北黄海夏季pCO_2分布及海-气CO_2通量

基于在2006年夏季北黄海收集的的高分辨率的表层CO2分压(pCO2)数据,结合水文和生物地球化学同步观测参数,探讨了夏季北黄海pCO2空间分布的控制因素。结果表明,夏季北黄海与大多数中低纬度陆架海类似,由于水温较高,表层pCO2较高(平均值为(463±41)μatm),整个海域相对大气CO2过饱和。表层pCO2分布具有明显的区域差异,辽南和鲁北近岸海域pCO2明显高于中部区域,辽南近岸的高pCO2主要与河流输入和水产养殖引起的生物好氧呼吸有关,而鲁北沿岸的高pCO2主要与烟台近岸的底层冷水涌升及由混合引起的高碳酸盐含量的黄河泥沙的再悬浮有关;在海区中部大部分水域,pCO2与温度之间有较好的相关性,说明温度是这一区域pCO2分布较为重要的控制因子。另外,采用Wannikhof的海-气气体交换系数估计了北黄海夏季海-气CO2通量,结果表明整个北黄海是大气CO2的源,平均释放速率为(4.00±0.57)mmol.m-2.d-1,高于南黄海夏季海-气CO2通量。

春季北黄海表层海水CO_2分压分布及其影响因素探讨

依据2007年4~5月在北黄海走航连续观测所得pCO2数据,结合水文、化学、生物等要素的同步观测资料,对该海域pCO2的分布特征及其影响因素进行了探讨。调查结果表明:春季北黄海表层海水pCO2测得值在335~495μatm之间,统计平均值为393μatm,其中黄海混合水海域由于受生物活动、碳酸盐体系和温跃层等因素共同作用为大气CO2的汇区;辽南沿岸大部分海域由于受生物活动影响为汇区;而山东半岛北岸受渤海沿岸水输入影响的泥沙沉积区、成山角冷水涌升区及西朝鲜冷水海域为大气CO2的源区。

大规模哺乳动物细胞培养中pCO2的控制策略

细胞培养工艺放大是生物抗体药物从实验室工艺走向临床和商业生产的必经之路,基于生物反应器的大规模细胞培养技术是制药企业的核心竞争力。哺乳动物细胞对环境变化高度敏感,大小规模反应器中工艺表现不一致成为放大的主要挑战,其中高二氧化碳分压(pCO2)问题给大规模反应器中细胞生长、代谢和蛋白产量与质量带来严重影响。二氧化碳(CO2)积累主要来自于细胞代谢产生CO2与反应器传质水平的失衡。通过分析CO2积累的原因,从培养工艺的优化和放大参数的合理设计两方面总结了降低大规模CO2积累的方法,最后结合新型大规模反应器pCO2预测模型,为工艺放大过程中pCO2的有效控制提供参考。

小浪底水库影响下的黄河花园口站和小浪底站pCO_2特征及扩散通量

于2011年11月至2012年10月在黄河小浪底站和花园口站进行连续采样分析,根据亨利定律计算出表层水体二氧化碳分压(p CO2),研究了在小浪底水库'水沙调控'的影响下黄河花园口站和小浪底站表层水体p CO2特征及水-气CO2通量.结果表明,在小浪底水库正常调度期间,小浪底站表层水体p CO2在82~195 Pa之间,花园口站表层水体p CO2在99~228 Pa之间,且花园口站表层水体p CO2均高于同期的小浪底站;在小浪底水库调水调沙期间,两个水文站均表现为水库泄水期间的表层水体p CO2明显低于水库排沙期间的表层水体p CO2.无论是在小浪底水库正常调度期间还是在调水调沙期间,两个水文站表层水体p CO2均与DIC含量呈现显著的正相关关系.8、9月Ep CO2/AOU的比值高于生物好氧呼吸作用控制水体p CO2的理论下限0.62,因此8、9月生物好氧呼吸作用对水体p CO2的贡献比较明显.从全年来看小浪底站和花园口站平均水-气CO2扩散通量分别为0.486μmol·(m2·s)-1和0.588μmol·(m2·s)-1;在水库正常调度期间花园口站水-气CO2扩散通量明显高于同期的小浪底站;在小浪底水库调水调沙期间两个水文站均表现为水库泄水期间的水-气CO2扩散通量明显低于水库排沙期间的水-气CO2扩散通量.

