春季东海挥发性有机硫化物(VSCs)分布的研究

于2017年3~4月首次对东海表层海水及大气中3种主要挥发性有机硫化物（VSCs）即羰基硫（COS）、二甲基硫（DMS）、二硫化碳（CS₂）的浓度分布进行观测,研究了海水中3种主要VSCs的相关性,并估算了3种VSCs的海-气通量.结果表明,东海表层海水COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为（1.0±0.4）、（6.8±6.8）和（0.6±0.4）nmol/L,总体来看东海表层水中3种VSCs呈现出近岸高、远海低的分布趋势.相关性分析表明DMS与Chl-a存在显著相关性,表明浮游植物生物量是影响东海海水中DMS分布的主要因素;同时DMS与CS₂存在着显著的相关性,表明这2种物质的来源有着一定的共性.大气中COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为：（294.7±158.8）、（22.7±18.0）和（108.8±88.1）×10^-12,分布呈现出近岸高,远海低的趋势,主要受到人为活动等陆源输入的影响.此外春季东海COS、DMS和CS₂的海-气通量平均值分别为（4.0±3.4）、（25.8±33.8）和（2.6±2.9）μmol/（m²⋅d）,表明春季东海是大气中3种VSCs重要的源.     

夏季东海挥发性硫化物的空间分布与释放通量研究

挥发性硫化物（volatile sulfur compounds,VSCs）是大气中一类重要的痕量活性气体,对全球硫循环和气候变化有着重要的影响.于2018年6—7月运用冷阱捕集气相色谱和气-质联用法测定了东海海水与大气中3种重要的VSCs即羰基硫（carbonyl sulfide,COS）、二甲基硫（dimethyl sulfide,DMS）、二硫化碳（carbon disulfide,CS₂）的浓度,分析了其与相关环境因子的相关性,并估算了它们的海-气通量.研究结果表明,夏季东海表层海水中COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为（0.47±0.33）、（4.46±4.52）和（0.13±0.07） nmol·L^-1,海水中COS和CS₂的高值区出现在长江口附近海域,DMS在东海南部海域的浓度远低于北部海域.大气中COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为（564.0±37.5）×10^-12、（70.7±83.5）×10^-12和（177.6±232.3）×10^-12（以体积分数计）,COS分布均匀,CS₂的分布呈现近岸高远海低的特点,而DMS的分布受海-气扩散的影响.相关性分析表明,夏季东海海水中COS和CS₂与海水中的营养盐存在正相关关系,这可能是因为营养盐能促进浮游植物生长,而浮游植物生长过程中能释放COS和CS₂的前体进入水体,从而促进COS和CS₂的生产.此外,夏季东海中COS、DMS和CS₂的海-气通量平均值为（1.05±1.13）、（9.21±9.49）和（0.24±0.22）μmol·m^-2·d^-1,表明夏季东海是大气中3种VSCs的源.     

2017年9月东海海水和大气中挥发性有机硫化物的浓度分布及其来源

挥发性有机硫化物（volatile organic sulfur compounds，简称VSCs）是硫循环的主要参与者，在全球气候变化和大气化学中发挥重要作用.于2017年9月运用冷阱捕集气相色谱和气-质联用法对东海海水与大气中3种重要的VSCs即羰基硫（COS）、二甲基硫（DMS）、二硫化碳（CS₂）的浓度进行了测定，并计算了它们的海-气通量.研究结果表明，秋季东海表层海水中COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为（0.14±0.08）、（3.58±2.81）和（0.06±0.06）nmol·L^-1.大气中COS、DMS和CS₂的平均浓度分别为（414.9±107.4）×10^-12、（39.7±29.9）×10^-12和（92.9±55.6）×10^-12，COS是大气中含量最丰富的VSCs.相关性分析表明，海水中DMS与CS₂存在相关性，推测两者具有相似的来源途径.大气中COS和CS₂的浓度相关性较为显著，显示大气中CS₂是COS的主要源.此外，海水中COS、DMS和CS₂都呈过饱和状态，海-气通量平均值分别为（0.45±0.58）、（13.15±12.66）和（0.20±0.22）μmol·m^-2·d^-1，表明秋季东海是大气中3种VSCs的源.     

