海洋微表层化学研究进展

海洋微表层是具有独特物理、化学、生物性质的薄层 ,海 -气间物质和能量交换的界面 ,许多物质如营养盐、有机物、痕量金属、微生物在海洋微表层中都有不同程度的富集作用。本文概述了国内外有关海洋微表层研究的主要成果 ,并对进一步的研究领域提出了看法。

浮游生物对某些化学物质在海洋微表层中富集所起的作用

本文综合分析了浮游生物对有机物、痕量金属、氮磷营养盐在海洋微表层中富集所起的作用。浮游植物和部分浮游细菌释放的溶解有机物大部分具有表面活性且能与痕量金属络合,它们能靠Gibbs吸附富集于微表层,并促成与络合的痕量金属的富集。浮游细菌对微表层中富集的含氮和含磷有机物的分解可能是促成氮磷营养盐在微表层中富集的重要原因。

海洋微表层取样方法研究

对海洋微表层取样方法进行了对比总结。

为什么要研究海洋微表层

当你吃苹果的时候,不知你是否注意到了这样一个现象:苹果主要是由三部分所组成,即果核、果肉和果皮,而果皮的最外层有着一层薄如蝉翼般的透明“膜”。别小看了这“层”薄薄的膜,它对于苹果的形成、生长和果实的运输、贮存方面所起的作用来说,学问大着哩!我们无意去研究苹果表皮中“膜”的存在和用途意义,而是借此来说明,我们人类居住地球上的海洋表面也有一层膜。

全氟羧酸盐海洋微表层富集与影响因素分析

通过环境调查和表面张力测定实验,观察了全氟辛酸盐(PFOA)和全氟寅酸盐(PFNA)在海洋微表层中的富集现象,探讨了污染物浓度、温度、盐度等热力学因素对PFOA海水表面富集的影响趋势.利用钢丝网法采集的黄海北部开阔海域微表层中(厚约200μm),PFOA和PFNA的浓度分别为1.92～17.66ng/L和0.40～9.30ng/L,几何均值为4.27和1.38ng/L;微表层富集系数的几何均值为2.5(1.0～17)和8.2(2.1～42).微表层中PFNA与PFOA浓度比值几何均值为0.33,显著不同于次表层海水中的组成比例(0.10).海洋表层水温度和盐度是影响全氟表面活性剂微表层富集状态的主要热力学因素.温度增高时,微表层富集系数随之降低;盐度增加时,富集系数随之增加.

海洋微表层对海气CO_2通量影响的研究进展

CO2的海气通量对于研究全球气候变化具有重要的意义。海洋微表层作为CO2在海洋和大气之间传输的重要通道,对于准确估算全球海气CO2通量的大小非常重要。本文主要从微表层中表面活性物质的富集,温度的偏低和与CO2的化学反应3个方面,综述了近年来与微表层相关的CO2通量研究进展,并对未来的相关研究进行了展望。

夏季东海微表层与下层海水营养盐的分布特征研究

于2014年5月15日—6月13日对东海海水营养盐(DIN(溶解无机氮)、SiO_3^(2-)-Si、PO_4^(3-)-P)的水平和垂直分布进行了调查分析,并讨论了其影响因素。结果表明,在研究区域,无论是微表层还是表层,海水营养盐受陆地径流的影响近岸浓度较高。受黑潮次表层水涌升的影响,远海部分站位营养盐出现高值;受陆地径流的影响,长江口断面表层营养盐浓度自西向东递减,底层可能受有机质分解及富含营养盐沉积岩的溶解影响导致营养盐浓度较高。不同营养盐在微表层的富集因子计算结果表明,除PO_4^(3-)-P外,微表层对SiO_3^(2-)-Si、NO_2^--N、NO_3^--N、NH_4^+-N和DIN都产生明显的富集作用,富集因子中位数介于1.05~1.19之间。DH2-1站位的营养盐周日变化结果表明,藻类通过光合作用使得NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P、SiO_3^(2-)-Si浓度降低,NH_4^+-N的光化学氧化和硝化作用使NO_2^--N与NO_3^--N浓度变高;DIN中NH_4^+-N对控制藻类细胞丰度起着重要作用。

胶州湾微表层和次表层海水中营养盐的分布特征及富营养化研究

根据2010年夏季(6、7、8月)和秋季(9、10、11月)6个航次对胶州湾微表层和次表层海水中营养盐的调查结果,研究了微表层和次表层中营养盐的分布特征和时空变化,以及微表层对氮、磷、硅营养盐的富集情况,并利用潜在富营养化评价模式评价了水质的营养状况.结果表明,不论是微表层还是次表层,营养盐的分布都是从湾内向湾口递减.胶州湾夏季微表层溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(PO34--P)和硅酸盐(SiO23--Si)的平均浓度分别为0.296、0.026和0.618mg.L-1;秋季平均浓度分别为0.369、0.028和0.592mg.L-1.夏季次表层DIN、PO43--P和SiO23--Si的平均浓度分别为0.240、0.025和0.506mg.L-1;秋季平均浓度分别为0.292、0.028和0.580mg.L-1.胶州湾微表层海水对营养盐N、Si均有不同程度的富集作用,平均富集因子为1.48～1.96;对P无富集现象,富集因子的不同可能与海况和站位的不同有关.在所有调查航次中,7月份胶州湾海水中的营养盐含量最低,与叶绿素a(Chl-a)处于高峰期有关.胶州湾东北部处于富营养和磷中等限制潜在性富营养化状态,其它区域营养级为中度营养和贫营养,微表层潜在性富营养化程度大于次表层.

透明胞外聚合颗粒物碳输运新途径

目前大家普遍认为,透明胞外聚合颗粒物(Transparent Exopolymer Particles,TEP)因其独特的凝聚效应导致碳通量向海底输出。但是,近几年的研究表明TEP不仅影响了碳沉降途径,其本身能够悬浮甚至向海水表层迁移,导致其在海洋微表层(SurfaceMicro-layer,SML)积累,最终显著影响海洋表层碳通量。TEP和其他颗粒物聚集形成凝聚物后,其运动趋势则由凝聚物中TEP的含量占比,即最终颗粒物密度所决定。一个新的值得注意的现象是,密度低的TEP通过与其他微粒聚合形成表面活性物质(Surface-active Substances,SAS),会在海洋–大气界面形成薄膜,显著影响海–气CO2交换通量,甚至对全球气候变化造成影响。

夏季黄海和渤海微表层和次表层海水中营养盐的分布特征

基于2011年6月黄海和渤海微表层和次表层中营养盐(DIN、PO34--P、SiO23--Si)的调查数据,分析讨论了营养盐的平面分布特征,并选取黄海冷水团断面和长江口断面对营养盐的垂直分布特征进行了分析.结果表明,不论是微表层还是次表层,营养盐的分布都是从近岸向远海递减,在河口地区有明显的高浓度分布;由于夏季长江冲淡水左转北上,营养盐在黄海南部长江口区呈现出水舌状分布特征;受黄海冷水团的影响,北黄海冷水团断面的垂直分布出现表层层化和底层垂直混合均匀的现象;受长江径流输入的影响,长江口断面DIN和SiO23--Si的垂直分布呈现表层浓度大于底层浓度的特征.另外,研究了微表层对NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO34--P、SiO23--Si和DIN的富集情况,结果表明除NO3--N外,微表层对次表层中的其它营养盐都产生了明显的富集作用,平均富集因子介于1.37～2.21之间.