收藏本站
《中国科学院烟台海岸带研究所》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

渤海水体中溶解态黑碳的时空分布与来源通量

黄国培  
【摘要】:溶解态黑碳广泛存在于各类天然水体中,是溶解有机碳的重要成分。它的分子结构中含有浓缩稠环芳香核,芳香核的外周带有亲水性官能团,H/C和O/C的比值明显不同于溶解有机碳中常见的生物源成分和腐殖质类物质,具有富碳贫氢的特征。浓缩稠环结构是有机质经受高温(通常情况下为燃烧)后产生的特征性结构,其产物即通常所称的“黑碳”。黑碳是疏水性富碳颗粒物。溶解有机碳中含有黑碳标志性结构的一类物质被称为“溶解态黑碳”。研究已证实溶解态黑碳的前身是黑碳。因此,溶解态黑碳指一类含有亲水性官能团可溶于水且来源于高温(燃烧)过程的浓缩稠环有机化合物。溶解态黑碳涉及到黑碳和碳循环、污染物的迁移和生物可利用性、水生生态系统的初级生产力以及水体水质等诸多气候、环境和生态问题,成为当前的研究热点。溶解态黑碳是黑碳的降解中间产物,水体是黑碳两个主要储库——陆地土壤和海洋沉积物的联接体,因此水体是黑碳的重要中间储库。我国华北地区是黑碳排放的高强度区,而渤海是华北地区各类染污物(包括黑碳)的重要汇集地。为了调查渤海地区河流-海洋系统水体中溶解态黑碳的浓度时空分布、源-汇过程及控制因素,2010年到2014年,分季节分层位采集渤海和黄海水样1155个,同时分季节采集环渤海45条主要河流水样119个,在建立和优化溶解态黑碳分析方法——苯多羧酸分子标记物法的基础上分析水样中溶解态黑碳的浓度,并同时分析溶解有机碳、颗粒态黑碳、颗粒有机碳和悬浮颗粒物的浓度。结合温盐数据、流场、河流水文、降雨等信息,讨论了渤海地区河流-海洋系统中溶解态黑碳的迁移过程,估算了河流溶解态黑碳的入海通量和渤海水体中溶解态黑碳的储量。环渤海入海河流水体中溶解态黑碳的浓度范围为79.5-1328.0μg L-1,平均值为341.6±209.3μg L-1,中值为303.3μg L-1(n=115),居于全世界河流溶解态黑碳的浓度范围内。渤海水体中溶解态黑碳的浓度范围为36.5-208.3μg L-1,平均值为85.5±27.1μg L-1,中值为82.9μg L-1(n=846),高于黄海水体中溶解态黑碳的浓度,与美国海岸带水体中溶解态黑碳的浓度相当,显著高于开放大洋水体中溶解态黑碳的浓度。河流和海洋水体中溶解态黑碳的浓度均具有显著的时空三维变化特征,呈现河流-近岸-近海-远海明显递减的趋势。河流水体溶解态黑碳的浓度具有显著的流域空间差异,表现为渤海湾和莱州湾入海河流溶解态黑碳的浓度明显高于辽东湾和北黄海北岸入海河流溶解态黑碳的浓度,其平均值分别为488.0±219.1、385.7±192.1、218.3±87.0和124.7±25.5μg L-1。与之相对应,渤海湾和莱州湾水体中溶解态黑碳的浓度也高于辽东湾水体中溶解态黑碳的浓度,其平均值分别为105.1±24.7、117.6±33.2、和90.9±14.3μg L-1。渤海海湾水体中溶解态黑碳的浓度高于渤海中部和黄海水体中溶解态黑碳的浓度,它们的平均值分别为75.1±19.5和56.4±14.3μg L-1。在垂直空间上,由于渤海水深较浅,水体上下容易混合,从而使渤海水体中溶解态黑碳的浓度在垂向上变化很小。在时间变化角度上,环渤海河流水体中溶解态黑碳的浓度表现为平水期最高、丰水期次之、枯水期最低;由于受到河流入海通量的年际变化影响,2013年夏-秋季渤海湾和莱州湾水体中溶解态黑碳的浓度(平均值分别为136.2±34.3和131.2±30.7μg L-1)高于2014年夏-秋季渤海湾和莱州湾水体中溶解态黑碳的浓度(平均值分别为107.4±28.0和95.5±12.1μg L-1);由于在冬季强劲的偏北季风影响下,渤海沿岸流显著增强,进而使渤海海湾与渤海中部的水交换速率明显加大,从而呈现出渤海中部水体中溶解态黑碳的浓度在冬季明显高于其他三个季节,2010-2011年冬、春、夏和秋季4个航次的平均浓度分别为87.0±22.1、73.9±17.3、73.7±19.2和79.8±21.9μg L-1。2014年环渤海河流溶解态黑碳的入海量为7.43±1.51 Gg,其中黄河的贡献率达到25.9%。环渤海河流以约占全世界河流0.84‰的入海水量输送了约占全世界河流携带至海洋的溶解态黑碳通量的0.28‰。渤海水体中溶解态黑碳的储量为113.81 Gg。
【学位授予单位】:中国科学院烟台海岸带研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P734.2;X145

