沉积物间隙水中CDOM光学特性与河口CDOM光化学反应研究

沉积物间隙水中CDOM光学特性与河口CDOM光化学反应研究厦门大学博士学位论文沉积物间隙水中CDOM光学特性与河口CDOM光化学反应研究姓名：程远月申请学位级别：博士专业：海洋化学指导教师：胡明辉;郭卫东20071101摘要摘要海洋有色溶解有机物(CDOM)作为溶解有机物(DOM)的主要成分及海洋碳循环的关键环节，近年来受到海洋学家的广泛重视。本论文围绕海洋CDOM的两个潜在来源——沉积物的再悬浮作用与雨水输入，以及一个关键的去除途径——光化学降解展开研究，利用最新的三维荧光光谱(EEMs)分析手段，结合吸收光谱以及溶解有机碳(DOC)的测定，分析了中国华南地区河口近海沉积物间隙水中CDOM的光学特性及底质再悬浮作用作为海水中CDOM来源的可能性；在国内首次观测了雨水中CDOM的荧光光谱特征，探讨了其对大气化学的意义及对海洋CDOM通量的贡献；开展了河口区CDOM在天然太阳辐照下的光化学降解研究，探讨光化学反应作为CDOM降解转化途径的重要性，以期为进一步研究河口近海溶解有机物的源汇格局、迁移转化及循环机制提供更完整的参考资料。本研究获取的主要结果如下：1)厦门湾、兴化湾、湄洲湾及北部湾表层沉积物间隙水中CDOM的EEMs大体相似，观测到的主要荧光谱峰有类腐殖质荧光峰(A、C)以及类蛋白质荧光峰(包括类色氨酸荧光峰B、S及类酪氨酸荧光峰T、R)，这些谱峰均成对出现。强类蛋白质荧光的出现，揭示了早期成岩过程中大量含色氨酸和酪氨酸等芳香结构的溶解有机质在表层沉积物中的积累。反映陆源特征的类腐殖质荧光峰C随不同海湾和不同站点而变化，而代表海洋来源的荧光峰M在上述海域间隙水中均不明显。2)沉积物间隙水中CDOM的平均浓度(以九ex／九em=350n州450衄的荧光强度表示)以湄洲湾最大，兴化湾次之，厦门湾和北部湾最低，表明陆源有机物质的输入对湄洲湾和兴化湾中的沉积物影响较大，而对厦门湾和北部湾的影响较小。不同海域各荧光谱峰之间的荧光强度比值差别大，说明其来源或组成存在差异。4个海域沉积物间隙水CDOM的荧光指数均大于1．5，接近1．9，指示这些海域沉积物中溶解有机物的性质受微生物活动的影响较大，尤其是兴化湾表层沉积物中微生物活动更强。3)对九龙江口沉积物样品进行的室内再悬浮模拟实验表明，对给定的站位，CDOM的相对荧光强度和DOC含量分布变化均表现为间隙水最高，再悬浮样次之