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Research advances in methyl bromide in the ocean.

海洋中溴甲烷的研究进展


溴甲烷是大气中重要的痕量温室气体,对全球变暖和大气化学具有重要作用.海洋在溴甲烷的生物地球化学循环中作用复杂,海洋既是大气溴甲烷的源也是其汇,开展海洋环境中溶存溴甲烷的化学研究,对大气臭氧层的保护工作具有一定的指导意义,也可为在全球尺度上估算海洋环境中溴甲烷对全球环境变化的贡献提供理论依据.本文从溴甲烷的生物地球化学循环、分析测定方法、浓度分布、海-气通量、源汇平衡等方面综述了国内外海洋环境中溴甲烷的研究进展,探讨了目前该领域研究中存在的不足,并对未来的研究进行了展望.

 

Methyl bromide is an important atmospheric trace gas, which plays significant roles in the global warming and atmospheric chemistry. The ocean plays important and complex roles in the global biogeochemical cycles of methyl bromide,  not only the source of atmospheric methyl bromide, but also the sink. Therefore, developing the chemical research of the soluble methyl bromide in the ocean, will not only have a certain guiding significance to the atmospheric ozone layer protection, but also provide a theoretical basis for estimating methyl bromide’s contribution to the global environmental change on global scale. This paper reviewed the research advances  on methyl bromide in the ocean, from the aspects of the biogeochemical cycle of methyl bromide in the ocean, the analysis and determination method, the concentration distribution, the seatoair flux and its sources and sinks in the atmosphere. Some deficiencies in the current studies were put forward, and the directions of the future studies were prospected.


全 文 :海 洋 中 溴 甲 烷 的 研 究 进 展*
杜慧娜1 摇 谢文霞1**摇 崔育倩1 摇 陈剑磊1 摇 叶思源2
( 1青岛大学化学科学与工程学院, 山东青岛 266071; 2青岛海洋地质研究所, 山东青岛 266071)
摘摇 要摇 溴甲烷是大气中重要的痕量温室气体,对全球变暖和大气化学具有重要作用.海洋
在溴甲烷的生物地球化学循环中作用复杂,海洋既是大气溴甲烷的源也是其汇,开展海洋环
境中溶存溴甲烷的化学研究,对大气臭氧层的保护工作具有一定的指导意义,也可为在全球
尺度上估算海洋环境中溴甲烷对全球环境变化的贡献提供理论依据.本文从溴甲烷的生物地
球化学循环、分析测定方法、浓度分布、海鄄气通量、源汇平衡等方面综述了国内外海洋环境中
溴甲烷的研究进展,探讨了目前该领域研究中存在的不足,并对未来的研究进行了展望.
关键词摇 溴甲烷摇 浓度分布摇 海鄄气通量摇 源汇
文章编号摇 1001-9332(2014)12-3694-07摇 中图分类号摇 P734. 5摇 文献标识码摇 A
Research advances in methyl bromide in the ocean. DU Hui鄄na1, XIE Wen鄄xia1, CUI Yu鄄
qian1, CHEN Jian鄄lei1, YE Si鄄yuan2 ( 1College of Chemical Science and Engineering, Qingdao Uni鄄
versity, Qingdao 266071, Shandong, China; 2Qingdao Institute of Marine Geology, Qingdao
266071, Shandong, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(12): 3694-3700.
Abstract: Methyl bromide is an important atmospheric trace gas, which plays significant roles in
the global warming and atmospheric chemistry. The ocean plays important and complex roles in the
global biogeochemical cycles of methyl bromide, not only the source of atmospheric methyl bro鄄
mide, but also the sink. Therefore, developing the chemical research of the soluble methyl bromide
in the ocean, will not only have a certain guiding significance to the atmospheric ozone layer protec鄄
tion, but also provide a theoretical basis for estimating methyl bromide爷s contribution to the global
environmental change on global scale. This paper reviewed the research advances on methyl bro鄄
mide in the ocean, from the aspects of the biogeochemical cycle of methyl bromide in the ocean, the
analysis and determination method, the concentration distribution, the sea鄄to鄄air flux and its sources
and sinks in the atmosphere. Some deficiencies in the current studies were put forward, and the di鄄
rections of the future studies were prospected.
