青島近岸、東海海水CDOM特性及一氧化碳光產(chǎn)生研究

張東妮，陸小蘭，彭 彤，趙保振，劉春穎 （中國(guó)海洋大學(xué)，海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100）

青島近岸、東海海水CDOM特性及一氧化碳光產(chǎn)生研究

張東妮，陸小蘭*，彭 彤，趙保振，劉春穎 （中國(guó)海洋大學(xué)，海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100）

研究了青島近岸和東海海水中CO的光化學(xué)產(chǎn)生，比較了兩個(gè)不同水域海水中有色溶解有機(jī)物（CDOM）的光學(xué)特征和CO的表觀量子產(chǎn)率.結(jié)果表明：青島近岸海水和東海海水α（355）范圍分別為0.381～0.868m-1和0.083～0.427m-1，平均值分別為0.622m-1和0.196m-1，青島近岸海水α（355）大于東海.其中近岸海水α（355）和Sg表現(xiàn)出良好的相關(guān)性，而東海海水這兩個(gè)參數(shù)之間無(wú)明顯相關(guān)性，表現(xiàn)出α（355）和Sg關(guān)系的不確定性.α（355）與CO的光致產(chǎn)生速率呈現(xiàn)正相關(guān)（R2=0.8188），說(shuō)明了CDOM光化學(xué)降解是CO產(chǎn)生的重要途徑.青島近岸海水CO的表觀量子產(chǎn)率高于東海海水，與α（355）具有相同變化規(guī)律，說(shuō)明含有高光學(xué)活性物質(zhì)的CDOM發(fā)生光降解反應(yīng)能更加有效地產(chǎn)生CO.

一氧化碳；有色溶解有機(jī)物；光譜斜率；表觀量子產(chǎn)率

作為大氣中重要的痕量氣體，一氧化碳（CO）在參與全球碳循環(huán)，影響全球氣候等方面起著非常重要的作用［1-2］.研究表明，海洋是大氣中CO的凈天然來(lái)源［3-5］.海洋中的CO主要來(lái)自溶解有色有機(jī)物質(zhì)（CDOM）的光化學(xué)降解［6-7］.CO的光致生成量受到諸多環(huán)境因素和CDOM本身來(lái)源和組成的影響［8］.CDOM有海源和陸源之分，一般認(rèn)為陸源CDOM與海源相比有更高的光化學(xué)活性，更易光降解生成 CO［9-10］.國(guó)內(nèi)對(duì)天然水體中CDOM的研究很多，但對(duì)于CDOM光化學(xué)降解產(chǎn)生 CO的研究則剛剛起步［11-12］.本文分別采集青島近岸海水（QCS）以及東海海水（ECS），分析了上述水體CDOM的光譜吸收特性、CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率和CO的表觀量子產(chǎn)率［AQY（λ）］，為進(jìn)一步準(zhǔn)確認(rèn)識(shí) CO的海洋生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程提供科學(xué)依據(jù).

1　材料與方法

1.1采樣

水樣取自青島近岸和東海表層海水，具體采樣位置見(jiàn)圖 1.不同站位水樣用 12L或 2.5L Niskin采水器采集.水樣采集后立即用0.45μm的聚醚砜濾膜過(guò)濾，過(guò)濾后的水樣儲(chǔ)存在潔凈玻璃瓶中，4℃以下低溫黑暗保存，帶回實(shí)驗(yàn)室用于分析各光學(xué)特性.

