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袁华茂
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- 所属机构:中国科学院海洋研究所
- 所在地区:山东省 青岛市
- 研究方向:天文地球
- 发文基金:国家重点基础研究发展计划
相关作者
- 宋金明
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- 作为一种在大气中普遍存在的碳质气溶胶成分,黑碳因可对生态环境产生深远影响而备受关注。对海洋大气黑碳沉降的深入认识有助于进一步明确海洋碳循环过程。目前对中国近海和海岸带大气黑碳沉降的研究工作少且零散,相关研究数据不足以探求其规律。对该区域近20年来已报道的大气黑碳数据进行系统梳理和再分析,利用整合的数据集成估算沉降通量并分析其空间分布特征,最后评述了目前黑碳的源解析方法并评估了该区域大气黑碳的来源,对未来近海大气黑碳研究作了展望。结果表明:①中国近海和海岸带陆域大气黑碳浓度平均值分别约为1.95±1.28和5.05±2.62μg·m^(-3),具有显著的人为污染特征,由北向南,海岸带陆域黑碳浓度近似呈“V”形分布,最低值位于南黄海沿岸,而近海区则大致呈递减趋势;②中国近海和沿海陆域大气黑碳的总沉降通量分别为413.2±137.1和1422.7±721.1 mg·m^(-2)·a^(-1),以湿沉降为主,南北差异明显,主要受控于降水过程和陆源排放强度;我国近海黑碳大气沉降量可占全球海洋黑碳总沉降量的16%;③化石燃料源贡献了中国海岸带大气黑碳总排放量的62%~84%,因此,应注重从减少化石燃料源使用的角度控制大气黑碳污染。今后,应注重不同源解析方法间的集成和互校,并加强黑碳在地球不同储库间的迁移、转化和埋藏机制研究。近海和海岸带大气环境中的黑碳有着多方面的影响,其沉降入海并以惰性形式埋藏对增强海洋碳汇有着重大意义。
- 冯辰龙邢建伟邢建伟袁华茂李学刚宋金明
- 关键词：沉降通量源解析
- 氟喹诺酮类合成药物的生物地球化学行为及生态环境效应被引量：5
- 2023年
- 人工合成药物氟喹诺酮类(FQs)是全球使用量第三大的抗生素,在抗菌类药物中发挥着极其重要的作用,然而其过量使用和排放会导致生态环境的变化,严重威胁着人类健康和全球可持续发展。系统研究FQs的生物地球化学行为及其生态环境效应对科学使用和管理此类药物具有重要意义。在人类和动物给药后,仅有小部分FQs在生物体内发生代谢,主要代谢过程包括哌嗪环的甲酰化、乙酰化、氧化和裂解以及芳香核心环的脱氟、脱羧等,约70%的原药和少量的代谢产物通过排泄迁移到环境中。进入环境后,FQs及代谢产物主要存在于水体、土壤和沉积物等环境介质中,发生吸附、光解和生物降解等迁移转化过程。吸附使得FQs从一种介质转移到另一种介质;光解主要影响FQs的C7-胺取代基,而其核心结构仍保持完整;生物降解主要指在微生物和微藻作用下的降解,涉及哌嗪基的乙酰化、甲酰化等修饰和环的部分或完全裂解,核心结构的脱羧、脱氟和共轭物的形成等过程。FQs的迁移转化过程并不能使其从环境中彻底消除,反而成为“伪持久性”污染物,严重影响藻类、甲壳类和鱼类等的行为、生长和繁殖,导致生物地球化学循环改变和水生环境的破坏,加速微生物耐药性的增加和抗性基因的产生。因此,未来应在FQs的海洋环境行为及其生态环境影响、FQs微生物耐药性与抗性基因的风险评估及FQs在微型生物作用下的降解机制与效应等方面进行更深入的研究。
- 温丽联宋金明李学刚李学刚戴佳佳马骏马骏王启栋
- 关键词：生态环境效应生物转化生物降解途径
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- 沉积物中碳酸盐含量的高低、碳酸盐矿物组合、碳氧同位素组成以及它们保存的好坏都与当时的物质来源、海水温度、盐度等环境条件密切相关,可以说沉积物中的碳酸盐忠实的记录了全球环境变化的全过程,利用沉积物中的碳酸盐可有效恢复古环境...