厦门近海域大气中挥发性有机硫化物特征研究

为研究厦门近岸海域挥发性有机硫化物(volatile organic sulfur compounds,VOSCs)的季节性变化特征,于2013年采集了厦门近海域4个季节典型时段的大气样品,并利用三段预浓缩和GC-MS联用技术的方法对挥发性有机硫化物的浓度进行了测定。研究结果表明:大气中VOSCs浓度季节变化显著,其中冬季最高(2 643.04 ng/m3),而夏季最低(829.08 ng/m3),主要受到夏季风速高和台风雨的吸收和稀释作用影响。对比不同采样点各种硫化物组分可知,羰基硫(COS)是厦门近海域大气中有机硫化物的最主要组分,浓度范围在757.14~1 373.50 ng/m3,占总VOSCs的58.1%~75.8%。二甲基硫(DMS)和二甲基二硫醚(C2H6S2)在会展中心采样点的浓度最高,分别为143.54 ng/m3(秋季)和406.10 ng/m3(冬季);甲硫醇(CH4S)和乙硫醚(C4H10S)在珍珠湾采样点的浓度最高,分别为439.14 ng/m3(冬季)和411.61 ng/m3(春季)。厦门近岸海域各站位点有机硫化物组分的浓度变化主要受到季节性差异、人为因素和气象因素等的影响。     

夏季中国东海生源有机硫化物的分布及其影响因素研究

二甲基硫(DMS)、二甲巯基丙酸内盐(DMSP)和二甲亚砜(DMSO)是海洋中最重要的3种生源有机硫化物.本文系统研究了2013年6月中国东海表层海水中3种硫化物的水平分布规律及其影响因素,并估算了DMS海-气通量.结果表明,表层海水DMS、溶解态DMSPd、颗粒态DMSPp、溶解态DMSOd和颗粒态DMSOp浓度平均值分别为4.70、7.00、27.83、13.66和10.78 nmol·L-1.DMS、DMSP和DMSO与叶绿素a(Chl-a)水平分布规律相似,均呈现近岸高、远海低的趋势.相关性分析结果表明,DMS、DMSPd和DMSOp浓度与Chl-a浓度均有显著的相关性,说明浮游植物生物量是影响东海有机硫化物生产分布的重要因素.此外,研究发现DMS与DMSPd、DMSOd与DMS间分别存在一定的相关性,表明表层海水中DMS主要来源于DMSPd的微生物降解,而DMSOd的主要来源是DMS的氧化过程.此外,夏季东海DMS海-气通量在0.62~33.98μmol·(m2·d)-1之间,平均值为9.71μmol·(m2·d)-1.     

青岛近岸海域二甲基硫排放和大气中二甲基硫浓度变化

为研究我国受人为干扰严重的近岸海域DMS排放规律,利用固体吸附-解吸的富集采样方法和冷却预浓缩的分析方法,分别在2001年夏秋季和2002年春秋季,对青岛近岸海域海水和大气中的二甲基硫进行了采样和分析.结果表明,海水中DMS浓度和海气排放通量呈现明显的空间分布和季节变化.夏季,青岛近岸的海水DMS平均浓度最高,达1169.47 ng·L^-1;春季最低,只有226.99 ng·L^-1.河口区、风景旅游区和奥运赛场区在夏季有显著的从高到低的浓度梯度变化,而春秋季不明显.DMS海气排放通量主要由海水浓度决定,因此两者呈现一致的变化规律.海洋大气中的DMS也呈现夏季较高(256.44 ng·m^-3),秋季较低(195.64 ng·m^-3)的季节变化.文中还初步探讨了大气DMS的日变化情况.     

东海二甲基硫时空变化特征及影响因素分析

基于已建立的DMS广义可加混合模型(GAMM),采用东海现场实测数据和卫星遥感海表温度(SST)和局地校正叶绿素a(Chl-a)v5.0(LMCv5.0)数据,获得1998-2020年共23年的东海表层DMS数据集,分析了东海表层海水DMS浓度时空特征和影响因素.结果表明:东海表层海水DMS年平均浓度为2.67nmol/L,呈现外海低、近岸高的空间分布特征,并具有显著的季节变化:春夏季浓度较高,秋冬季浓度偏低.根据所获得的23年的数据,东海表层海水DMS浓度年际变化具有明显空间差异性,近岸呈现明显先上升后降低的年际变化特征,而外海的年际变化不明显.春、夏两季东海表层海水DMS浓度空间分布差异主要受Chl-a影响,秋、冬两季其差异主要受Chl-a和SST协同作用的影响.Chl-a是影响长江口及邻近海域DMS年际变化的主要因素,SST是影响苏北沿岸DMS年际变化的主要因素.河流输入的营养盐可能是长江口DMS的影响因素.春季(冬季)海表风速和长江口DMS存在相似(相反)年际变化特征.     