Key words: methyl bromide; concentration distribution; sea鄄to鄄air flux; sources and sinks.
*国家自然科学基金项目 (41406089 )、海洋地质保障工程项目
(GZH201200503)、青岛市民生计划项目(13鄄1鄄3鄄110鄄nsh)、青岛市软
科学研究组织计划项目[13鄄1鄄3鄄139鄄7鄄(2)鄄zhc]和山东省高等学校
青年骨干教师国内访问学者项目资助.
**通讯作者. E鄄mail: xwx080312@ 163. com
2014鄄07鄄17 收稿,2014鄄09鄄25 接受.
摇 摇 溴甲烷(CH3Br),又称溴代甲烷或甲基溴,是一
种无色气体. CH3Br广泛存在于海水中,是海洋环境
中的一种有机痕量成分. 作为一种易挥发且难溶于
水的低碳卤代烃,在自然条件下 CH3Br易通过海鄄气
界面进入大气,进而成为溴元素在海洋和陆地间进
行天然循环的重要载体[1] .作为一种大气中重要的
痕量温室气体,CH3Br 与其他的温室气体(如 CO2、
CH4、N2O)一样,可以通过吸收红外光辐射能而产
生温室效应[2],进而影响全球气候. 尽管它们在大
气中的浓度比 CO2小,但从单个分子角度来说,其吸
收辐射的能力却远远大于 CO2 [2] .卤代甲烷是重要
的有机污染物,更是破坏臭氧层的主要物质.虽然在
大气中氯甲烷 ( CH3Cl)的体积分数要远远超过
CH3Br,但溴原子破坏臭氧的能力强于氯原子.在平
流层中,溴原子参与的反应对每年春季南极臭氧空
洞的贡献率在 20% ~50% [3],溴自由基对臭氧的破
坏能力约是氯自由基的 50 倍[4] . 与 CH3Cl 相比,
CH3Br的来源更加多样化,因此目前有关破坏臭氧
的卤代甲烷的研究主要集中在 CH3Br 上[5] .海洋不
仅是大气 CH3Br 的源,还是其汇. 由于海洋生态系
统占地球表面积的 70%以上,因此,从海洋生态系
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 12 月摇 第 25 卷摇 第 12 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2014, 25(12): 3694-3700
统角度开展 CH3Br 的有关研究,对温室效应和臭氧
层破坏等涉及到全球环境问题的研究具有重要意
义[6] .本文根据近年来海洋中 CH3Br 的研究现状,
提出了目前存在的问题,并展望了今后的研究方向.
1摇 海水中溶存溴甲烷的生物地球化学循环
1郾 1摇 海水中溶存溴甲烷的来源
目前的研究证明,在大气 CH3Br 自然源研究
中,海洋是 CH3Br 最大的释放源,占释放总量的
37%左右[7] .海水中的溶存 CH3Br 既有人为源又有
自然源.人为源是指人类在工农业生产等活动中释
放的 CH3Br,经大气颗粒物吸附沉降、海鄄气交换或
河流输送等途径进入了海洋[8-9] . 自《蒙特利尔条
约》 [10]及哥本哈根修正案[11]实施以来,CH3Br 释放
源中的人为源所占比例越来越小,自然释放量所占
比例越来越高. 因此,目前对海水中溶存 CH3Br 释
放源的研究,主要集中在自然源方面.
自然源主要有生物作用和化学合成两种机
制[12] .此外,海水中溶存 CH3Br 的来源还与海洋化
学及光化学等一些非生物过程有关.目前,有关海水
中溶存 CH3Br 产生的问题,较多研究集中在生物作
用方面.研究表明,浮游植物与各种藻类是海洋中溶
存 CH3Br的主要释放者. Quack 和 Wanllace[13]研究
发现,褐藻、绿藻和红藻能够生产相当量的 CH3Br.
