《海洋中丙烯酸的產生、分布及遷移轉化》是依託中國海洋大學，由劉春穎擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：海洋中丙烯酸的產生、分布及遷移轉化
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉春穎
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
丙烯酸作為海洋主要硫化合物β-二甲巰基丙酸內鹽（DMSP）裂解的產物之一，其海洋生物地球化學研究目前尚屬空白。而與丙烯酸等摩爾產生的生源二甲基硫（DMS）是國際海洋科學研究的熱點之一。本研究將對丙烯酸的產生，分布及遷移轉化進行綜合研究，具體測定生源丙烯酸以及DMSP和DMS的產生規律，丙烯酸的微生物消費和光化學氧化速率，對丙烯酸的來源和遷移變化途徑進行綜合評價；同時估算DMSP裂解與丙烯酸和DMS的定量關係。研究中國東、黃海和膠州灣中丙烯酸的濃度分布、時空變化、主要特點、影響因素以及與海區的生物特徵、生態環境之間的關係；確定海水中丙烯酸濃度的主控因子。通過本研究，可明確丙烯酸在海洋生態系中的地位與作用，完善海洋硫循環和碳循環研究，同時具有重要的生物學和生態學意義。
結題摘要
除了陸源輸入，海洋中的丙烯酸（AA）來源於生源二甲基硫（DMS）的前體β-二甲巰基丙酸內鹽（DMSP）的裂解。目前DMS是國際海洋科學研究的熱點之一，而與DMS等摩爾產生的AA的海洋生物地球化學研究目前尚屬空白。本項目以海洋中AA的產生，分布及遷移轉化為研究主線，採用實驗室培養和模擬與現場觀測相結合的方法展開。在實驗室研究我國近海優勢藻產生AA、DMSP和DMS的規律和特徵，研究海水中AA的微生物消耗和光化學氧化過程；現場研究我國近海、河口區和典型海灣中AA的濃度分布、時空變化、主要特點、影響因素以及與海區的生物特徵、生態環境之間的關係。研究表明，不同微藻釋放AA、DMSP和DMS有明顯的種間差異。與DMS類似，甲藻和金藻釋放的AA一般高於其他門類，其含量在指數生長期大多數處於低值，而在穩定生長期出現激增。一般而言，DMS/AA在指數生長前期有增加的趨勢，即DMSP通過酶裂解方式降解的比例在增加；在指數生長後期和穩定期DMS/AA在降低，而AA/（DMSP+AA） 比值在增加，即DMSP通過去甲基化方式降解的比例在增加。添加外源DMSP的模擬實驗表明，藻液中DMS/AA一般在指數生長期或穩定期出現最大值，在衰亡期相對較低，DMS/AA隨著DMSPd濃度的增加而增加。AA/（DMSP+AA）與DMSPd濃度呈反比，甲藻相對於硅藻而言，其降解能力較大。海水中AA同時發生微生物消耗和光化學氧化，由於海水的組成和環境不同而有差異，一般以微生物消耗為主。近海海水中AA的分布有著顯著的時空變化，東海＞黃海＞渤海＞南海；近岸向外海有逐漸減少的趨勢；垂直分布上最大值出現在表層附近；春、夏季高於秋、冬季，白天高於夜晚。AA的分布主要受到浮游植物數量、種類和活力的控制，這與實驗室微藻的研究結果一致，同時受到陸源輸入、水團、微生物活動等因素的影響。DMSP的降解產生AA和DMS的過程受到裂解酶，溫度，pH，鹽度等因素的影響。對膠州灣內外海水進行的DMSP降解研究表明，DMSP消耗速率及降解方式和AA與DMS的產生速率有明顯的季節變化。觀測到黃渤海海水中DMSPd的降解速率及DMS和AA的產生速率隨海洋環境的變化而不同；天然海水中AA有時表現為光化學淨產生，有時為光化學氧化。以上研究為認識AA的海洋生物地球化學過程以及深入認識海洋生源硫循環過程，提供了基本參數和規律特徵。