圖1　采樣站位分布Fig.1 Distribution sampling site （a）青島近岸站位 （b）東海站位

1.2光吸收特性測(cè)定

CDOM吸光系數(shù)采用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV-2550，Japan）測(cè)定，樣品再次經(jīng)過(guò)0.2μm的聚醚砜酯濾膜過(guò)濾.以Milli-Q水作為參比，10cm比色皿于室溫下進(jìn)行測(cè)定.掃描波長(zhǎng)200～800nm，波長(zhǎng)間隔1nm.基線(xiàn)校正方法：每個(gè)波長(zhǎng)下的吸光度等于該波長(zhǎng)下的測(cè)量值減去683～687nm 5個(gè)波長(zhǎng)處的平均值［13］，此時(shí)CDOM吸光系數(shù)（α）為［14］：

式中：A為每個(gè)測(cè)定波長(zhǎng)下的吸光度；L為比色池厚度.

水體中 CDOM由于成分復(fù)雜，很難確定其中發(fā)色團(tuán)的具體含量，通常采用某一特定波長(zhǎng)處的吸光系數(shù)來(lái)表征.文獻(xiàn)較多選用 355，350，375，440，280nm.本文選擇355nm處的吸光系數(shù)α（355）來(lái)表示CDOM在水體中的濃度［15-16］.

由于CDOM對(duì)于250～500nm的光譜吸收基本上呈現(xiàn)指數(shù)衰減的規(guī)律，因此可用下列指數(shù)方程表示［17］：

式中： λ為波長(zhǎng)，nm；λ0為參照波長(zhǎng)；α（λ）為波長(zhǎng)λ處的吸光系數(shù)，m；Sg為光譜斜率.

選擇355nm作為參考波長(zhǎng)，采用指數(shù)回歸的方法利用式（2）對(duì)波長(zhǎng)270～350nm進(jìn)行擬合得到光譜斜率Sg值.

1.3CO的AQY（λ）測(cè)定

經(jīng)過(guò)0.45μm以及0.2μm濾膜過(guò)濾后的海水樣品先經(jīng)過(guò)無(wú) CO的空氣吹掃降低本底值后轉(zhuǎn)移至10根經(jīng)過(guò)500℃高溫灼燒3h的石英試管中，試管側(cè)面用黑膠帶包裹避光保存.所有試管裝滿(mǎn)樣品后按照順序垂直倒置于試管架上，連同托架浸沒(méi)在恒溫水浴中，只留底部透光部分露出水面，其中 8根對(duì)應(yīng)在各濾光片（波長(zhǎng)分別為：280，295，305，320，345，395，435和495nm）正下方，另外2根為空白.光照一定時(shí)間后取出石英管，用頂空法測(cè)量CO濃度［18］.

1.4AQY（λ）的計(jì)算

某一波長(zhǎng)下光照產(chǎn)物的表觀量子產(chǎn)量［AQY（λ）］定義為每吸收1mol光量子所生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量［19］.

AQY（λ）呈指數(shù)衰減形式：

式中：m1，m2，m3是方程參數(shù).可通過(guò)基于迭代法編寫(xiě)的 Matlab程序計(jì)算確定［20-21］.程序編寫(xiě)原理如下：賦予m1，m2，m3一個(gè)初始值，則第i（1≤i≤8，i為整數(shù)）個(gè)石英管內(nèi)在 280～600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)CDOM光致生成CO的速率［Pi，mol/（m3·s）］可以表示如下：

實(shí)驗(yàn)測(cè)量光致生成速率（Pi）與理論計(jì)算光致生成速率［Pi］的最小對(duì)數(shù)方差可以表示為：

改變參數(shù)m1，m2，m3使得χ2最小，也就是說(shuō)實(shí)驗(yàn)測(cè)定值與計(jì)算值基本吻合，此時(shí)的m1，m2，m3即為式（4）的最優(yōu)參數(shù).

