应(Ying)用(Yong)案(An)例(Li)
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摘(Zhai)要(Yao)
陆(Lu)地(Di)输(Shu)入(Ru)和(He)随(Sui)后(Hou)湖(Hu)泊(Bo)生(Sheng)态(Tai)系(Xi)统(Tong)中(Zhong)溶(Rong)解(Jie)有(You)机(Ji)物(Wu)((?)DOM)(?)的(De)降(Jiang)解(Jie)会(Hui)导(Dao)致(Zhi)溶(Rong)解(Jie)氧(Yang)((?)DO)(?)的(De)快(Kuai)速(Su)消(Xiao)耗(Hao)。(?)陆(Lu)地(Di)DOM((?)包(Bao)括(Kuo)有(You)机(Ji)酸(Suan))(?)的(De)输(Shu)入(Ru)也(Ye)会(Hui)导(Dao)致(Zhi)pH值(Zhi)下(Xia)降(Jiang)。(?)然(Ran)而(?),(?)迄(Qi)今(Jin)为(Wei)止(Zhi),(?)很(Hen)少(Shao)有(You)研(Yan)究(Jiu)调(Diao)查(Cha)陆(Lu)地(Di)DOM输(Shu)入(Ru)、(?)水(Shui)体(Ti)中(Zhong)的(De)DO和(He)pH水(Shui)平(Ping)以(Yi)及(Ji)湖(Hu)泊(Bo)生(Sheng)态(Tai)系(Xi)统(Tong)的(De)二(?)氧(Yang)化(Hua)碳(Tan)((?)CO2)(?)排(Pai)放(Fang)之(Zhi)间(Jian)的(De)联(Lian)系(Xi)。(?)根(Gen)据(Ju)2020年(Nian)5月(Yue)至(Zhi)2021年(Nian)4月(Yue)在(Zai)中(Zhong)国(Guo)主(Zhu)要(Yao)人(Ren)工(Gong)饮(Yin)用(Yong)水(Shui)水(Shui)库(Ku)千(Qian)岛(Dao)湖(Hu)100个(Ge)站(Zhan)点(Dian)的(De)月(Yue)度(Du)实(Shi)地(Di)采(Cai)样(Yang)活(Huo)动(Dong),(?)我(Wo)们(Men)估(Gu)计(Ji)该(Gai)湖(Hu)的(De)年(Nian)二(?)氧(Yang)化(Hua)碳(Tan)排(Pai)放(Fang)量(Liang)((?)FCO2)(?)为(Wei)37.2±(?)29.0 gC m2 yr1,(?)相(Xiang)当(Dang)于(Yu)0.02±(?)0.02 TgC yr1。(?)FCO2随(Sui)着(Zhuo)DO、(?)叶(Ye)绿(Lu)素(Su)a((?)Chl-a)(?)和(He)δ(?)2H-H2O的(De)降(Jiang)低(Di)而(?)显(Xian)著(Zhu)增(Zeng)加(Jia),(?)而(?)FCO2随(Sui)着(Zhuo)比(Bi)紫(Zi)外(Wai)吸(Xi)收(Shou)率(Lu)((?)SUVA254)(?)和(He)陆(Lu)地(Di)类(Lei)腐(Fu)殖(Zhi)成(Cheng)分(Fen)((?)C2)(?)的(De)增(Zeng)加(Jia)而(?)增(Zeng)加(Jia)。(?)我(Wo)们(Men)发(Fa)现(Xian)DO浓(Nong)度(Du)和(He)pH随(Sui)着(Zhuo)陆(Lu)地(Di)DOM输(Shu)入(Ru)的(De)增(Zeng)加(Jia)((?)即(Ji)SUVA254和(He)陆(Lu)地(Di)类(Lei)腐(Fu)殖(Zhi)C2水(Shui)平(Ping)的(De)增(Zeng)加(Jia))(?)而(?)下(Xia)降(Jiang)。(?)垂(Chui)直(Zhi)剖(Pou)面(Mian)采(Cai)样(Yang)显(Xian)示(Shi),(?)CO2的(De)分(Fen)压(Ya)((?)pCO2)(?)随(Sui)着(Zhuo)陆(Lu)地(Di)DOM荧(Ying)光(Guang)((?)FDOM)(?)的(De)增(Zeng)加(Jia)而(?)增(Zeng)加(Jia),(?)而(?)DO、(?)pH和(He)δ(?)13C-CO2随(Sui)着(Zhuo)陆(Lu)地(Di)FDOM的(De)增(Zeng)加(Jia)而(?)下(Xia)降(Jiang)。(?)这(Zhe)些(Xie)结(Jie)果(Guo)强(Qiang)调(Diao)了(Liao)陆(Lu)地(Di)DOM输(Shu)入(Ru)在(Zai)改(Gai)变(Bian)物(Wu)理(Li)化(Hua)学(Xue)环(Huan)境(Jing)和(He)促(Cu)进(Jin)该(Gai)湖(Hu)泊(Bo)和(He)潜(Qian)在(Zai)的(De)其(Qi)他(Ta)水(Shui)生(Sheng)生(Sheng)态(Tai)系(Xi)统(Tong)的(De)二(?)氧(Yang)化(Hua)碳(Tan)排(Pai)放(Fang)方(Fang)面(Mian)的(De)重(Zhong)要(Yao)性(Xing)。(?)