- 李学刚宋金明李凤业袁华茂李宁段丽琴
- 关键词：碳酸盐冲绳海槽
- 文献传递
- 胶州湾沉积物氮的环境生物地球化学意义被引量：24
- 2007年
- 利用氮的分级浸取技术,研究了胶州湾不同粒级沉积物中氮的赋存形态.研究表明,胶州湾沉积物中可转化态氮可分为离子交换态、弱酸浸取态、强碱浸取态和强氧化剂浸取态.不同粒级沉积物中各形态氮占可转化态氮的比例各不相同.在细、中和粗粒级沉积物中,强氧化剂浸取态氮是可交换态氮的优势形态,分别占可转化氮的35.38%、44.38%和58.69%.在中、粗粒级沉积物中,强碱浸取态氮是无机氮的主要赋存形态,分别占可转化态氮的26.31%和25.85%.在细粒级沉积物中,离子交换态氮是优势态的无机氮,占可转化态氮的27.67%.相关分析表明,对于胶州湾来说,沉积物的粒度越细,氮的含量就越高,各形态氮大致与细、中粒级沉积物含量呈正相关,而与粗粒级沉积物含量呈负相关.研究还表明,不同粒级沉积物中氮与浮游植物数量、叶绿素a以及上覆水体中硝酸盐的含量大致都在一定程度上呈正相关,这一方面说明了沉积物对上覆水体元素的含量有着不可忽视的影响,另一方面也说明了沉积物中的氮对海水的富营养化水平有着较好的指示和十分重要的环境意义.
- 戴纪翠宋金明郑国侠李学刚袁华茂李宁
- 关键词：胶州湾沉积物氮地球化学特征粒度
- 胶州湾的生态环境演变与营养盐变化的关系被引量：15
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- 作为我国人为影响海洋研究与海洋学基础研究的典型海域,胶州湾历经90年的科学调查和研究,获得了系统的对胶州湾海洋学的认识。本文总结归纳了近年来胶州湾的生态环境变化状况、营养物质输入以及百年来生态环境演变的主要结果和结论。近年来,胶州湾海水呈现“高氮-低磷-低硅富营养化”状况较明显,浮游生物生物量有增加的趋势,输入到胶州湾营养物质的量巨大,总溶解态氮的年输入通量为6945.4 t/a,其中无机氮、有机氮分别为4453.1 t/a,2492.3 t/a。点源和河流是总溶解态氮的主要输入方式,分别占无机氮输入通量的39%和20%,有机氮输入通量的31%和41%。总溶解态磷的年输入通量为160.6 t/a,其中无机磷的输入略高于有机磷,二者分别为88.0 t/a,72.6 t/a。河流和点源是无机磷的主要输入方式,分别占无机磷输入通量的40%和30%,而对于有机磷而言,河流是其主要的输入方式,可占其输入通量的51%,而地下水和点源也分别占输入通量的24%和15%,这些大量输入的营养物质对胶州湾生态环境变化起了关键作用。胶州湾百年来经历了三个阶段的演变,20世纪70年代以前,胶州湾受人为影响很小,其化学要素水平基本呈现“背景值”且比较稳定,从20世纪80年代起,胶州湾明显受到人为活动的影响,其沉积物中的化学组分持续增加,直到20世纪90年代中到2000年达到高峰,2000年后,由于环保治理措施的加强,沉积物中的化学组分呈明显降低趋势,基本稳定在较低的水平。
- 宋金明袁华茂袁华茂段丽琴
- 关键词：营养盐生态环境变化
- 近千年来台湾以东黑潮主流区沉积物来源及其对气候波动的响应被引量：2
- 2019年
- 基于AMS^(14)C定年结果,对近千年来台湾以东黑潮主流区沉积物的粒度、黏土矿物组成及结晶学特征等进行研究,分析该区沉积特征、物质来源及近千年来环境演化的沉积记录。结果表明,台湾以东黑潮主流区沉积物主要为细粒的粉砂和黏土,沉积速率平均为34.44 cm/ka,低于东海陆架和冲绳海槽南部,高于开阔大洋,具有从陆架向大洋过渡的沉积特征。黏土矿物组成的分析结果表明,台湾以东黑潮主流区沉积物黏土矿物组成以伊利石(平均57%)和蒙脱石(平均25%)为主,含有少量绿泥石(平均16%),几乎不含高岭石(平均2%),其中蒙脱石主要来源于吕宋岛弧物质输送和附近海域原位的基性火山物质蚀变,伊利石和绿泥石主要来源于亚洲大陆风尘输送和台湾东部河流输入,高岭石主要来源于台湾东部河流和吕宋岛弧物质输入。黏土矿物的物源定量识别研究表明,研究站位的黏土矿物有26%～72%来源于亚洲大陆风尘输送,11%～55%来源于台湾东部河流输入,11%～26%来源于吕宋岛弧物质输送。近千年来沉积物物源的变化特征较好地反映了中世纪暖期、小冰期和现代暖期这3个百年尺度的全球性气候变化阶段。亚洲大陆风尘输送和台湾东部河流输入对研究区沉积物的相对贡献量变化反映了中世纪暖期较强的东亚冬季风特征和台湾地区较为干旱的气候环境,同时也反映了小冰期逐渐减弱的东亚冬季风强度和台湾地区较为湿润的气候环境。现代暖期和中世纪暖期在东亚热力差异和降水异常上的差别反映了人类活动对沉积物的扰动。而研究区小规模的沉积特征突变事件主要与暴雨、台风和地震活动相关。
- 王越奇宋金明袁华茂袁华茂李宁李学刚
- 关键词：环境记录沉积物
- 南黄海表层沉积物重金属的富集及其潜在生态风险评价
- 重金属是近海沉积环境中最主要的污染物之一。研究表明,进入海洋水体中的重金属污染物绝大部分吸附于悬浮颗粒物中最终沉降进入海底沉积物中,在生物和地球化学机制的影响下可在沉积物中逐渐累积,表现出比水体含量高的特性,从而对底栖生...