这些 CH3Br被释放到海水及潮间带,然后通过海鄄气
交换进入大气环境.
早在 1975 年,Lovelock[1]就采用气相色谱法首
次在海水中检测到 CH3Br,并测得其在近岸海域中
的浓度远高于开阔大洋区.分析其原因,主要是由于
人类活动与各种海洋藻类对近岸海水中 CH3Br 的
浓度有一定的贡献. 海洋中海藻(巨藻、微藻、微微
藻)的释放是海洋中溶存 CH3Br 重要的自然源[14] .
汪岷等[15]对青岛近海及其邻近海域冬季微微型浮
游植物的分布做了研究,为研究海洋中溶存 CH3Br
的自然源提供一定的依据. 大量培养试验的结果表
明,海藻对 CH3Br 的释放速率,因藻种和外界的培
养条件(如光照、温度和营养盐等)的差异而有所不
同.如极地海藻 CH3Br 的释放速率比温带和副热带
海藻低 10 ~ 50 倍[16-17] . 由 CH3Br 的释放速率和海
藻现存生物量,可以大概估算出海藻释放 CH3Br 气
体的全球年产量. 根据 Manley 和 Dastoor[18]的培养
试验结果, 估计 CH3Br 的全球总产量为 0郾 1
Gg·a-1,远低于海洋 CH3Br 经海鄄气界面进入大气
的通量,且与海藻伴生的海洋微生物对该值也可能
有一定的贡献.因此有研究者认为,大型海藻并不是
生源 CH3Br的唯一生产者,甚至不是主要生产者,
而海洋中分布广泛的微小生物(如浮游生物、微藻、
细菌和真菌等),特别是微藻,对生产 CH3Br 的贡献
可能要高于大型海藻[19] . 在全球平均微藻现存量
(30 mg·m-2)和海洋面积(3. 6伊1014m2)的基础上,
估算全球微藻类每年产生 43 Gg CH3Br,即微藻年
产 CH3Br的量要高出大型海藻近两个数量级.有研
究结果表明,海洋浮游植物在近岸所产生的 CH3Br的
量是非常重要的组成部分.在近岸和上升流区由浮游
植物年产生 CH3Br 的量为 4. 4 ~ 78. 0 Gg,相当于
Lobert等[20]所估算 CH3Br 近岸产量(45. 6 Gg·a-1)
的8% ~100%;而大洋区浮游植物年产量为 2. 6 ~
47郾 0 Gg,相当于全球大洋(105. 6 Gg·a-1)的 2% ~
44% .远洋海上试验和室内培养试验也表明,浮游植
物是海水中溶存 CH3Br的主要释放源.但由于对其净
生产的速率了解甚少,所以目前尚难以直接估算
CH3Br的排放速率.部分学者认为,海洋中的浮游动
物和细菌等有机体,也可能是海水中溶存 CH3Br的部
分释放源[14,17] .
1郾 2摇 海水中溶存溴甲烷的去除
海水中溶存 CH3Br 迁移变化的过程一直是重
要的研究内容.海水中溶存 CH3Br 可能的去除途径
包括:水解反应(CH3Br+H2O寅CH3OH+H+ +Br- );
氧化鄄还原反应;表层海水中的化学降解;大气中的
光化学降解(与羟基自由基的反应);生物降解和生
物浓缩作用;沉积物吸附;海鄄气交换作用.在上述途
径中,以水解反应和海鄄气交换作用为主.
虽然 CH3Br在海水中的水解过程较慢,但水解
反应是 CH3Br 在海水中不可忽略的重要的化学消
去过程,且 CH3Br 水解生成甲醇是唯一被明确的化
学消耗途径.由于 CH3Br 具有强挥发性和难溶于水
的特点,海鄄气交换应该是海水中溶存 CH3Br去除的
一个重要途径,即海水中溶存的 CH3Br通过海鄄气交
换的扩散作用进入大气,从而使大气成为海水中气
体 CH3Br的主要汇.
