黄海和东海五种挥发性卤代烃的初步研究

摘要

挥发性卤代烃(VHCs，Volatile halocarbons)是大气中一类重要的痕量气体，其中多数是温室气体和有机污染物，直接或者间接影响人类健康以及全球气候变化。对海洋中VHCs的研究有助于了解整个海洋对全球大气VHCs的贡献以及海洋在影响全球气候上的重要地位；同时可以借助海洋中的某些VHCs为示踪物质，来研究VHCs的循环路径和海洋中的水团运动。 本文用吹扫－捕集法，分别于2007年10月国家908秋季航次、2007年11月国家973秋季航次、2008年7月浒苔航次和2008年8月国家863夏季航次对黄海和东海海域的五种挥发性VHCr－－偏二氯乙烯(Vinylidene Chloride，简写为VDC)、1，1，1－三氯乙烷(Methyl Chloroform，简写为MCF)、氯仿(Chloroform，简记为CHCl3)、四氯化碳(Carbon Tetrachloride，简记为CCl4)和三氯乙烯(Trichloroethylenc，简写为TCE)的分布特征、影响因素和海－气通量做了初步的研究，为开展中国近海的VHCs的系统的科研工作做出一定的科学贡献。本文的成果如下： 1.在原有的吹扫－捕集方法测定VHCs的基础上，优化了实验条件和色谱测定条件。方法优化后，VDC、MCF、CHCl3、CCl4和TCE的检测限分别达到了1.45pmol/L、0.21pmol/L、0.76 pmol/L、0.04 pmol/L和0.10 pmol/L。在精密度上，对实验室空白含量连续测定12次，平均相对标准偏差为5.95％。该方法测定VDC和MCF的回收率分别在78％－87％和89％～92％之间，而CHCl3、CCl4和TCE的加标回收率分别为108.9％、110.2％和105.4％。 2.国家908秋季航次对北黄海的调查数据结果显示，MCF、VDC、CHCl3、CCl3、和TCE的浓度范围为0.271～1.66 pmol/L、3.44～40.3 pmol/L、4.97～50.0pmol/L、0.496～03.04 pmol/L和0.108～0.783 pmol/L：浓度平均值分别为0.793±0.337 pmol/L、14.98±7.75 pmol/L、12.6±8.08 pmol/L、1.65±0.489 pmol/L和0.311±0.191 pmol/L。国家908秋季航次对北黄海调查的海－气通量计算结果表明：MCF、CHCl3、CCl4和TCE的海－气通量范围分别为－10.4～5.35nmol·m－2·a－1、6.09～73.1 nmol·m－2·a－1、－5.17～3.22 nmol·m－2·a－1和－2.73～－0.187nmol·m－2·a－1；各个VHCs的海－气通量平均值分别为－8.38±1.23 nmol·m－2·a－1、27.0±15.3 nmol·m－2·a－1、－1.26±1.63 nmol·m－2·a－1和－1.83±0.665 nmol·m－2·a－1。 3.国家973秋季航次对南黄海和东海的调查数据结果显示，MCF、VDC、CHl3、CCl4和TCE的浓度范围分别为0.312～4.81 pmol/L、2.75～21.3 pmol/L、5.02～233 pmol/L、0.0452～4.47 pmol/L和1.21～17.1 pmol/L。5种VHCs的浓度平均值分别为1.89±1.08 pmol/L、2.2±4.43 pmol/L、60.9±61.2 pmol/L、0.332±0.674 pmol/L和6.93±3.95 pmol/L。国家973秋季航次对南黄海和东海调查的海－气通量计算结果表明：MCF、CHCl3、CCl4和TCE的海－气通量范围分别为－15.9～7.63 nmol·m－2·a－1、4.96～1.03×103 nmol·m－2·a－1、－11.1～5.95nmol·m－2·a－1和4.01～85.4 nmol·m－2·a－1。5种VHCs的平均值分别为－6.69±5.39nmol·m－2·a－1、304±322 nmol·m－2·a－1、－8.69±1.31 nmol·m－2·a－1和33.4±21.8nmol·m－2·a－1。 4.浒苔航次对南黄海的调查数据结果显示，MCF、VDC、CHCl3、CCl4和TCE浓度范围分别为19.2～218 pmol/L、25.3～77.2 pmol/L、87.7～802 pmol/L、9.97～21.9 pmol/L和1.24～23.6 pmol/L。5种VHCs的平均浓度分别为63.6±44.3 pmol/L、53.4±12.3 pmol/L、359±177 pmol/L、15.6±2.74 pmol/L和11.1±4.97 pmol/L。浒苔航次对南黄海调查的海－气通量计算结果表明：MCF、CHCl3、CCl4和TCE的海－气通量范围为52.9～411 nmol·m－2·a－1、2.93×102～2.71×103 nmol·m－2·a－1、25.0～63.1 nmol·m－2·a－1和13.6～79.1 nmol·m－2·a－1。4种VHCs的海－气通量平均值分别为172±94.9 nmol·m－2·a－1、1.20×103±601nmol·m－2·a－1、42.2±9.22 nmol·m－2·a－1和35.1±15.8 nmol·m－2－a－1。 5.国家863夏季航次对南黄海和东海的调查数据结果显示，MCF、VDC、CHCl3、CCl4和TCE的浓度范围分别为10.1～99.5 pmol/L、14.3～87.2 pmol/L、94.5～958pmol/L、5.65～23.3 pmol/L和3.49～19.3 pmol/L。5中VHCs的浓度平均值分别为44.9±22.0 pmol/L、44.2±20.5 pmol/L、313±229 pmol/L、12.5±4.96pmol/L和10.5±4.08 pmol/L。国家863夏季航次对南黄海和东海调查的海－气通量计算结果表明：MCF、CHCl3、CCl4和TCE的海－气通量范围分别为0.0364～1.97 nmol·m－2·a－1、2.02～21.2 nmol·m－2·a－1、0.0792～0.407 nmol·m－2·a－1和0.0586～0.384 nmol·m－2·a－1。4种VHCs海－气通量的平均值分别为0.720±0.477 nmol·m－2·a－1、6.96±5.13 nmol·m－2·a－1、0.216±0.0970 nmol·m－2·a－1和0.211±0.0838 nmol·m－2·a－1。 6.VHCs的浓度在近岸受到工业生产、人类生活的影响形成高值区；在外海，VHCs浓度受到各种海洋水团，寒流暖流的影响，在生物密集海区容易形成高值区。总的来看，高值区多出现在寒暖流交汇或者水团作用剧烈海域。对国家973秋季航次的南黄海和东海的两个断面F03和F05分析得知，近岸高于远海，表层大于底层趋势明显。另外，在中低层的高值区可能是由水团交互作用地带形成的大量繁殖的生物的活动造成的。从总体上看，秋季除CHCl3外，海洋为MCF、CCl4、TCE的汇；而在夏季，海洋为四种VHCs的源。