- 袁华茂宋金明李学刚李宁段丽琴
- 关键词：重金属入海通量生态风险南黄海
- 文献传递
- 中国海洋生物地球化学过程研究的最新进展被引量：16
- 2006年
- 宋金明徐亚岩张英李学刚袁华茂
- 关键词：海洋生物地球化学生物地球化学过程全球生态系统地球系统
- 海洋环境中氟喹诺酮类抗生素(FQs)分析的样品前处理与检测技术
- 2023年
- 氟喹诺酮类(FQs)药物是一种广泛使用的人工合成类抗生素,存在于水体、沉积物等各种环境介质中,并在水生生物体内得到富集,对人类健康和全球生态系统的可持续发展有重要的影响。环境中FQs残留的分析检测是了解其环境生物地球化学行为和潜在生态环境风险的基础,本文系统总结了近几年海洋水体、沉积物和生物体样品中FQs的残留特征、样品前处理与检测技术,在此基础上,前瞻分析了海洋环境中FQs残留分析检测技术的发展趋势。分析表明,FQs的分离富集和测定必须充分考虑FQs的物理化学性质和样品成分的复杂性。海水样品准备应注意过滤膜的选择和pH的调节;沉积物和生物体的样品准备应考虑水分、萃取溶剂、基质效应和pH的影响,并使用超声萃取。固相萃取、QuEChERS萃取、磁性固相萃取是分离富集FQs较常用的方法,吸附剂、淋洗溶液和洗脱溶液的选择和优化是提高样品回收率的关键。FQs的检测大多通过液质联用或液相色谱结合荧光检测器进行,其中色谱柱的选择、离子对试剂的添加和进样pH值的调整都是优化的关键因素。研究指出海洋领域FQs在线自动SPE技术的开发以及新型萃取吸附剂的研制应在未来研究中被重点关注。
- 温丽联宋金明李学刚李学刚戴佳佳马骏马骏王启栋
- 关键词：样品前处理海洋环境
- 近海海洋酸化对痕量元素在沉积物-海水界面处生物地球化学特性的影响研究
- 2023年
- 痕量元素在海洋环境中不仅能够密切参与物质循环,显著调控生命代谢,有些情况下还会对浮游及底栖生物产生抑制和毒害,是海洋系统中具有重要生物地球化学作用的“双刃剑”。工业革命以来,海洋不断吸收大气CO_(2)使得海水pH和碳酸根浓度持续下降,在全球范围内都出现了海洋酸化的现象。海洋酸化作为新的环境胁迫打破了痕量元素在沉积物-间隙水-上覆水中既有的平衡态势,导致痕量元素在海洋环境中的生物地球化学特性变得更加复杂和不确定。本文从痕量元素在沉积物-海水体系中的赋存形态与交换过程入手,探讨了海洋酸化条件下痕量元素在沉积物-海水体系中的扩散迁移与再平衡行为,分析了由此产生的生物毒性效应和生物可用性影响。最后,对海洋酸化与多种环境条件、多种污染物联合作用所导致的与痕量元素相关的生态效应研究进行了展望,以期为未来海洋酸化与痕量元素协同研究提供有意义的科学参考。
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- 关键词：痕量元素海洋酸化沉积物-海水界面赋存形态