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Huiping Huang;Emma Sawade;David Cook;Christopher W.K.Chow;Mary Drikas;Bo Jin;;High-performance size exclusion chromatography with a multi-wavelength absorbance detector study on dissolved organic matter characterisation along a water distribution system[J];Journal of Environmental Sciences;2016年06期
2 王玉梅;丁俊新;张军;;渤海生态环境及其影响因素的演变特征分析[J];鲁东大学学报(自然科学版);2016年01期
3 吴萍;王丽琳;龚茂珣;梅杰;刘静;;苏北浅滩“怪潮”灾害监测预警综合服务关键技术研究[J];海洋预报;2015年06期
4 胡彬;陈瑞;徐建勋;杨国胜;徐殿斗;陈春英;赵宇亮;;雾霾超细颗粒物的健康效应[J];科学通报;2015年30期
5 张婷婷;姚鹏;王金鹏;潘慧慧;高立蒙;赵彬;李栋;;调水调沙对黄河下游颗粒有机碳输运的影响[J];环境科学;2015年08期
6 刘敬伟;程岩;李富祥;张春鹏;刘月;张亮;郑存德;;人类活动对鸭绿江下游水沙变化的影响[J];辽东学院学报(自然科学版);2015年01期
7 陈涛;杨悦;;渤海环境变迁及其治理——兼论渤海开发与海洋生态文明建设[J];中国海洋大学学报(社会科学版);2014年06期
8 黄亮;张国森;;长江徐六泾黑碳的季节变化及环境意义[J];长江流域资源与环境;2014年09期
9 邢建伟;线薇微;绳秀珍;;2012年长江口水域溶解有机碳分布特征及其与环境因子的关系[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2014年08期
10 方引;陈颖军;林田;潘晓辉;田崇国;唐建辉;李军;张干;;莱州湾海岸带表层沉积物的黑碳及其与POPs的相关性研究[J];地球化学;2014年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 崔正国;环渤海13城市主要化学污染物排海总量控制方案研究[D];中国海洋大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 王骏博;溶解有机碳同位素测定方法研究及其在九龙江的应用[D];国家海洋局第三海洋研究所;2015年
2 方中华;曹妃甸甸头深槽灾害地质因素研究及稳定性分析[D];中国海洋大学;2014年
3 于帅;黄河调水调沙影响下河口入海泥沙扩散及地貌效应[D];中国海洋大学;2014年
4 赵军杰;基于吸收和荧光性质对中国黄渤海海域有色溶解有机物(CDOM)的分布特征研究[D];中国海洋大学;2013年
5 刘相兵;渤海环境污染及其治理研究[D];烟台大学;2013年
6 仝重臣;饮用水氯消毒副产物三卤甲烷生成影响因素研究[D];天津城市建设学院;2012年
7 季敏;现代海底典型热液活动区环境特征分析[D];中国海洋大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 付文艺;;大伙房水库入库径流平稳时间序列预报模型[J];辽东学院学报(自然科学版);2016年02期
2 吴慧秀;;无排污资料感潮河段纳污能力一维模型推导研究——以鸭绿江河口为例[J];辽东学院学报(自然科学版);2016年02期
3 张春鹏;王亚丰;佟玉凯;郑存德;;丹东城市空间重构及其驱动力[J];辽东学院学报(自然科学版);2015年04期
4 付文艺;;自然条件与击实条件下渠系水利用系数对比分析——以石佛寺灌区为例[J];辽东学院学报(自然科学版);2015年04期
5 叶琳琳;吴晓东;刘波;闫德智;张玫琪;周阳;;巢湖溶解性有机物时空分布规律及其影响因素[J];环境科学;2015年09期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄国培;渤海水体中溶解态黑碳的时空分布与来源通量[D];中国科学院烟台海岸带研究所;2016年
2 方引;渤黄海黑碳的区域地球化学行为[D];中国科学院烟台海岸带研究所;2016年
3 苏莹;山东省入海污染物分配容量计算[D];中国海洋大学;2014年
4 孔祥鹏;辽东湾顶自净能力季节变化与排污调控策略[D];大连海事大学;2014年