图(Tu)形(Xing)摘(Zhai)要(Yao)
研(Yan)究(Jiu)目(Mu)的(De)
确(Que)定(Ding)中(Zhong)国(Guo)主(Zhu)要(Yao)水(Shui)库(Ku)之(Zhi)一(Yi)的(De)千(Qian)岛(Dao)湖(Hu)中(Zhong)溶(Rong)解(Jie)有(You)机(Ji)质(Zhi)((?)DOM)(?)的(De)化(Hua)学(Xue)组(Zu)成(Cheng)和(He)活(Huo)性(Xing)如(Ru)何(He)影(Ying)响(Xiang)溶(Rong)解(Jie)氧(Yang)((?)DO)(?)浓(Nong)度(Du)和(He)pH,(?)从(Cong)而(?)影(Ying)响(Xiang)二(?)氧(Yang)化(Hua)碳(Tan)((?)CO2)(?)的(De)排(Pai)放(Fang)。(?)陆(Lu)地(Di)DOM输(Shu)入(Ru)及(Ji)其(Qi)随(Sui)后(Hou)的(De)降(Jiang)解(Jie)与(Yu)水(Shui)体(Ti)中(Zhong)DO和(He)pH水(Shui)平(Ping)以(Yi)及(Ji)CO2排(Pai)放(Fang)之(Zhi)间(Jian)的(De)联(Lian)系(Xi)。(?)
研(Yan)究(Jiu)方(Fang)法(Fa)
2020年(Nian)5月(Yue)至(Zhi)2021年(Nian)4月(Yue)期(Qi)间(Jian),(?)每(Mei)月(Yue)在(Zai)千(Qian)岛(Dao)湖(Hu)的(De)100个(Ge)站(Zhan)点(Dian)进(Jin)行(Xing)了(Liao)现(Xian)场(Chang)采(Cai)样(Yang)。(?)研(Yan)究(Jiu)者(Zhe)测(Ce)量(Liang)了(Liao)溶(Rong)解(Jie)氧(Yang)((?)DO)(?)、(?)pH、(?)水(Shui)温(Wen)和(He)陆(Lu)地(Di)DOM荧(Ying)光(Guang)((?)FDOM)(?),(?)并(Bing)收(Shou)集(Ji)了(Liao)水(Shui)样(Yang)进(Jin)行(Xing)实(Shi)验(Yan)室(Shi)分(Fen)析(Xi),(?)包(Bao)括(Kuo)DOC、(?)Chl-a、(?)δ(?)2H-H2O、(?)SUVA254等(Deng)。(?)此(Ci)外(Wai),(?)还(Huan)使(Shi)用(Yong)超(Chao)高(Gao)效(Xiao)分(Fen)辨(Bian)率(Lu)质(Zhi)谱(Pu)((?)FT-ICR MS)(?)来(Lai)追(Zhui)踪(Zong)DOM的(De)分(Fen)子(Zi)组(Zu)成(Cheng),(?)同(Tong)时(Shi)使(Shi)用(Yong)Picarro G2201-i同(Tong)位(Wei)素(Su)分(Fen)析(Xi)仪(Yi)来(Lai)测(Ce)量(Liang)CO2的(De)稳(Wen)定(Ding)同(Tong)位(Wei)素(Su)组(Zu)成(Cheng),(?)并(Bing)进(Jin)行(Xing)垂(Chui)直(Zhi)剖(Pou)面(Mian)采(Cai)样(Yang)以(Yi)研(Yan)究(Jiu)pCO2和(He)δ(?)13C-CO2的(De)垂(Chui)直(Zhi)变(Bian)化(Hua)。(?)