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1CDOM吸光系數(shù)

圖2　各站位CDOM光譜吸光系數(shù)Fig.2 Absorption coefficients of CDOM in sampling sites圖中曲線(xiàn)表示不同站位的可吸光系數(shù)

圖2為280～600nm波段內(nèi)，青島近岸和東海各站位CDOM的光譜吸收曲線(xiàn).由圖2可以看出，CDOM的吸光系數(shù)均隨波長(zhǎng)的增加呈指數(shù)降低的趨勢(shì).盡管近岸和東海相比，CDOM吸光系數(shù)曲線(xiàn)略有不同，但各海區(qū)所屬站位的吸收曲線(xiàn)表現(xiàn)出高度的相似性.將本文得到的α（355）與各海域 CDOM吸光系數(shù)范圍或平均值進(jìn)行了比較，結(jié)果列于表1.

2.2有機(jī)物光譜斜率Sg值

在CDOM的研究過(guò)程中，除了對(duì)光譜吸光系數(shù)αCDOM的研究外，光譜斜率Sg的研究也受到了廣泛關(guān)注.Sg表征CDOM吸光系數(shù)隨波長(zhǎng)增加而衰減的程度，與CDOM的濃度無(wú)關(guān).Sg值的兩個(gè)主要影響因素是：擬合波段的選擇和CDOM的組成和分子大小［22］.本文利用式（2）擬合得到青島近岸海水和東海海水各站位光譜斜率Sg值.本研究中，青島近岸海水Sg為（0.017～0.025）nm-1，平均值0.022nm-1；東海海水Sg為（0.012～0.025）nm-1，平均值0.021nm-1.東海海水Sg平均值略小于青島近岸海水.

表1　青島近岸海水、東海海水、灣口和大洋水體α（355）比較Table 1 The comparison of α（355）in QCS、ECS、Gulf and Ocean

2.3CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率

不同波長(zhǎng)濾光片下CDOM的光降解程度不同，短波UV光對(duì)其降解效率更高，相應(yīng)CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率較大.參照文獻(xiàn)［10］，選取295nm濾光片下CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率作為代表，本研究中青島近岸海水和東海海水 CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率范圍（0.26～1.94）nmol/（L·h），平均值為1.00nmol/（L·h）.其中青島近岸海水CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率為（1.14～1.94）nmol/（L·h），平均值1.57nmol/（L·h）；東海海水CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率為（0.26～1.21）nmol/（L·h），平均值0.64nmol/（L·h）.青島近岸海水 CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率明顯高于東海海水.

2.4CO的AQY（λ）

通過(guò)式（4）擬合得到青島近岸海水和東海海水AQY（λ）譜圖見(jiàn)圖3.可以看出AQY（λ）光譜變化趨勢(shì)與 αCDOM類(lèi)似，表現(xiàn)為隨波長(zhǎng)增大呈指數(shù)減小的變化趨勢(shì).UV-B （280～320nm）對(duì) CDOM的降解速率高，AQY（λ）值較大；UV-A （320～400nm）和可見(jiàn)光對(duì) CDOM 的降解速率低，AQY（λ）值較小，表明CDOM在光降解生成CO的過(guò)程中，對(duì)紫外光吸收更加敏感.

