中国东海与黄海中挥发性卤代烃的分析与分布

论文摘要

挥发性卤代烃（VHC）是大气中的痕量气体,对臭氧层损耗和温室效应有重要作用。海洋是大气中VHC的重要自然排放源,开展海洋VHC的研究有助于了解海洋对大气VHC和全球变暖的贡献,因此有关海洋中VHC的浓度与分布、通量与循环的研究已成为当今国际上的研究热点。本文以中国近海有代表性的陆架区-东、黄海为目标,率先对这些海域中常见的6种VHC的分布特征进行了研究,有望对我国海域VHC的分布及通量研究做出贡献。本论文的主要研究成果如下:1在实验室建立了海水中6种VHC的吹扫-捕集气相色谱测定法,6种VHC分别为:氯仿（CHCl3）、四氯化碳（CCl4）、三氯乙烯（C2HCl3）、四氯乙烯（C2Cl4）、一溴二氯甲烷（CHBrCl2）和一氯二溴甲烷（CHBr2Cl）。确定了吹扫-捕集条件为吹扫时间:15min、吹扫流量:100mL min-1、吹扫温度:25℃、捕集温度:-78℃、解吸温度:180℃、解吸时间:10min和样品用量:35mL等。气相色谱分离条件分别为载气流量:0.8mL min-1、尾吹气流量45mL min-1、柱温:柱起始温度50℃,以10℃min-1升温至100℃,然后以2℃min-1升温至140℃,最后以20℃min-1升温至180℃,保持3min。在以上条件下6种VHC得到了很好的分离,其检测限分别可达到CHCl3 0.76、CCl4 0.04、C2HCl3 0.10、CHBrCl2 0.009、C2Cl4 0.37、CHBr2Cl 0.16pM,相对标准偏差在1.833.97%之间,基本与国外同类方法相当。2于2006年7月973航次,对中国东海表层海水VHC的浓度进行了研究,结果表明:表层海水中CHCl3、CCl4、C2HCl3、C2Cl4、CHBr2Cl和CHBrCl2浓度分别是3.21±2.68（0.328.22）、45.01±48.20（6.34211.36）、153.48±231.38（12.75894.94）、18.52±15.74（3.5264.86）、6.81±4.87（2.5321.00）和18.45±21.33（4.2391.86）pM。6种VHC在表层海水中的浓度大体上呈自南向北逐渐增大的趋势。6种VHC在长江口外均出现高值区,且浓度从近岸往远海呈降低趋势,表明长江口及其临近海域的水平分布主要受到长江径流输入的影响。其中CHCl3和CCl4在浙江沿岸海域出现另一明显的高浓度区,表明这两种化合物的水平分布明显受到陆源输入的影响。3于2006年4月中国SOLAS航次对中国黄海微表层、次表层、表层海水VHC的浓度进行了研究,结果表明:微表层中,CHCl3、CCl4、C2HCl3、C2Cl4、CHBrCl2和CHBr2Cl浓度分别是10.31±8.07（2.9145.88）、0.80±0.64（0.202.74）、11.43±6.53（1.1332.07）、17.10±15.57（0.1673.68）、0.43±0.34（0.081.64）和4.35±3.53（0.2214.20）pM。次表层中浓度分别是10.38±7.80（2.0238.55）、0.80±0.54（0.122.14）、11.90±6.74（1.5026.80）、16.58±14.97（0.9673.45）、0.42±0.34（0.061.88）和4.95±4.92（0.2725.24）pM,表层海水中浓度分别是12.26±12.14（1.3852.96）、0.77±0.55（0.122.36）、10.53±6.34（0.7928.66）、15.04±13.45（1.5359.88）、0.45±0.41（0.051.61）和6.89±6.95（0.4228.97）pM。在微表层、次表层和表层海水中CCl4、CHCl3、C2HCl3和C2Cl4浓度从近岸往远海呈降低趋势,表明其受到了陆源输入的影响,而从长江口外的G3站往北呈降低的趋势,则说明其浓度分布可能受到长江冲淡水的影响。CHBrCl2和CHBr2Cl浓度在微表层和次表层中从近岸往远海呈增高趋势,与叶绿素a的分布相似,高值区与叶绿素a的高值区吻合,因此高浓度的CHBr2Cl和CHBrCl2应该是海洋生物产生的。2006年7月对黄海表层海水VHC浓度测定结果表明,CHCl3、CCl4、C2HCl3、C2Cl4、CHBrCl2和CHBr2Cl的平均浓度分别为103.43±24.18、16.88±7.36、315.68±282.85、22.09±4.56、162.30±109.06和23.79±8.63pM,高于4月测定值,季节变化明显。从微表层的研究结果来看,VHC并未得到明显的富集,可能是由于微表层水与本体水的垂直混合造成。受海水中VHC浓度变化较大的影响,此次调查VHC的海-气变化比较大。VHC的海-气通量估算为CHCl3 -0.88±1.72（-7.024.03）、CCl4 -0.65±0.59（-3.05-0.01 ）、C2HCl3 2.60±4.12（-0.4319.97）、C2Cl4 4.35±8.11（-0.0004938.99）nmol m-2 d-1。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 0 前言
• 1 文献综述
• 1.1 VHC 的种类
• 1.2 VHC 的来源
• 1.3 VHC 的分布
• 1.4 影响 VHC 产生的生物因素
• 1.4.1 叶绿素a 的含量
• 1.4.2 VHC 的生产速率
• 1.5 影响VHC 迁移变化的因素
• 1.5.1 VHC 的迁移变化的过程
• 1.5.2 VHC 海-气通量
• 1.6 研究内容
• 2 海水中VHC 的分析方法
• 2.1 海水中VHC 的分析方法综述
• 2.1.1 VHC 研究方法发展现状
• 2.2 海水中VHC 的分析方法
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.2.3 分析方法的质量评价
• 2.2.4 样品保存实验
• 2.2.5 海水样品的测定
• 2.3 小结
• 3 东海海水中VHC 的分布及其影响因素
• 3.1 航次及研究内容简介
• 3.2 样品的采集、保存和分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 表层海水中VHC 的分布
• 3.3.2 东海VHC 浓度与世界其它海域VHC 浓度的比较
• 3.4 小结
• 4 黄海海水中VHC 的分布及其影响因素
• 4.1 航次及研究内容简介
• 4.2 样品的采集、保存和分析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 VHC 在次表层和微表层海水中的分布
• 4.3.2 黄海VHC 的季节变化
• 4.3.3 关于微表层富集性质的研究
• 4.3.4 VHC 的海-气通量
• 4.4 小结
• 5 总结
• 参考文献
• 致谢
• 硕士在读期间发表和撰写的论文