枯水季和丰水季长江口海域生源硫的浓度变化特征及影响因素

为深入研究河口近岸海域DMS（二甲基硫）的生物地球化学过程,于2014年2月（枯水季）和7月（丰水季）对长江口及附近海域表层海水中DMS及其前体物质DMSP（二甲巯基丙酸内盐）的浓度分布及影响因素进行了研究,测定了DMSPd（溶解态DMSP）的降解速率和DMS的生物生产与微生物消费速率,并估算了DMS的海-气通量.结果表明:①枯水季和丰水季c（DMS）、c（DMSPd）、c（DMSPp）（DMSPp为颗粒态DMSP）的平均值±标准偏差分别为（0.54±0.28）（2.04±1.32）（6.65±5.07）和（3.99±3.70）（5.57±4.72）（14.26±9.17）nmol/L,长江口海域丰水季生源硫化物的浓度明显高于枯水季.②枯水季和丰水季c（DMSPd）与ρ（Chla）均呈弱相关,说明浮游植物在控制长江口海域DMSP的生产分布中发挥重要作用.③枯水季和丰水季c（DMS）/ρ（Chla）的平均值±标准偏差分别为（2.62±3.28）和（4.60±7.49）mmol/g,表明丰水季DMS的高产藻种（甲藻）在浮游植物生物量中所占比例高于枯水季.④枯水季表层海水中DMSPd的降解速率和DMS的生物生产速率分别介于（2.84~30.53）和（0.52~2.19）nmol/（L·d）之间,平均值分别为14.55和1.30 nmol/（L·d）,表明DMS并不是DMSPd的主要降解产物.⑤枯水季和丰水季DMS的海-气通量平均值±标准偏差分别为（0.36±0.32）和（2.17±2.98）μmol/（m2·d）,而且丰水季的硫排放量明显高于枯水季,这主要与夏季较高的c（DMS）有关.研究显示,长江口海域生源硫化物的浓度变化及分布特征呈明显的季节性差异,河口近岸海域是海洋有机硫排放的重要区域.      

秋季长江口海域海水和大气中BTEX的分布及环境效应

以苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯为代表(简称BTEX)的单环芳烃是大气中挥发性有机物(VOCs)的重要组分，它们对臭氧(O₃)和二次有机气溶胶(SOA)的生成具有重要作用.于2020年10月分析了长江口及邻近海域海水和大气中BTEX的分布特征，并评估了其海-气通量及大气环境效应.结果表明，研究海域表层海水中苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯的浓度平均值分别为(17.4±21.9)、(91.2±64.0)、(25.9±16.9)、(52.9±34.9)和(26.7±19.3) ng·L^-1.BTEX浓度总体呈现近岸高、外海低的分布趋势，底层海水浓度略高于表层.大气中苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯和邻二甲苯的平均浓度分别为(90.4±46.6)×10^-12、(255±284)×10^-12、(139±115)×10^-12、(196±202)×10^-12和(131±116)×10^-12，在舟山群岛附近海域浓度较高.大气中乙苯和二甲苯...     

春季东、黄海溶解甲烷的分布和海气交换通量

于2011年3月17日～4月6日对东、黄海海域进行了大面调查,采集了45个站位不同深度的海水样品,对溶解甲烷(CH4)浓度进行了测定,并估算了其海-气交换通量.结果表明,东、黄海表层海水中溶解甲烷的浓度变化范围是2.39～29.67nmol.L-1,底层海水中甲烷浓度范围是2.63～30.63 nmol.L-1,底层浓度略高于表层,表明底层水体或沉积物中存在甲烷的源.春季东、黄海海域表、底层溶解甲烷的分布特征基本一致,即从近岸向远海逐渐降低,主要受长江冲淡水输入和黑潮水入侵的影响.春季东、黄海海域表层海水中CH4饱和度为93%～1 038%.利用Liss and Merlivat公式(LM86)、Wanninkhof公式(W92)和现场测定的风速估算出春季东、黄海海域CH4的海-气交换通量分别为(2.85±5.11)μmol.(m2.d)-1和(5.18±9.99)μmol.(m2.d)-1,根据本研究结果和文献数据初步估算出东海和黄海年释放甲烷量分别为7.05×10-2～12.0×10-2Tg.a-1和1.17×10-2～2.20×10-2Tg.a-1.春季东、黄海海域表层海水中CH4均呈过饱和状态,是大气中CH4的净源.     