Picarro 仪(Yi)器(Qi)的(De)使(Shi)用(Yong)
Picarro G2201-i同(Tong)位(Wei)素(Su)分(Fen)析(Xi)仪(Yi)被(Bei)用(Yong)于(Yu)测(Ce)量(Liang)水(Shui)样(Yang)中(Zhong)CO2的(De)浓(Nong)度(Du)及(Ji)稳(Wen)定(Ding)同(Tong)位(Wei)素(Su)组(Zu)成(Cheng),(?)这(Zhe)是(Shi)离(Li)散(San)采(Cai)样(Yang)测(Ce)量(Liang)。(?)在(Zai)文(Wen)章(Zhang)中(Zhong),(?)展(Zhan)示(Shi)了(Liao)2022年(Nian)5月(Yue)、(?)8月(Yue)和(He)2023年(Nian)3月(Yue)在(Zai)水(Shui)库(Ku)中(Zhong)进(Jin)行(Xing)的(De)三(San)次(Ci)垂(Chui)直(Zhi)剖(Pou)面(Mian)采(Cai)样(Yang)期(Qi)间(Jian)收(Shou)集(Ji)的(De)pCO2和(He)δ(?)13C-CO2的(De)数(Shu)据(Ju),(?)这(Zhe)些(Xie)数(Shu)据(Ju)是(Shi)通(Tong)过(Guo)Picarro G2201-i仪(Yi)器(Qi)获(Huo)得(De)的(De)。(?)
Picarro G2201-i仪(Yi)器(Qi)提(Ti)供(Gong)的(De)数(Shu)据(Ju)用(Yong)于(Yu)分(Fen)析(Xi)CO2的(De)稳(Wen)定(Ding)同(Tong)位(Wei)素(Su)组(Zu)成(Cheng)((?)δ(?)13C-CO2)(?),(?)这(Zhe)有(You)助(Zhu)于(Yu)研(Yan)究(Jiu)者(Zhe)们(Men)理(Li)解(Jie)CO2的(De)来(Lai)源(Yuan)和(He)产(Chan)生(Sheng)过(Guo)程(Cheng)。(?)通(Tong)过(Guo)这(Zhe)些(Xie)数(Shu)据(Ju),(?)研(Yan)究(Jiu)者(Zhe)们(Men)发(Fa)现(Xian)随(Sui)着(Zhuo)陆(Lu)地(Di)DOM荧(Ying)光(Guang)((?)FDOM)(?)的(De)增(Zeng)加(Jia),(?)pCO2增(Zeng)加(Jia),(?)而(?)DO、(?)pH和(He)δ(?)13C-CO2减(Jian)少(Shao)。(?)这(Zhe)表(Biao)明(Ming)陆(Lu)地(Di)DOM的(De)输(Shu)入(Ru)和(He)随(Sui)后(Hou)的(De)降(Jiang)解(Jie)导(Dao)致(Zhi)了(Liao)DO的(De)消(Xiao)耗(Hao)和(He)pH的(De)降(Jiang)低(Di),(?)从(Cong)而(?)促(Cu)进(Jin)了(Liao)CO2的(De)排(Pai)放(Fang)。(?)这(Zhe)些(Xie)发(Fa)现(Xian)支(Zhi)持(Chi)了(Liao)研(Yan)究(Jiu)的(De)结(Jie)论(Lun),(?)即(Ji)陆(Lu)地(Di)DOM的(De)积(Ji)累(Lei)和(He)降(Jiang)解(Jie)是(Shi)水(Shui)库(Ku)CO2排(Pai)放(Fang)的(De)关(Guan)键(Jian)过(Guo)程(Cheng),(?)并(Bing)且(Qie)这(Zhe)些(Xie)排(Pai)放(Fang)与(Yu)水(Shui)体(Ti)中(Zhong)DO的(De)消(Xiao)耗(Hao)和(He)pH的(De)降(Jiang)低(Di)有(You)关(Guan)。(?)这(Zhe)些(Xie)结(Jie)果(Guo)强(Qiang)调(Diao)了(Liao)在(Zai)模(Mo)拟(Ni)湖(Hu)泊(Bo)和(He)水(Shui)库(Ku)碳(Tan)平(Ping)衡(Heng)的(De)变(Bian)异(Yi)性(Xing)时(Shi),(?)应(Ying)考(Kao)虑(Lu)DOM的(De)化(Hua)学(Xue)组(Zu)成(Cheng)和(He)活(Huo)性(Xing)对(Dui)DO和(He)pH变(Bian)化(Hua)的(De)影(Ying)响(Xiang)。(?)
