烟台市夹河口及其邻近的北黄海海域海气界面的一氧化碳通量研究

一氧化碳（CO）在大气中虽然属于痕量气体，但是它的含量在很大程度上影响到大气的化学组成，降低对流层大气的氧化能力，带来直接或间接的温室效应，对气候变暖起一定作用。海洋是大气中CO的一个源，CO通过海气界面的扩散是海洋碳循环的一个重要环节，环境因子的周日变化会导致海气界面CO瞬时通量的周日变化。目前国内外对近岸水体海气界面CO瞬时通量及其周日变化规律的研究非常稀缺，针对该现状，本项目拟选定山东省烟台市夹河口及其邻近的北黄海海域，沿盐度梯度选定一条断面和两个时间序列站，分别在四个季节观测海气界面CO瞬时通量的周日变化规律及其沿河口盐度梯度的空间变化规律，重在探寻调控因子并揭示调控机制，为估算同类型海区海气界面的CO通量并预测其演变趋势提供具有一定价值的参考依据。

本项目主要围绕海水中的溶解甲烷（CH4）和一氧化碳（CO）开展调查，对河口水中CO的源汇过程进行了集成分析，观测了渤海水体中CH4的空间分布和时间变化，估算了海底溢油对CH4分布及海气通量的影响。渤黄海现场调查共计开展十次，涵盖春夏秋冬四个季节。现场工作的频率和内容远远超出计划书中的内容，不但完成了该课题所需的第一手资料，并且为今后科研工作的进一步开展奠定了基础。成果概述如下：. 首先，在前期对加拿大圣劳伦斯河口水体中溶解CO的调查基础之上，对CO的光化学生成、热力学分解、微生物消耗和海气交换过程进行了分别计算并做集成分析。结果表明：光化学生成过程超过热力学分解成为该河口水体中溶解CO的主要来源, 然而在富含有机物的河口上游，热力学分解产生CO的量可以比肩光化学生成过程；在整个河口水体内微生物消耗CO的量远高于海气交换通量。该河口水体中溶解CO的收支状况大致守恒。该成果已经发表在Deep-Sea Research II（Zhang and Xie, 2012）上。. 其次，对渤海表层海水中CH4含量实现了走航连续观测，获得了高空间分辨率的数据。调查期间表层海水中CH4含量呈现明显的时空变化，饱和度103%-1152%，表明该区域是大气中CH4的净源。在石油平台附近观测到正在发生的海底油气泄露事件。渤海海底泄露的CH4能穿透水体，导致表层水出现CH4含量异常高的“热点”并伴随海气界面通量显著升高。这是渤海海底溢油显著区别于墨西哥湾等深海海底溢油之处。本文已投稿至Marine Pollution Bulletin (Zhang et al., in press)，审稿人的评语是: “This manuscript has an important significance for the exploration of oil seepage using CH4 levels in surface water.”. 此外，开展了对海洋沉积物的拓展测量，总结了沉积物磷形态分级提取的最新方法，分析了不同提取方法的优缺点，并探索性的开展沉积物中重金属形态和来源方面研究。部分成果已经发表在Limnology (Wang et al., 2013)和Bull Environ Contam Toxicol (Wang et al., 2011）。