参考海水中溶存 CH3Br 来源和去除过程的现
有文献与研究结果,可以粗略呈现出其在上层海洋
环境中的循环示意图(图 1). 由于现有技术的局限
性,溶存 CH3Br 的循环还存在一些未知途径,如沉
积物是否向海水中释放 CH3Br 尚存在一些未统一
的观点,海洋藻类释放 CH3Br 的确切机制及释放强
度等 . 所以,有关海水中溶存CH3 Br的来源和去除
596312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杜慧娜等: 海洋中溴甲烷的研究进展摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 海水中溶存 CH3Br的循环示意图
Fig. 1摇 Circulation sketch diagram of soluble methyl bromide in seawater.
途径,还需进行大量的科学研究.
2摇 海水中溶存溴甲烷的浓度分布、海鄄气通量与源
汇平衡
摇 摇 由于 CH3Br 对臭氧层破坏和温室效应等全球
环境问题的重要影响,世界各国研究者都致力于海
水环境中溶存 CH3Br 的相关研究.有关海水中溶存
CH3Br的浓度分布、海鄄气通量、源汇平衡的研究已
成为目前国际上研究的热门课题,也已成为国际地
圈生物圈计划( IGBP)和上层海洋与低层大气研究
(SOLAS)的核心内容之一[21],相关研究将为科学家
预测大气中 CH3Br 未来的变化趋势以及各国政府
制定减排和控制温室气体的政策提供理论依据[22] .
2郾 1摇 海水中溶存溴甲烷的分析测定方法
目前,通常采用气相色谱法分析海水中 CH3Br.
首先将水样进行适当处理以便得到溶解气体,然后
将其转入色谱柱,经过色谱分离,再通过电子捕获检
测器(ECD)或质谱检测器(MS)进行检测[23-24] . 由
于海水中溶存 CH3Br 浓度很低,一般检测方法的灵
敏度比较低,达不到所需的要求,不易直接检测,因
此色谱法分析前必须对其进行前处理(即预富集).
海水中溶存 CH3Br 的不同分析方法的差异在
于样品的前处理方法上.对海水中溶存 CH3Br 常用
的前处理方法主要有:顶空法(动态顶空法和静态
顶空法) [25]、固相微萃取法[26]、液鄄液萃取法[27]和吹
扫鄄捕集法[23-24] .其中,吹扫鄄捕集法最早是由 20 世
纪 Swinnerton 和 Linnenbom[28]提出,随后不断改善
发展.相比其他方法,该方法具有受水样基体干扰
小、可测化合物范围宽、重现性好、检测限低、富集效
率高、准确度与灵敏度高等优点.目前它已成为一种
广泛应用于海水样品中挥发性卤代烃检测的前处理
方法[29-30] . 美国 EPA 在安全饮用水法中规定的可
气提卤代烃分析方法 601 中,就采用吹扫鄄捕集法作
为前处理技术[31] . 而在我国将吹扫鄄捕集法用于测
定水中挥发性卤代烃的报道还不是很多[32-33] .杨桂
朋等[33]建立了海水中 CH3Br 的吹扫鄄捕集鄄气相色
谱分析法,并确立了最佳试验条件:吹扫时间 12
min、吹扫气流速 50 mL·min-1、吹扫温度 40 益、干
燥剂 Mg(ClO4) 2、液氮捕集、沸水解吸 2 min,并应用
该方法测定了胶州湾表层海水样品中的 CH3Br,发
现该方法能够满足 CH3Br浓度测定的要求.
2郾 2摇 海水中溶存溴甲烷的浓度分布
现有的研究表明,CH3Br 广泛存在于大部分海
洋表层水中,但其浓度分布存在一定的时空差异,在
大洋区和近岸(包括陆架和河口区)浓度明显不同.