结(Jie)论(Lun)
我(Wo)们(Men)估(Gu)计(Ji)千(Qian)岛(Dao)湖(Hu)的(De)年(Nian)CO2排(Pai)放(Fang)量(Liang)为(Wei)0.02±(?)0.02 TgC yr1。(?)我(Wo)们(Men)的(De)研(Yan)究(Jiu)结(Jie)果(Guo)表(Biao)明(Ming),(?)陆(Lu)地(Di)DOM的(De)积(Ji)累(Lei)和(He)降(Jiang)解(Jie)会(Hui)加(Jia)剧(Ju)CO2排(Pai)放(Fang),(?)同(Tong)时(Shi)伴(Ban)随(Sui)着(Zhuo)DO的(De)消(Xiao)耗(Hao)和(He)水(Shui)体(Ti)pH值(Zhi)的(De)下(Xia)降(Jiang)。(?)结(Jie)果(Guo)表(Biao)明(Ming),(?)DO和(He)pH水(Shui)平(Ping)随(Sui)着(Zhuo)陆(Lu)地(Di)DOM的(De)增(Zeng)加(Jia)而(?)下(Xia)降(Jiang),(?)δ(?)13C-CO2随(Sui)陆(Lu)地(Di)FDOM的(De)增(Zeng)加(Jia)而(?)降(Jiang)低(Di);(?)随(Sui)着(Zhuo)pH值(Zhi)的(De)降(Jiang)低(Di),(?)pCO2增(Zeng)加(Jia),(?)而(?)δ(?)13C-CO2的(De)稳(Wen)定(Ding)同(Tong)位(Wei)素(Su)特(Te)征(Zheng)降(Jiang)低(Di)。(?)这(Zhe)些(Xie)结(Jie)果(Guo)突(Tu)出(Chu)了(Liao)DOM的(De)陆(Lu)地(Di)输(Shu)入(Ru)在(Zai)驱(Qu)动(Dong)CO2排(Pai)放(Fang)中(Zhong)的(De)重(Zhong)要(Yao)性(Xing)。(?)鉴(Jian)于(Yu)DOM在(Zai)全(Quan)球(Qiu)碳(Tan)生(Sheng)物(Wu)地(Di)球(Qiu)化(Hua)学(Xue)循(Xun)环(Huan)中(Zhong)的(De)重(Zhong)要(Yao)性(Xing),(?)在(Zai)模(Mo)拟(Ni)湖(Hu)泊(Bo)和(He)水(Shui)库(Ku)中(Zhong)碳(Tan)平(Ping)衡(Heng)的(De)变(Bian)化(Hua)时(Shi),(?)应(Ying)考(Kao)虑(Lu)DOM的(De)化(Hua)学(Xue)成(Cheng)分(Fen)和(He)生(Sheng)物(Wu)不(Bu)稳(Wen)定(Ding)性(Xing)对(Dui)DO和(He)pH的(De)变(Bian)化(Hua)以(Yi)及(Ji)CO2排(Pai)放(Fang)的(De)影(Ying)响(Xiang)。(?)