圖3　青島近岸海水和東海海水表觀量子產(chǎn)率Fig.3 AQY（λ） in QCS and ECS圖中曲線(xiàn)表示不同站位的AQY（λ）

3　討論

3.1各海域CDOM吸光系數(shù)比較

由表1可看出，青島近岸海水CDOM吸光系數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于郭衛(wèi)東等［16-27］對(duì)長(zhǎng)江口及鄰近海域水體表層海水CDOM的吸光系數(shù)，小于蔣鳳華等［23］膠州灣CDOM的吸光系數(shù)，大于趙軍杰等［24］黃東海和本文中東海CDOM的研究結(jié)果，大于Catalá等［26］大西洋、太平洋等開(kāi)闊大洋的CDOM吸光系數(shù)，與Mannino等［25］美國(guó)東北海岸表層水體CDOM的吸光系數(shù)相近.圖4為青島近岸海水與東海海水CDOM平均光譜吸收，可看出青島近岸海水 CDOM吸光系數(shù)平均值明顯大于東海，同時(shí)對(duì)比上述提到的灣口和開(kāi)闊大洋海水CDOM的吸光系數(shù)，表明受陸源輸入影響較大的海域，CDOM吸光系數(shù)較大.CDOM吸光系數(shù)基本呈現(xiàn)出由灣口海水、近岸海水、遠(yuǎn)岸海水、開(kāi)闊大洋海水依次降低的趨勢(shì).與Ziolkowski等［10］對(duì)緬因?yàn)澈臀鞅贝笪餮蠛Ｓ虻难芯拷Y(jié)果一致.陸源CDOM主要來(lái)自人工排放和河流攜帶有機(jī)成分輸入，含有腐殖酸的比例較大，且由于腐殖酸的比吸光系數(shù)較大，CDOM總體含量較高，并且陸源 CDOM分子中不飽和基團(tuán)更多，光化學(xué)活性通常更強(qiáng)，使得受陸源輸入影響較大的水體CDOM吸光系數(shù)偏高［28-29］.

圖4　青島近岸海水和東海海水CDOM平均光譜吸收Fig.4 The average absorption coefficients of CDOM in QCS and ECS

3.2光譜斜率Sg值以及相關(guān)性討論

CDOM 不同來(lái)源對(duì) Sg的影響主要體現(xiàn)為CDOM 中腐殖酸和富里酸濃度比例不同所引起的變化［30］.Sg越大，CDOM 中所含富里酸比例越高，腐殖酸比例越低；反之，Sg越小，CDOM中所含富里酸比例越低，腐殖酸比例越高.而富里酸和腐殖酸的含量比值與CDOM的陸源輸入和生物自身降解息息相關(guān)［31］.

本研究中，青島近岸海水和東海海水Sg值范圍基本符合文獻(xiàn)報(bào)道數(shù)據(jù)，如 Bricaud等［17］測(cè)定的Sg值為（0.010～0.020）nm-1和Rochelle-Newall等［15］報(bào)道的Sg值在（0.015～0.025）nm-1.

從Sg的范圍和平均值上來(lái)看，青島近岸海水和東海海水并沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的差異.為了更好的關(guān)注陸源和海源對(duì)α（355）和Sg的影響，比較了青島近岸及東海海水α（355）和Sg的相關(guān)性.青島近岸海水 α（355）與光譜斜率 Sg存在明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系，該結(jié)果與王林等［29］對(duì)大連灣的研究、王翔等［27］對(duì)長(zhǎng)江口外海水的研究結(jié)果相同.由于吸光系數(shù)較大的水體通常得到的Sg較低，吸光系數(shù)小的水體得到的Sg偏高，宏觀上說(shuō)明二者存在負(fù)相關(guān)關(guān)系.但是當(dāng)調(diào)查單一海域時(shí)，水體中陸源輸入的CDOM和海源本身產(chǎn)生的CDOM之間的比值以及陸源輸入（或者海源產(chǎn)生）的CDOM中腐殖酸和富里酸的比例是不規(guī)則變化的，因此這種負(fù)相關(guān)關(guān)系并不確定.在本研究中，東海海水α（355）與Sg則無(wú)明顯相關(guān)性.王林等［29］對(duì)東海舟山群島海域和馬海平等［32］對(duì)東海海水的研究結(jié)果也說(shuō)明α（355）與Sg無(wú)相關(guān)性；段洪濤等［31］對(duì)太湖沿岸水體的研究結(jié)果α（355）與Sg表現(xiàn)為很弱的相關(guān)性.因此，說(shuō)明在特定波段處CDOM的吸光系數(shù)與其光譜斜率的相關(guān)性隨著海域的變化（即CDOM來(lái)源不同）而變化.