5 康敏捷;环渤海氮污染的陆海统筹管理分区研究[D];大连海事大学;2013年
6 钱国栋;青岛市陆源污染物排放总量控制网络化综合管理平台总体框架设计研究[D];中国海洋大学;2012年
7 王晓燕;基于污染物总量控制的青岛市结构减排研究[D];中国海洋大学;2012年
8 邹涛;夏季胶州湾入海污染物总量控制研究[D];中国海洋大学;2012年
9 霍素霞;渤海沉积物重金属分布特征及生态风险研究[D];中国海洋大学;2011年
10 范良千;流域非点源贡献率核定及总量负荷分配研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵祖龙;应用CDOM荧光特性反演其吸收光谱斜率S的方法研究[D];大连海洋大学;2015年
2 王雪纯;三维荧光光谱结合平行因子分析在大辽河溶解有机质研究中的应用[D];内蒙古大学;2015年
3 包吉明;金州湾表层沉积物污染物特征及生态风险分析[D];大连理工大学;2015年
4 张国朋;黄东海黄色物质时空分布特征[D];中国海洋大学;2015年
5 胡杭民;基于声学的海洋热液/冷泉探测技术研究[D];杭州电子科技大学;2015年
6 张海燕;台湾龟山岛和绿岛热液气体组分及元素扩散分布[D];浙江大学;2013年
7 王建佳;印度洋与东太平洋海隆深海热液区底栖动物初探[D];国家海洋局第三海洋研究所;2012年
8 景春雷;海底热液多金属硫化物成矿区域地质背景与控矿因素分析[D];国家海洋局第一海洋研究所;2012年
9 于小刚;大洋海底玄武岩及其热液成矿作用地球化学特征[D];中国海洋大学;2012年
10 纠海峰;水下机器人在湍流环境下对化学羽状物的追踪定位[D];哈尔滨工程大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢建伟;线薇微;绳秀珍;;2012年夏季长江口颗粒有机碳、氮分布特征及其来源[J];环境科学;2014年07期
2 李洁;张文强;金鑫;毕见霖;袁首;单保庆;;环渤海滨海湿地土壤磷形态特征研究[J];环境科学学报;2015年04期
3 于璐;吴晓青;周保华;翟珂;;环渤海地区工业废水石油类排放特征分析[J];环境科学与技术;2014年04期
4 宁有丰;王琦;曹苗苗;王修内;;黄河悬浮物及底泥的有机碳同位素研究[J];干旱区资源与环境;2014年03期
5 李久松;常晓峰;田丰林;纪鹏波;;海洋和大气数据多模式动态可视化系统的设计和实现[J];海洋科学;2014年01期
6 麻德明;石洪华;丰爱平;;基于流域单元的海湾农业非点源污染负荷估算——以莱州湾为例[J];生态学报;2014年01期
7 孙才志;李欣;;环渤海地区海洋资源、环境阻尼效应测度及空间差异[J];经济地理;2013年12期
8 袁捷;仵彦卿;覃荣高;;影响“怪潮”发生的海洋要素多变量自回归相关分析[J];海洋环境科学;2013年05期
9 楚纯洁;李亚丽;;近60年黄河干流水沙变化及其驱动因素[J];水土保持学报;2013年05期
10 张连凯;覃小群;杨慧;黄奇波;刘朋雨;;珠江流域河流碳输出通量及变化特征[J];环境科学;2013年08期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王亮;天津市重点水污染物容量总量控制研究[D];天津大学;2005年
2 刘哲;胶州湾水体交换与营养盐收支过程数值模型研究[D];中国海洋大学;2004年
3 赵亮;渤海浮游植物生态动力学模型研究[D];青岛海洋大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王象链;九龙江水污染整治政策分析[D];厦门大学;2014年
2 常国芳;九龙江河口区鱼类群落生态学研究[D];集美大学;2013年
3 刘晓东;河北曹妃甸海域地形地貌与灾害地质风险评价[D];国家海洋局第一海洋研究所;2012年
4 白大鹏;冀东南堡海区潮流动力地貌及灾害地质研究[D];中国海洋大学;2011年
5 潘大伟;曹妃甸浅海地区高分辨率地震地层学研究[D];中国海洋大学;2011年
6 张伟伟;氯及氯胺消毒中三卤甲烷生成特性及检测方法的研究[D];青岛理工大学;2010年
7 周艳;渤海环境治理的政策建构[D];中国海洋大学;2010年
8 潘书策;渤海污染的预测及防治[D];大连海事大学;2010年
9 朱琳;浅剖资料高精度处理与解释方法研究[D];中国海洋大学;2010年
10 李月;海水中溶解有机碳的测定方法研究[D];中国海洋大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026