对于同一海域,在不同时间对其调查可能会得
到完全不同的研究结果. 如在北大西洋,King 等[34]
发现该调查区域的 CH3Br 是不饱和的,而 Groszko
和 Moore[35]的调查认为,该调查区域的 CH3Br 是过
饱和的.同时,Tokarczyk 和 Moore[36]研究发现,季节
变化可能对 CH3Br 在海水中的浓度分布有一定的
影响. 到目前为止, Tokarczyk 和 Moore[36]、 Baker
6963 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
等[37]、Sturrock等[38]、宋贵生[39]和陆小兰[40]对海水
中溶存 CH3Br 的季节性变化做过研究. 如 Sturrock
等[38]对澳大利亚近岸的两个站位进行了两年的连
续观测,没有发现明显的 CH3Br 季节性变化规律,
但总体上 CH3Br 一直是过饱和的. 陆小兰[40]对东、
黄海中 CH3Br 浓度的季节性研究中发现,春、夏、秋
3 个季节,东、黄海表层海水中溶存 CH3Br 均处于过
饱和状态;东海和南黄海表层海水中溶存 CH3Br 的
浓度呈现明显的季节变化,总体上呈现出夏季高于
春秋季;北黄海海域中溶存 CH3Br 浓度也呈现出季
节变化,但变化幅度不大.在对胶州湾及其邻近海域
海水的研究中发现,CH3Br 的浓度呈现出夏季高于
春季、秋季高于冬季的季节变化规律[40] . 目前研究
者们对海水中溶存 CH3Br 的季节变化规律还没有
一个统一的说法,但研究表明,CH3Br的浓度和饱和
异常值在海水中存在着季节性的循环往复[39-40] .此
外,研究表明,表层海水中溶存 CH3Br 的浓度也存
在着明显的日变化. 如宋贵生[39]对东海、黄海表层
海水中 CH3Br浓度的研究表明,CH3Br 的最大浓度
出现在 7:00—12:00 之间.
对于同一海域,CH3Br 的水平分布也存在一定
的差异. 2007 年 10—11 月,宋贵生[39]对黄海和东海
海水中 CH3Br 进行了研究,结果表明,CH3Br 浓度
均呈现出近岸区高、远洋区低的趋势,分析可能的原
因是近岸区 CH3Br 的浓度更易受各种人为活动和
沿岸陆地径流的影响,大型海藻对其浓度也有一定
的贡献.陆小兰[40]对胶州湾临近海域海水中溶存
CH3Br的研究表明,受到人类活动、生物活动及海湾
内外水交换的共同作用,胶州湾表层海水中溶存
CH3Br浓度的水平分布总体表现为东高西低、北高
南低、湾内高湾外低的趋势.
在垂直方向上,不同海域、不同深度的海水中溶
存 CH3Br 的浓度也有所不同.在大洋水体中可观测
到其浓度的近(次)表层最大值,近表层最大值可能
与海洋植物现场产生 CH3Br 有关,受现场消耗的影
响,浓度随海水深度增加而减小[40] .如在加 Fe 实验
中,Moore和 Wang[41]观测到 CH3Br 的垂向最高浓
度位于混合层,且混合层之下随水深的增加,浓度逐
渐下降,至 150 ~ 200 m,其浓度已经接近于零.在东
黄海的调查中,观测到 CH3Br 的垂向最高浓度存在
于 0 ~ 75 m混合层内,但是其深度在不同站位不尽
相同,原因是其分布受黄海冷水团、长江冲淡水和黑
潮等多个水团及光照和生物活动的共同影响[42] .从
相关研究结果来看,不管是在大洋还是近岸,总体上
CH3Br在水柱中的最大浓度位于混合层内或紧邻混
合层以深的水体中.
2郾 3摇 海水中溶存溴甲烷的海鄄气通量
在海水中溶存 CH3Br的循环过程中,海鄄气交换
是一个重要的去除途径.从全球变化角度考虑,测定
海水中溶存 CH3Br 浓度分布的主要目的之一是为
了计算溶存 CH3Br的海鄄气通量,从而评价海水中溶
存 CH3Br 造成的臭氧层破坏和全球气候变暖等环
境影响.有关文献报道了全球范围内 CH3Br的海鄄气
释放,但是报道的量值差异较大.早期一致认为海洋
是 CH3Br 的净天然来源,后来的研究表明海洋不仅
是大气 CH3Br的源,还是大气 CH3Br的汇.