小麦田中有机硫气体的释放

采用密闭箱法对不同施肥条件下小麦田中羰基硫(COS)、二硫化碳(CS₂)和二甲基硫(DMS)的释放情况进行了监测.结果表明,小麦生长过程对COS、CS₂和DMS释放影响显著,小麦对COS有明显吸收作用,DMS和CS₂是麦田中释放的主要含硫气体.COS和CS₂释放速率昼夜变化明显.仅施用有机肥的麦田,硫释放总量高于其它田块.不同施肥条件的田块,硫释放总量范围在-1.40～0.79mg·ml^-2之间.     

GC determination of dimethyl selenide and trimethyl selenonium ions in aquatic systems using element specific detection

Dimethyl selenide has been postulated to be an organoselenium compound in seawater. In this study, dimethyl selenide was detected in seawater along with a non-identified sulfur compound other than COS, CH₃SH, CS₂, DMS, and DMDS. Additionally, trimethyl selenonium ions could be detected in a moorland lake water sample.     

Vertical distributions of COS,CS2, DMS and other sulfur compounds in a loblolly pine forest

Measurements of atmospheric COS, CS₂, DMS, SO₂ and aerosol sulfate and methanesulfonate (MSA) concentrations were conducted in a loblolly pine forest in central Georgia between July and September 1990. The daytime profiles obtained for the reduced sulfur gases (COS, CS₂, DMS) often showed significantly higher concentrations at the canopy level than above the forest canopy, indicating a net emission of these gases from the tree tops. No evidence was found for a net uptake of COS by the canopy during daytime. With one exception, all COS concentrations measured during the day were significantly higher than corresponding nighttime values. These results appear to be in conflict with recent studies suggesting a net uptake of atmospheric COS by plants during photosynthetic activity. Possible explanations for these different findings are discussed. Nighttime profiles indicated no major biosphere-atmosphere exchange of COS, CS₂ or DMS. Nighttime DMS concentrations were significantly higher than corresponding daytime values. A clear inverse relationship between the diel variations of DMS and MSA was observed, consistent with rapid photochemical oxidation of DMS under the given conditions.     

外源含硫化合物对土壤挥发性有机硫化合物交换通量的影响

通过静态箱采样和Entech7100预浓缩仪-GC-MS分析了半胱氨酸、硫化钠和硫酸钠对土壤吸收或释放羰基硫（COS）、二甲基硫醚（DMS）、二硫化碳（CS2）和二甲二硫醚（DMDS）等4种挥发性有机硫化合物（VOSCs）的影响.结果表明,添加半胱氨酸后,土壤由COS和CS2汇转变为源,DMS和DMDS通量显著增加,且...     

湿地生态系统还原性硫气体自然释放研究

还原性硫气体是重要的痕量生源气体,对全球硫循环和大气化学具有重要作用。湿地是还原性硫气体的重要排放源,二甲基硫(DMS)、硫化氢(H2S)、羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)是湿地系统释放明显的还原性硫气体。开展湿地生态系统还原性硫气体自然释放的研究,可在全球尺度上估算还原性硫气体对大气循环的具体贡献提供基础数据。DMS、H2S和CS2的日变化规律表现为昼释放率大于夜释放率,COS释放速率表现为夜大于昼,在季节变化上都呈现生长季释放率大于非生长季;空间释放规律上也有较大差异性,水稻田硫气体释放量较为明显。温度通过影响酶活性进而影响硫气体释放,土壤、植被和潮周期等也是影响湿地生态系统还原性硫气体释放的重要因素。在探讨目前该研究领域存在不足的同时,对未来的研究工作进行了展望,以期对湿地生态系统还原性硫气体释放取得更深入的探究。     