3.3CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率及相關(guān)性討論

本研究中，青島近岸海水和東海海水CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率與 Valentine等［33］對(duì)北緯 40°各湖泊水體 CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率研究結(jié)果相比偏小1～3個(gè)數(shù)量級(jí).其中青島近岸海水的CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率小于 Ziolkowski等［10］對(duì)緬因?yàn)辰逗完懠芎Ｋ难芯?，與遠(yuǎn)岸海水的研究結(jié)果相近，東海海水的CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率略小于Ziolkowski等對(duì)緬因?yàn)车难芯拷Y(jié)果.

對(duì) CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率和α（355）的進(jìn)行了相關(guān)性分析（圖 5），二者之間具有良好的相關(guān)性（R2=0.8188），這與Ziolkowski等［10］對(duì)緬因?yàn)澈Ｋ难芯拷Y(jié)果（R2=0.73）類(lèi)似.本研究青島近岸海水CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率較大，而東海海水的速率較小，這也與文獻(xiàn)［10］報(bào)道一致.進(jìn)一步說(shuō)明了近岸水體與大洋相比面積雖小，但在CO的光致生成量中可能占有重要地位.一般來(lái)說(shuō)，α（355）較大的水體受陸源輸入影響較大，水體中CDOM的含量及活性較高，由α（355）與CO的產(chǎn)生速率明顯的正相關(guān)性可證明水中的CDOM的光化學(xué)降解是CO的重要來(lái)源.

圖5　295nm濾光片下CO光化學(xué)產(chǎn)生速率和α（355）的相關(guān)性Fig.5 Relationship between CO photoproduction rate andα（355）under the 295nm cut-off filter

3.4不同水體AQY（λ）值比較

圖3中各海區(qū)AQY（λ）值呈指數(shù)減小的趨勢(shì)與 Ziolkowski等［10］西北大西洋海域和 Stubbins等［34］泰恩河不同站位的AQY（λ）的研究結(jié)果一致.本研究中同一海區(qū)AQY（λ）值沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的差異，但由于不同海區(qū)受不同河流徑流輸入和人為因素影響不同，不同海區(qū)之間CDOM的含量和組成差別較大，可能進(jìn)一步造成AQY（λ）值的差異.本文比較了青島近岸海水和東海海水的AQY（λ）平均值（圖6），發(fā)現(xiàn)不同海區(qū)CO的AQY（λ）值具有明顯的差別，青島近岸海水 AQY（λ）平均值明顯高于東海海水.

與淡水體系［33］和太平洋海水［7］的AQY（λ）值相對(duì)比（圖6），在整個(gè)紫外可見(jiàn)光區(qū)，淡水中因含有大量陸源CDOM，其AQY（λ）值最高，開(kāi)闊大洋中AQY（λ）值最低，而青島近岸海水和東海海水AQY（λ）值居中.AQY（λ）值表現(xiàn)為從淡水、青島近岸海水、東海海水到太平洋海水依次降低.該現(xiàn)象與張聰?shù)龋?5］、Yang等［12］的研究結(jié)果相同.說(shuō)明了陸源CDOM和海源CDOM吸收相等光量子降解產(chǎn)生CO的效率并不相同.一方面，淡水水域的陸源 CDOM 的含量要遠(yuǎn)高于大洋區(qū)域的海源CDOM；另一方面，陸源輸入的CDOM比海源藻類(lèi)產(chǎn)生的 CDOM 具有更高的光化學(xué)活性［21］.并且，在淡水中的金屬離子如（Fe3+和 Cu2+）能有效催化 CDOM降解［36］，且二者在河口水中的含量通常要高于海水.因此，淡水或受陸源輸入影響較大的近岸水由于具有更高的光化學(xué)活性， AQY（λ）值較大，發(fā)生光降解反應(yīng)時(shí)能更加有效地產(chǎn)生CO.