目录

文摘

英文文摘

声明

0前言

1文献综述

1.1 VHCs简介

1.1.1 VHCs的研究意义

1.1.2海水中VHCs的来源

1.2 VHCs的海-气通量

1.2.1 VHCs海-气通量概述

1.2.2海-气通量的计算

1.3本文研究对象和研究内容

1.3.1所研究的五种VHCs用途简介

1.3.2 VHCs的国内外研究现状

2实验部分

2.1仪器与试剂

2.1.1仪器

2.1.2试剂

2.2样品采集及保存

2.3吹扫-捕集方法简述

2.3.1实验装置

2.3.2气相色谱条件设定

2.3.3吹扫-捕集法效率及其影响因素

2.3.4吹扫-捕集方法的质量评价

2.4标准曲线

2.4.1溶剂的选择

2.4.2液体标准溶液的配制

2.5小结

3国家908秋季航次对北黄海中五种VHGs的分布和通量的研究

3.1黄海简介

3.2航次及采样简介

3.3结果与讨论

3.3.1五种VHCs在表层海水中的水平分布

3.3.2国家908秋季航次VHCs的海-气通量

3.4小结

4国家973秋季航次对南黄海和东海五种VHCs的分布和通量的研究

4.1东海简介

4.2航次介绍、采样及保存

4.3结果与讨论

4.3.1五种VHCs在表层海水中的水平分布

4.3.2五种VHCs的垂直分布

4.3.3国家973秋季航次中南黄海和东海的VHCs的海-气通量的计算

4.4小结

5浒苔航次对南黄海五种VHCs的分布和通量的研究

5.1航次及采样简介

5.2结果与讨论

5.2.1五种VHCs的表层水平分布

5.2.2浒苔航次VHCs海-气通量的计算

5.3小结

6国家863夏季航次对南黄海和东海五种VHCs的分布和通量的研究

6.1航次及采样简介

6.2结果与讨论

6.2.1五种VHCs的表层分布

6.2.2VHCs的海-气通量

6.3小结

7结论

参考文献

致 谢

硕士在读期间发表和撰写的论文