胶州湾海水中一氧化碳的分布与海-气通量研究.pdf

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1、第40卷第6期2010年6月中国海洋大学学报．PERIODICAL0FOCEANUNIVERSITYOFCHINA40(6)：121～126JuIL。2010胶州湾海水中一氧化碳的分布与海～气通量研究。王为磊1，陆小兰1，杨桂朋r，任春艳1’2，王晓蒙1(1．中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，山东青岛266100；2．青岛农业大学化学与药学院，山东青岛266109)摘要：CO是大气中的重要痕量气体，它对控制大气中羟基自由基的浓度、参与全球碳循环进而影响全球气候变化等方面起着重要作用。本研究分别于2007年6，

2、8和10月开展了3个航次的调查，对胶州湾海水中CA)的时空分布进行了研究。3个月中胶州湾表层海水中CO的浓度分别为(4．90±2．24)，(6．31士1．56)和(3．50士1．27)nmol／L，表现出明显的季节性变化，其中8月大于6月大于10月。水平分布上，6月和10月沿岸平均浓度高于同航次湾内和湾口的平均浓度；8月沿岸平均浓度小于本航次湾内和湾口平均浓度。分别将3个月中CA)的浓度按取样和测试时间以小时为单位分割求平均值，平均浓度和时间的分布关系总体符合周日变化的规律。但是胶州湾东部近岸站位的浓度出现周日变化的异常值，说

3、明人文活动对C0的分布也起重要作用。结合中国大气中CO的平均浓度(o．329×10-6v／v)可知胶州湾表层海水中CO处于绝对的过饱和状态，6，8和10月3个月过饱和系数分别为(18．2±8．3)，(20．6--+5．1)和(10．3-+5．28)。胶州湾C0的海一气通量6月大于10月，而小于8月。关键词：一氧化碳；胶州湾；通量；分布中图法分类号：P734．3文献标志码：A文章编号：1672—5174(2010)06—121-06一氧化碳(C0)是大气中重要的痕量气体，由于在全球变暖中发挥着重要作用，CO受到了越来越多的关注L

4、1’2]。CO在很大程度上决定着地球大气的氧化能力，由于它是控制平流层大气中羟基自由基(oH)浓度的主要因素，因此间接影响着大气中温室气体的存留时间[315]。通过对全球大部分海洋海水的调查发现，与海面上方的大气相比，海水中CO处于不同程度的过饱和状态睁10’21

5、，海洋是大气CO的净源。而表层海水中c0主要来源于有色有机物(CD()M)的非生物光降解[11-15]，近岸海水由于受到人类活动影响较大，一般污染比较严重，溶解有机物质含量高，因此，近岸海水C0含量要高于大洋水。目前，各国科学家已对全球许多海域中CO的来源、分布、海

6、气通量、生消机制等进行了广泛的研究。而我国对海洋中CO的研究才刚刚起步。本研究在2007年对胶州湾进行了3个航次的调查，分析和探讨了该海域表层海水中C0的浓度分布及其可能的影响因素，以期为胶州湾CO浓度的变化特征研究以及进一步开展中国海域CO的研究提供参考。1水样采集及分析方法1．1调查海域概况胶州湾位于山东半岛南部，是中国南黄海沿岸深入内陆的最大的半封闭水域。它被青岛环绕，其面积约为423km2t16-17]。胶州湾大部分水域非常浅，不足5In，最深处是接近湾口处的狭长海嘈(70m)，此处受潮水影响剧烈，水流甚急，流速可达1

7、50cm／s。胶州湾口非常狭窄，只有2．5km宽，连接着南黄海。湾内水体与开阔大洋水的交换速率很高，半交换期为5d，胶州湾是典型的半日潮型，最大潮差为2．71“lS-173。流入胶州湾的大小河流有十几条，流量最大的是大沽河，每年径流量约为6．61×108m3，其他河流大部分流经青岛市区，是工业和生活污水流入胶州湾的主要渠道[17-18]。随着青岛经济的飞速发展，工农业和生活污水的大量输入，使人类活动对胶州湾的影响日渐加剧。每年有大约23．0×107a叫的污水(40％为工业废水)排人胶州湾[t7,19]。水体污染的加重，水中溶解

8、有机物的增加，使得近岸海水呈现出与大洋水相异的特征，有望成为CO重要的来源。1．2分析方法2007年6月3日、8月5日和10月17日在胶州湾进行了3次现场调查，每次设置5个断面19个观测站位(见图1)。现场采用2L的Niskin采水器采集表层水样。然后通过壁厚0．25英寸的特氟龙管将水样吸入酸洗过的50mL注射器。样品采集后，用注射器定·基金项目：国家自然科学基金项目(4060023)；国家杰出青年科学基金(40505017)；山东省科技攻关项目(2006GG2205024)；山东省“泰山学者”建设工程专项经费资助收稿日期：2

9、009—03—13；修订日期：2009—06—03作者简介：王为磊(1982一)，男，博士生。E-mail：weileiwang@gmail．COITI··通讯作者：E-mail：gpyang@OUC．educIl中国海洋大学学报容器精确控制水样体积，随后注入精确体积的CO零