水稻土中甲硫氨酸分解释放挥发性含硫气体的影响因素

为了探讨水稻土中含硫气体产生和释放的途径 ,在室内培养条件下 ,测定了南京水稻土中含硫气体的释放 .从该淹水土壤中测出 3种含硫气体 ;羰基硫 (COS)、二甲基硫 (DMS)和少量硫化氢 (H₂S)气体 .当土壤中加入甲硫氨酸后 ,DMS气体的释放量有了明显增加 ,此外还有大量甲硫醇 (CH₃SH)和二甲基二硫 (DMDS)气体测出 .而 COS在好氧条件 (普通大气淹水 )下的释放量明显增加 ,在厌氧条件 (充氮淹水 )下的释放量变化不明显 ;只有 H₂S的释放量几乎没变 .这些结果表明 ,甲硫氨酸的分解可能是 COS、DMS、CH₃SH和 DMDS的产生源之一 ,且释放含硫气体的种类明显不同于胱氨酸和半胱氨酸 .在好氧 (普通大气 )条件下 ,DMDS和 CH₃SH的释放量低于厌氧情况 (充氮气 )下的释放量 ,DMS则高于厌氧条件下的释放量 .这表明 ,水稻土中甲硫氨酸分解产生 DMDS和 CH3SH需较强的还原条件 ,产生这 2种气体的微生物需要严格的厌氧条件 .产生 DMS的微生物则比前者需要高一些的含氧量 .土壤 pH值和含水量及光照对甲硫氨酸分解释放含硫气体均有影响 .各含硫气体在持水率 50%、普通大气、光照条件下的释放量明显高于无光照条件下的释放量 .     

Photochemical production of carbonyl sulfide, carbon disulfide and dimethyl sulfide in a lake water

Photochemical production of carbonyl sulfide(COS),carbon disulfide(CS_2) and dimethyl sulfide(DMS) was intensively studied in the water from the Aohai Lake of Beijing city.The lake water was found to be highly supersaturated with COS,CS_2 and DMS,with their initial concentrations of 0.91 ± 0.073 nmol/L,0.55 ± 0.071 nmol/L and 0.37 ± 0.062 nmol/L,respectively.The evident photochemical production of COS and CS_2 in the lake water under irradiation of 365 nm and 302 nm indicated that photochemical production of them might be the reason for their supersaturation.The similar dependence of wavelength and oxygen for photochemical production of COS,CS_2 and DMS implied that they might be from the same precursors.The water cage effect was found to favor COS production but inhibit CS_2and DMS formation,indicating that COS photochemical production was mainly from direct degradation of the precursors and the formation of CS_2 and DMS needed intermediates via combination of carbon-centered radicals and sulfur-centered radicals.The above assumptions were further confirmed by simulation experiments with addition of carbonyls and amino acids(cysteine and methionine),and the photochemical formation mechanisms for COS,CS_2 and DMS in water were derived from the investigations.     

水稻土中硫酸二乙酯分解产生含硫气体的研究

为了探讨水稻土中含硫气体产生和释放的途径，在室内培养条件下，测定了南京水稻土中含硫气体的释放。结果从该淹水土壤中测出3种含硫气体；硫化氢（H2S），羰基硫（COS）和二甲基硫（DMS）气体。当土壤中加入硫酸二乙酯后，不仅上述3种气体的释放量增加了，而且还明显测出甲硫醇（CH3SH）和二硫化碳（CS2）。据此推测，水稻土中硫酸二乙酯的分解可能是CH3SH、CS2、COS、H2S、DMS5种气体产生释放的来源之一。在好氧条件（普通大气）下：（1）H2S和COS的释放量低于厌氧条件（充氮）。（2）CS2和CH3SH的释放量高于厌氧条件。（3）DMS的释放量不受空气中氧气含量的影响。分析了培养前后土壤pH和Eh的变化和影响。     

挥发性有机硫化合物释放及对全球环境的影响

介绍了几种挥发性有机硫化合物：甲硫醚（DMS）、羰基硫（COS）、甲硫醇（MSH或CH3SH）、二硫化碳（CS2）和二甲基二硫（DMDS)从各种自然源（主要是生物源）释放的情况，并论述了有机硫气体释放对全球环境和气候的影响。着重阐述了在海洋、陆地生态系统中，各种生物硫源的释放情况和有机硫气体的迁移、转化规律。讨论了大气中痕量有机硫气体的分析方法，并提出一些建议。