圖6　青島近岸、東海海水、淡水［33］和太平洋海水［7］平均AQY（λ）對(duì)比Fig.6 Comparison of this study's average AQY（λ） for QCS and ECS with freshwater and seawater from the Pacific Ocean

4　結(jié)論

4.1受陸源輸入影響較大的青島近岸海水αCDOM平均值大于東海海水.兩個(gè)海域 Sg范圍和平均值無(wú)明顯差異，但青島近岸海水α（355）和Sg表現(xiàn)出良好的相關(guān)性，而東海海水兩個(gè)參數(shù)之間無(wú)明顯相關(guān)性.

4.2295nm濾光片下兩個(gè)研究海域海水中，青島近岸海水CO光化學(xué)產(chǎn)生速率大于東海海水.CO的光化學(xué)產(chǎn)生速率與 α（355）之間具有良好的正相關(guān)性，說(shuō)明CDOM的光化學(xué)降解是產(chǎn)生CO的重要途徑.

4.3AQY（λ）在近岸海區(qū)和東海海區(qū)譜圖形狀類(lèi)似， 青島近岸海水AQY（λ）平均值高于東海海水.并且 AQY（λ）值表現(xiàn)出由淡水、青島近岸海水、東海海水、太平洋海水依次降低的趨勢(shì)，說(shuō)明含有高光學(xué)活性物質(zhì)的CDOM發(fā)生光降解反應(yīng)能更加有效地產(chǎn)生CO.

［1］ Levine J S， Rinsland C P， Tennille G M. The photochemistry of methane and carbon monoxide in the troposphere in 1950 and 1985 ［J］. Nature， 1985，318（6043）：254-257.

［2］ Meszaros T， Haszpra L， Gelencser A. The assessment of the seasonal contribution of the anthropogenic sources to the carbon monoxide budget in Europe ［J］. Atmospheric Environment， 2004，38（25）：4147-4154.

［3］ Seiler W， Junge C. Carbon monoxide in the atmosphere ［J］. Journal of Geophysical Research， 1970，75（12）：2217-2226.

［4］ Stubbins A， Uher G， Kitidis V， et al. The open-ocean source of atmospheric carbon monoxide ［J］. Deep Sea Research Part II：Topical Studies in Oceanography， 2006，53（14）：1685-1694.

［5］ Fichot C G， Miller W L. An approach to quantify depth-resolved marine photochemical fluxes using remote sensing： Application to carbon monoxide （CO） photoproduction ［J］. Remote Sensing of Environment， 2010，114（7）：1363-1377.

［6］ White E M， Kieber D J， Sherrard J， et al. Carbon dioxide and carbon monoxide photoproduction quantum yields in the Delaware Estuary ［J］. Marine Chemistry， 2010，118（1）：11-21.

［7］ Zafiriou O C， Andrews S S， Wang W. Concordant estimates of oceanic carbon monoxide source and sink processes in the Pacific yield a balanced global “blue-water” CO budget ［J］. Global Biogeochemical Cycles， 2003，17（1）：1015.

［8］ Osburn C L， Retamal L， Vincent W F. Photoreactivity of chromophoric dissolved organic matter transported by the Mackenzie River to the Beaufort Sea ［J］. Marine Chemistry， 2009， 115（1）：10-20.

［9］ Opsahl S， Benner R， Amon R M W. Major flux of terrigenous dissolved organic matter through the Arctic Ocean ［J］. Limnology and Oceanography， 1999，44（8）：2017-2023.

［10］ Ziolkowski L A， Miller W L. Variability of the apparent quantum efficiency of CO photoproduction in the Gulf of Maine and Northwest Atlantic ［J］. Marine chemistry， 2007，105（3）：258-270.

［11］ Yang G P， Wang W L， Lu X L， et al. Distribution， flux andbiological consumption of carbon monoxide in the Southern Yellow Sea and the East China Sea ［J］. Marine Chemistry， 2010， 122（1）：74-82.

［12］ Yang G P， Ren C Y， Lu X L， et al. Distribution， flux， and photoproduction of carbon monoxide in the East China Sea and Yellow Sea in spring ［J］. Journal of Geophysical Research： Oceans （1978-2012）， 2011，116（C02001）.