CH3Br的海鄄气通量 F(mol·m-2·d-1)主要取
决于其在表层海水中的浓度数值和输送速率,常用
Liss和 Slater[43]提出的双层(膜)模型加以估算. 在
估算海鄄气通量时,往往将气体交换常数 Kw定义为
风速 u和气体 Sc(Schmidt number)常数的函数,需
借助经验公式来计算. 目前,计算 Kw的经验方法较
多,主要有 Liss 和 Merlivat 法(简称 LM86 法) [44]、
Wanninkhof法(简称 W92 法) [45]和 Erickson 法(简
称 E93 法) [46] .在风速相同时,一般由 W92 法计算
得到 CO2的 Kw值是由 LM86 法计算得到结果的 1. 7
倍,而由 E93 法计算得到的结果介于二者之间,目
前还不能判定哪一种模型更准确. E93 法采用了与
前面两种不同的方法,认为气体交换常数与海域的
白帽(whitecap)覆盖率(w)密切相关,体现了海鄄气
界面的热稳定性和被白帽浪覆盖的海洋表面区域的
影响,白帽覆盖率 w 是风速、水温和海气表面稳定
度的函数,计算过程比较复杂.在国际已发表的文章
中,有关 CH3Br海鄄气通量的计算多采用 W92 法.介
于以上原因,目前常采用 W92 法来计算 Kw:
Kw =0. 31u2(Sc / 600) -0. 5
Kw =0. 39(uav) 2(Sc / 600) -0. 5
式中:u为现场测定风速(m·s-1);uav为长期平均风
速(m·s-1).
由于在计算海鄄气通量时采用了各种简化处理,
所采用的经验公式也不同,导致最终所估算的
CH3Br海鄄气通量往往有很大差异,进而由此外推得
到的全球 CH3Br海鄄气总通量也不尽相同.由相关文
献报道的部分结果可看出,海鄄气通量值因在测定时
存在时间和空间上的不同而有所差异. 此外,海鄄气
通量值还主要受 Kw的影响,而 Kw又依赖于海面风
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速、水温、波动和鼓泡等因素.另外,由于研究者在特
定时间取自局部海域的水样分析值不能代表整个海
域的真实情况,所以由局部海域外推至全球海鄄气通
量时,其计算的不确定性增大. 而且,研究海域覆盖
面积小、调查航次分布不均以及海鄄气通量自身的时
空变化特点等原因,也会增加其不确定性. 所以,有
必要在全球范围内加大力度对溶存 CH3Br 的海鄄气
交换通量进行深度研究.在今后的研究中,必须获取
更大范围内 CH3Br 在不同季节的分布情况,并完善
已有的海鄄气通量的计算模型,通过室内模拟和室外
海洋调查相结合的方法,获取更可信的输送速率,最
终确定海洋对大气中 CH3Br的贡献程度[47] .
2郾 4摇 大气中溴甲烷的源、汇平衡
近几十年,大量研究已证明,目前大气中 CH3Br
的已知来源有:海洋的释放、生物燃烧、熏蒸剂的使
用、工业释放、燃料燃烧、陆地植物与盐沼地的释放
等.大气 CH3Br 的已知去除途径有:在表层海水中
发生的化学与生物降解、在大气中的光化学分解
(与羟基自由基的反应消耗)、海鄄气界面的扩散过
程、被土壤所吸收、被植物吸收等. 关于大气中
CH3Br源、汇估算的研究表明,CH3Br 的收支呈现不
平衡状况,即己知的汇远超过已知的源.