岩溶深水水库干流及支流夏季二氧化碳分压及扩散通量

以云贵高原岩溶深水水库——万峰湖为例,于2016年9月对该水库水体进行连续走航观测及分层采样,测定水体温度(T)、酸碱度(pH)、电导率(Cond)、总溶解固体物(TDS)、氧化还原电位(ORP)及碱度(ALK),通过水化学平衡原理及亨利定律计算水体二氧化碳分压(pCO_2).结果表明:干流表层pCO_2为128.84~222.51 Pa,均值为184.03 Pa;支流表层pCO_2为140.32~285.00 Pa,均值为216.78 Pa.剖面上,干流pCO_2为128.84~1076.81 Pa;支流pCO_2为140.32~657.23 Pa,干、支流剖面pCO_2随水深度增加而升高.TDS浓度为203.0~286.7 mg·L-1,溶解无机碳(DIC)浓度为2.56~3.37 mmol·L-1.相关分析表明:水体pCO_2与ORP呈显著正相关,分析认为受水生生物作用影响,水生生物消耗表层溶解CO2使表层水体pCO_2较低.同时,pCO_2与TDS、DIC呈正相关,说明万峰湖流域内溶蚀作用控制的河流碳酸盐体系是影响水体pCO_2的主要原因.干、支流水体pCO_2处于过饱和状态,成为大气CO2的源.根据Wanninkhof提出的淡水水-气界面交换系数的通量模式,估算干、支流水-气界面CO2交换速率分别为0.16、0.19μmol·m-2·s-1,其扩散通量干流为9.77~20.84 mmol·m-2·d-1,均通量为15.30 mmol·m-2·d-1;支流为11.55~27.88 mmol·m-2·d-1,均通量为19.72 mmol·m-2·d-1.与世界其它河流、水库相比较,水库干、支流二氧化碳扩散通量比热带地区河流Amazon、Curua-Una、Tucurui小;与温带地区黄河相比,扩散通量要大;与亚热带岩溶区水库相比差异不明显.

南海碳源汇的区域与季节变化特征及控制因素研究进展

南海碳循环是全球碳循环的重要组成部分。厘清南海CO2通量问题,对阐明全球碳循环过程,完善全球碳循环数据库具有重要意义。对南海4个典型特征区域(北部陆架、北部陆坡及海盆、吕宋海峡西侧海域和中南部海盆)的海表CO2分压、CO2通量和控制因素的研究进展进行了归纳总结。结果显示,南海北部陆架海表CO2分压区域差异显著,珠江冲淡水上游低盐区为强碳源,海表CO2分压常年处于超饱和状态,最高值达405.3~810.6 Pa,下游离岸开阔海域(盐度大于33.7)冬季海表CO2分压低至35.2~37.0 Pa,为弱的碳汇。南海北部陆坡、海盆受温度调控,暖季是碳源,冷季是碳汇,夏季海表CO2分压最高达45.0 Pa,冬季海表CO2分压最低为34.7 Pa。吕宋海峡西侧海域碳源/汇受温度、季风和水团等因素影响较大,春季海表CO2分压与大气CO2分压接近于平衡状态,冬季升高至38.4~47.5 Pa,高于大气CO2分压。中南部海盆表现为大气CO2弱或中等强度的源,海表CO2分压年均值为41.0 Pa。总体上,南海大部分海域在全年尺度上表现为弱的碳源,每年向大气释放(18±10)Tg C的CO2。虽然南海碳循环研究已取得了一定进展,但仍缺少长期的现场观测与数据积累。今后应进一步加强海—气CO2分压时间序列研究和海—气CO2交换通量的遥感研究。