［13］ Babin M， Stramski D， Ferrari G M， et al. Variations in the light absorption coefficients of phytoplankton， nonalgal particles， and dissolved organic matter in coastal waters around Europe ［J］. Journal of Geophysical Research： Oceans （1978-2012）， 2003， 108（C7）：3211.

［14］ Loh A N， Bauer J E， Druffel E R M. Variable ageing and storage of dissolved organic components in the open ocean ［J］. Nature，2004，430（7002）：877-881.

［15］ Rochelle-Newall E J， Fisher T R. Chromophoric dissolved organic matter and dissolved organic carbon in Chesapeake Bay ［J］. Marine Chemistry， 2002，77（1）：23-41.

［16］ Guo W， Yang L， Zhai W， et al. Runoff-mediated seasonal oscillation in the dynamics of dissolved organic matter in different branches of a large bifurcated estuary—The Changjiang Estuary ［J］. Journal of Geophysical Research： Biogeosciences，2014，119（5）：776-793.

［17］ Bricaud A， Morel A， Prieur L. Absorption by dissolved organic matter of the sea （yellow substance） in the UV and visible domain ［J］. Limnology and Oceanography， 1981，26（1）：43-53.

［18］ 陸小蘭，楊桂朋，王曉蒙，等.頂空法測(cè)定海水中一氧化碳 ［J］. 分析化學(xué)， 2010，38（3）：352-356.

［19］ Leifer A. The kinetics of environmental aquatic photochemistry：Theory and practice ［M］. American Chemical Society， 1988.

［20］ Johannessen S C， Miller W L. Quantum yield for the photochemical production of dissolved inorganic carbon in seawater ［J］. Marine Chemistry， 2001，76（4）：271-283.

［21］ Zhang Y， Xie H， Chen G. Factors affecting the efficiency of carbon monoxide photoproduction in the St. Lawrence estuarine system （Canada） ［J］. Environmental science and technology， 2006，40（24）：7771-7777.

［22］ Guo W， Yang L， Yu X， et al. Photo-production of dissolved inorganic carbon from dissolved organic matter in contrasting coastal waters in the southwestern Taiwan Strait， China ［J］. Journal of Environmental Sciences， 2012，24（7）：1181-1188.

［23］ 蔣鳳華，殷月芬，黎先春，等.膠州灣海泊河口水域水體的吸收，熒光特性與溶解有機(jī)碳的實(shí)驗(yàn)研究 ［J］. 海洋環(huán)境科學(xué)， 2007，26（4）：351-354.

［24］ 趙軍杰，張 婧，楊桂朋.等.黃海有色溶解有機(jī)物（CDOM）的光學(xué)特性研究 ［J］. 海洋環(huán)境科學(xué)， 2013，32（6）：818-823.

［25］ Mannino A， Novak M G， Hooker S B， et al. Algorithm development and validation of CDOM properties for estuarine and continental shelf waters along the northeastern US coast ［J］. Remote Sensing of Environment， 2014，152：576-602.

［26］ Catalá T S， Reche I， álvarez M， et al. Water mass age and aging driving chromophoric dissolved organic matter in the dark global ocean ［J］. Global Biogeochemical Cycles， 2015，29（7）：917-934.

［27］ 王 翔，楊 紅，孔德星，等.長(zhǎng)江口外海水中有色溶解有機(jī)物（CDOM）的光吸收特性 ［J］. 臺(tái)灣海峽， 2010（4）：518-524.

［28］ 郭衛(wèi)東，程遠(yuǎn)月，余翔翔，等.海洋有色溶解有機(jī)物的光化學(xué)研究進(jìn)展 ［J］. 海洋通報(bào)， 2008，27（3）：107-114.

