生物地球化学循环中起的作用已受到越来越广泛的关注,近年来形成了新的国际科学计划———痕量元素及其同位素的海洋生物地球化学研究(GEOTRACES)。锰是GEOTRACES关键参数之一,国际GEOTRACES组织推荐各国组织的GEOTRACES航次对其在全球大洋中的分布进行重点研究。本研究就痕量元素锰的海洋生物地球化学研究进行了较为详细的综述,介绍了锰在海洋中的来源及输送通量、分布、水体中的赋存形式及其迁移转化、生态学功能以及主要的分析方法等。总结了在这一研究领域所取得的成果及存在的不足,并对今后的发展方向进行展望。

碘甲烷的海洋化学研究进展

评述了海洋环境中碘甲烷的来源、分布、迁移和转化等过程的研究进展,并探讨了该领域有待进一歩研究的问题。开展碘甲烷的海洋化学研究,有助于了解海洋中碘元素的生物地球化学循环及其对大气臭氧层的重要保护作用。

氯甲烷的海洋生物地球化学研究

对氯甲烷的海洋生物地球化学循环的研究进展进行述评。介绍了氯甲烷在海洋环境中的来源、分布、去除、海-气通量、大气氯甲烷的源、汇估算及海水中氯甲烷的分析方法等方面,并提出在国内海域进行氯甲烷研究的几点设想。