据文献报道,CH3Br 在平流层的大气混合比为
9 ~ 12 pptv[48],但近些年的大气观测数据表明,
CH3Br在大气中的浓度呈逐渐降低的趋势[49-52] .有
文献报道,在大气 CH3Br 的所有来源中,海洋释放、
熏蒸剂和生物燃烧占据主要份额,CH3Br 在大气中
与羟基自由基的反应消耗、海洋和土壤吸收是其主
要的汇,CH3Br 已知的源约占已知汇的 60% ,其不
平衡量高达 50 ~ 70 Gg·a-1[53] .由于熏蒸剂的使用
被逐渐淘汰[7],熏蒸剂不再是 CH3Br 主要的源,而
海洋释放和生物燃烧成为大气中 CH3Br 主要的源;
其主要的汇是在大气中的光化学分解和通过海鄄气
界面进入海洋等两个途径.有关大气中 CH3Br 的源
汇平衡估算,仍有很多不确定性[54-55] . 近年来有文
献报道,CH3Br的已知汇超出已知源的 20% [52] . 表
明 CH3Br 的源、汇差距在缩小,但仍具有较大的不
平衡性,即“失源冶现象. 这些“丢失冶的源可从 3 个
方面解释:一是对已知源的低估;二是尚未发现可能
存在的源;三是对已知汇的高估.
3摇 研究不足与展望
全球气候变化是人类迄今面临的最大问题[56] .
臭氧层破坏和温室效应是其中不可忽视的两大问
题.作为重要的痕量温室气体和有机污染物,CH3Br
对臭氧层有极强的破坏力,而且还能和其他痕量气
体一起产生并加剧温室效应.但是,目前有关 CH3Br
的研究还只是集中在部分海域,并没有对不同海域
中的 CH3Br进行系统分析研究. 而且,在 CH3Br 源
汇、浓度分布和海鄄气通量以及分析方法等很多方
面,都存在着某些知识点的空白或盲区. 因此,目前
还很难对 CH3Br 的海洋生物地球化学循环进行比
较系统的、完整的描述[47] .
3郾 1摇 研究不足
1)已初步认识 CH3Br在海水中可能的源,但对
每种源都缺乏深入的认知. 目前,对海洋环境中
CH3Br的汇认识较少,相关研究也是近几年才开始.
当前全球卤代甲烷在源汇估算上仍然存在很大的缺
口[57],特 别 是 CH3Br, 已 知 汇 超 出 已 知 源 的
20% [52] .
2)目前海水中 CH3Br 浓度分布研究的覆盖范
围有限,缺乏大海域的相关资料.大部分调查航次的
对象都是开阔大洋,缺乏对近岸的系统研究[46] . 我
国学者对中国东海、黄海等海域挥发性卤代烃的时
空分布、影响因素以及海鄄气交换通量进行了研
究[40,47],并取得了一系列成果. 但他们大部分是从
单一季节对局部海域进行挥发性卤代烃浓度分布特
征研究,数据比较零散,缺乏连续性和系统性,对中
国近海海域挥发性卤代烃的浓度分布特征、来源、
海鄄气交换通量以及其完整的季节性变化规律等均
缺乏深入、系统的认识[12] .
3)在对 CH3Br 海鄄气通量的计算中,由于简化
处理时所用经验公式的不同,以及不同学者在测定
时存在的时空差异,最终导致海鄄气通量值的出入.
另外,研究者在特定时间内对局部海域的水样分析
并不具有代表性,当由局部海域外推至全球海鄄气通
量的计算时,不确定性增加,并存在研究海域覆盖面
积小、调查航次分布不均及海鄄气通量的计算模型不
完善等问题.
3郾 2摇 研究展望
应进一步了解 CH3Br 与海洋生物的关系,对其
在海水环境中的形成机制与生产速率进行深入研
究[40];进一步研究 CH3Br 在海水中的迁移变化过
程,以帮助对 CH3Br 汇的认识;获取更大范围内
CH3Br在不同季节的分布情况,并完善已有的海鄄气
通量计算模型[47],在世界范围海域中开展有关
CH3Br的研究,获得全球尺度数据,准确估算海洋中
CH3Br的源汇[58] .
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作者简介摇 杜慧娜,女,1988 年生,硕士.主要从事近海环境
生态和温室气体研究. E鄄mail: dhn2013@ 163. com
责任编辑摇 肖摇 红
0073 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