［29］ 王 林，趙冬至，傅云娜，等.黃色物質(zhì)吸收系數(shù) ag （440）與斜率Sg相關(guān)關(guān)系 ［J］. 大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)， 2007，33（2）：179-182.

［30］ Carder K L， Steward R G， Harvey G R， et al. Marine humic and fulvic acids： Their effects on remote sensing of ocean chlorophyll ［J］. Limnology and oceanography， 1989，34（1）：68-81.

［31］ 段洪濤，馬榮華，孔維娟，等.太湖沿岸水體CDOM吸收光譜特性［J］. 湖泊科學(xué)， 2009，21（2）：242-247.

［32］ 馬海平，張 婧，高先池，等.秋季東海有色溶解有機(jī)物（CDOM）的光學(xué)特性 ［J］. 海洋環(huán)境科學(xué)， 2014，6：011.

［33］ Valentine R L， Zepp R G. Formation of carbon monoxide from the photodegradation of terrestrial dissolved organic carbon in natural waters ［J］. Environmental science and technology， 1993，27（2）：409-412.

［34］ Stubbins A， Law C S， Uher G， et al. Carbon monoxide apparent quantum yields and photoproduction in the Tyne estuary ［J］. Biogeosciences， 2011，8（3）：703-713.

［35］ 張 聰，陸小蘭，楊桂朋，等.春季黃海與渤海一氧化碳的濃度分布，海-氣通量和光生產(chǎn)的研究 ［J］. 環(huán)境科學(xué)， 2011，32（8）：2204-2209.

［36］ Gao H， Zepp R G. Factors influencing photoreactions of dissolved organic matter in a coastal river of the southeastern United States ［J］. Environmental Science and Technology， 1998，32（19）：2940-2946.

致謝：感謝“東方紅2”海洋綜合調(diào)查船全體工作人員在出海調(diào)查中給予的幫助.

Study of CDOM properties and carbon monoxide photoproduction in Qingdao coast sea and the East China Sea.

ZHANG Dong-ni， LU Xiao-lan*， PENG Tong， ZHAO Bao-zhen， LIU Chun-ying （Key Laboratory of Ministry of Education for Marine Chemistry Theory and Technology， Ocean University of China， Qingdao 266100， China）. China Environmental Science， 2015，35（11）：3468～3474

In this study， the photoproduction of CO in the seawater of Qingdao Coast Sea （QCS） and the East China Sea（ECS） was investigated. The optical characteristics of Chromophoric Dissolved Organic Matter （CDOM） and the Apparent Quantum Yield ［AQY（λ）］ of CO in the seawater of the two different research areas were compared. The results showed that the absorption coefficient at 355nm ［α（355）］ of QCS and the ECS were （0.381～0.868）m-1and（0.083～0.427）m-1， with the averages of 0.622m-1and 0.196m-1， respectively， indicating that the value along the coast area was higher than that in the ECS. There is a clear correlation between α（355）and Sgin the water of QCS， but the two parameters in the seawater of the ECS did not have the obvious correlation， suggesting the correlation between α（355）and Sgwas undetermined. The positive correlation between α（355）and photochemical production rate of CO showed the photochemical degradation of CDOM was the important source to produce CO. Similar to the variation trend of α（355），the average AQY（λ） in QCS was higher than that in the ECS， indicating that the CDOM with the high optically active substance could yield CO more efficiently in its photodegradation reaction.

carbon monoxide；chromophoric dissolved organic matter；spectrum slope；apparent quantum yield

X131

A

1000-6923（2015）11-3468-07

2015-04-05

山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家科研獎(jiǎng)勵(lì)基金項(xiàng)目（BS2011HZ018）；海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主科研基金（201413023）；國(guó)家自然科學(xué)基金（40606023，41176062）

* 責(zé)任作者， 副教授， lxlu@ouc.edu.cn

張東妮（1992-），女，遼寧沈陽(yáng)人，碩士，主要從事海洋光化學(xué)和海洋痕量氣體的研究.