胶州湾水体低分子量有机酸的特征研究

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海洋有机酸是海洋有机物的重要组成部分,其中水溶性的低分子量有机酸(low-molecular-weight organic acids,简称LMWOAs)是一类常见的有机化合物。研究海水中的LMWOAs对海洋生物地球化学、海洋环境科学和污染防治有十分重要的意义。本文在前人工作的基础上,利用高效液相色谱法(HPLC)对2010年9月至2011年8月在胶州湾15个站位获取的表层海水样品中LMWOAs进行了定性、定量分析,初步探讨了LMWOAs在胶州湾的分布情况,并研究了胶州湾周边天然过程和人类活动对它们含量和分布的影响。研究表明,HPLC能够在胶州湾表层海水中检测到三种典型的低分子量有机酸,分别为乳酸、乙酸和甲酸,而且乙酸的平均浓度显著高于甲酸和乳酸,对三种酸的总量(TOA)起决定性的作用。在分析的11个月份(3月份除外)的胶州湾表层水样品中,不同月份胶州湾表层水中LMWOAs含量的变化相当明显。4月份胶州湾表层水中乳酸、乙酸、甲酸和TOA的平均含量均比较大,2月份胶州湾表层水中乳酸、乙酸、甲酸和TOA的平均含量相对来说均比较小,其中TOA的含量4月份最大,高达24.06μmol·L-1,2月份最小,仅为12.23μmol·L-1。就春夏秋冬四个季节而言,胶州湾表层水中乳酸的平均含量大小顺序为春季>夏季>秋季>冬季,甲酸的平均含量大小顺序为春季>秋季>冬季>夏季,乙酸和TOA的平均含量大小顺序均为春季>秋季>夏季>冬季。胶州湾表层水中乳酸、乙酸、甲酸和TOA在春季的平均含量都是最高的,乳酸、乙酸和TOA的平均含量在冬季是最低的。调查结果还显示,LMWOAs对溶解有机碳(DOC)的贡献十分显著。春夏秋季胶州湾表层水中TOA/DOC的平均比例分别为27.81%、15.61%、19.84%和18.76%。此外,每个月份胶州湾表层水中TOA与TOA/DOC的变化趋势也大致相同,可见TOA对DOC的总量起决定性的作用。总体而言,全年胶州湾表层水中三种酸的分布均大致呈现近岸高、远岸低的趋势,人类活动是胶州湾LMWOAs的主要来源并且对LMWOAs的分布有决定性的影响。通过分析温度、pH和叶绿素a(Chl-a)与LMWOAs之间的关系,结果表明TOA与温度、乙酸与温度、乙酸与pH、Chl-a与甲酸以及Chl-a与TOA具有相关性(P<0.05),但并不显著,显示生物活动对胶州湾LMWOAs的含量和分布有一定的影响。同时,通过对丰水期和枯水期环胶州湾的7条河流中LMWOAs的研究,结果表明河流输入是胶州湾表层水中LMWOAs的一个重要来源。除此之外,其它的人类活动比如疏浚物的排放、贝类养殖等都可以直接或者间接的对胶州湾LMWOAs的含量、分布产生影响。总之,胶州湾表层水中LMWOAs浓度及其分布的年变化是自然因素和人类活动共同作用的结果。
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