长江口及邻近东海营养盐的生物地球化学行为和溶解态有机磷测定方法的探索

发布时间：2017-12-17 23:19

  本文关键词：长江口及邻近东海营养盐的生物地球化学行为和溶解态有机磷测定方法的探索

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【摘要】：河口联系着陆地河流和开阔海洋,地貌环境和水文条件复杂多变,系统内物质能量活跃,对环境变化和人类活动的影响高度敏感。全球气候扰动、海平面升高、河口三角洲侵蚀加剧以及人类活动的强烈干扰,使得河口生态系统面临严峻的挑战。在强势物理海洋学过程的作用下,厘清长江口及邻近东海陆架海域营养盐等生源要素的生物地球化学过程(尤其是其中的不保守行为)一直是国际上相关领域的研究热点。本文以长江口及东海东北部海域为研究对象,分析总结了长江口海域营养盐的空间分布格局和季节变化规律,探讨了在长江径流量不同的条件下,东海东北部海域对长江冲淡水的响应,并对于区域内磷酸盐组成结构进行了研究分析,主要成果如下:(1)营养盐的空间分布格局和季节变化规律利用2014年2月和7月航次,系统采集了长江口及其邻近东海陆架海域的样品,测定了其中的营养盐(N03-、SiO32-、PO43-、NH4+、NO2-)浓度,发现长江口海域营养盐的时空分布具有明显的季节变化特征。在夏季,长江径流量加大,海水层化,含有高NO3-、SiO32-、PO43-浓度海水的扩散范围明显大于冬季;而在外海,夏季上述营养盐的表层浓度却低于冬季。由于在长江淡水端元NH4+和NO2-浓度的季节变化较大,这两种营养盐与盐度在长江口的相关关系呈现出"季节性反转",在夏季其浓度与盐度呈现出正相关关系,而冬季则相反,呈现出负相关关系。长江冲淡水是以"斑块化"的形式向外海传递的,通过在不同斑块中采集样品并比较其中营养盐的浓度,验证了夏季长江口海域对大部分营养盐是一个显著的"汇"。由于表层浮游植物的吸收和底层矿化作用的释放,剔除盐度的影响后,营养盐的表层浓度与中层和底层相比,在大部分情况下仍显示出移除或亏损状态。此外,营养盐的不保守行为既发生在盐淡水混合海域,也发生在长江口门以内的淡水端元海域。(2)东海东北部海域营养盐对长江冲淡水的响应为进一步探索长江冲淡水的扩展对东海海域营养盐分布的影响,本论文对课题组已有数据进行了更为深入的分析,选择2010年7月和2011年7月"长崎丸号"航次数据,以了解长江不同径流量条件下东海东北部海域对长江冲淡水的响应过程及其中营养盐的分布变化特点。结果显示:在长江径流量较大的2010年7月,长江冲淡水(盐度31)在研究区域表层自西向东的扩散范围明显大于径流量较小的2011年7月。而含有高浓度NO3-(15 μmol/L)海水扩散范围在两个航次的变化却相反。由于海水层化以及表层浮游植物的吸收,各站表层N03-、Si032、PO43-等浓度一般较低,次表层叶绿素最大值层以下其浓度快速升高并逐渐趋于稳定。2010年7月NH4+在研究区域各站贯穿整个深度的浓度明显大于2011年7月。沿着长江冲淡水从淡水端元到长江口再到东海东北部,水体表层Si032-/N03-和P043-/N03-等营养盐摩尔比值逐渐降低。黑潮次表层水和黑潮中层水等水团含有较高的营养盐浓度,与长江冲淡水相比,可能构成了东海东北部另一个重要的营养盐来源。(3)溶解态有机磷测定方法的探索溶解态有机磷的测定过程选用烘箱在95℃条件下对水样进行16 h的过硫酸盐氧化消解,显色时间统一为15 min,该测定方法对于P043-标准溶液的线性范围为0-400ppb,检出限为1.7 ppb,100 ppbPO43-标准溶液准确度为0.4,精密度在0.6%以内。对于淡水基质和低盐度海水基质样品有良好的测定结果,但该方法并不适用于测定海水样品,主要是因为高盐度样品的基质效应使得PO43-和显色剂发生显色反应的时间大大延长,PO43-浓度越高,延长效应越明显。对长江淡水端元(大通)、崇明岛南侧水域、长江口南港、北港断面的低盐度样品进行溶解态有机磷(DOP)的测定,发现三个区域磷酸盐的主要存在形式为P043,DOP所占百分比均未超过36.9%。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X14;P593

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本文编号：1301949