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1 自然资源部第三海洋研究所在养殖海水中微塑料所负载抗生素的分析方法方面取得新进展 2024-02-22

由于塑料渔具和抗生素在海水养殖中的广泛使用,海水养殖区可能成为微塑料和抗生素污染的高发地。微塑料作为水中有机污染物(如抗生素)和微生物(如细菌)的载体,会形成协同污染效应,同时富集在微塑料上的抗生素还会促进抗性基因的增殖。准确分析环境中微塑料表面抗生素的种类和浓度,是深入研究微塑料-抗生素复合污染和迁移转化的关键。然而,受传统方法检测灵敏度的限制,现阶段尚缺乏直接测定实际环境中小粒径微塑料所负载抗生素的分析方法和相关数据。近日,自然资源部第三海洋研究所张元标研究团队开发了一种微塑料表面四环素类抗生素的超灵敏度分析方法,并将其应用于海水养殖区中实际微塑料样品检测中。相关研究论文已在线发表在《Journal of Hazardous Materials》(中科院一区top期刊,IF=13.6)上。 本研究以养殖海水中微塑料上吸附的四环素类抗生素(TCs)为研究对象,研究制备了三维共价有机骨架的无定形前体聚合物/整体基质复合材料,并以其作为高性能吸附剂,开发了一种集管内固相微萃取前处理(IT-SPME)与液相色谱-质谱检测(HPLC-MS/MS)于一体的高灵敏在线分析方法,用于高效捕获、富集和分析TCs。在最佳的分析参数下,该方法可检测到低至0.48-1.76 pg的TCs。应用该方法首次对养殖海水中不同粒径微塑料上所吸附的TCs进行了分析,最低仅需1 mg微塑料即可满足分析要求。此外,研究还发现微塑料上负载的TCs与藻类生物膜之间可能存在拮抗关系。本研究所建立的方法为微塑料上污染物的分析开辟了一条新道路,可为深入研究微塑料对抗生素的吸附、降解提供强有力的技术支持。 本研究团队长期致力于海洋环境污染物及海洋化学要素分析方法的研究。论文题为“High-sensitive determination of tetracycline antibiotics adsorbed on microplastics in mariculture water using pre-COF/monolith composite-based in-tube solid phase microextraction on-line coupled to HPLC-MS/MS”,第一作者为在站博士后庞金玲,通讯作者为张元标正高级工程师。该研究得到了国家自然科学基金青年基金(No.42306051)和中国博士后基金(No.2022M713676)的经费支持。论文链接:10.1016/j.jhazmat.2024.133768。 查看详细>>

来源:国家海洋局第三海洋研究所 点击量:54

2 自然资源部第三海洋研究所在极区海洋温室气体研究领域取得阶段性成果 2024-02-22

近日,国际知名地学期刊Journal of Geophysical Research:Oceans(地球物理研究杂志:海洋,JGR-Oceans,中科院二区top)以“Potential contributions of ammonia-oxidizing microorganisms to the distributions of nitrous oxide in the northern Bering Sea”为题发表了亚北极温室气体(N2O)的最新研究成果,揭示了白令海北部独特的N2O分布机制。 白令海具有高生产力,是全球热盐环流的关键节点,也是对全球气候变化响应显著的海区之一。受水团混合和复杂的生物地球化学过程影响,该区域的N2O分布特征复杂。该研究利用中国第7次北极科学考察过程中获得的温室气体数据、氮循环过程和氨氧化微生物数据开展区域温室气体代谢机制研究。揭示了白令海表层N2O源汇时空变异特征、陆架和海盆区域N2O形成机制空间差异,推测氨氧化古菌驱动的氨氧化过程可能在海盆深水N2O形成过程中扮演关键作用。 该研究工作是创新团队在北极温室气体研究工作的重要阶段性进展,也是不通方向融合工作的重要成果。自然资源部第三海洋研究所海洋大气化学与全球变化实验室刘建助理研究员为该文章第一作者,创新团队(培育)首席科学家詹力扬为本文通讯作者。该研究受到极地专项、所基科费,国家自然科学基金的项目资助。 论文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023JC020677 查看详细>>

来源:国家海洋局第三海洋研究所 点击量:47

3 面向开阔海域的偏振水色卫星遥感大气校正算法(IPAC) 2024-02-22

近日,自然资源部第二海洋研究所何贤强研究员及合作者在遥感领域知名期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing上发表了题为“Intelligent Atmospheric Correction Algorithm for Polarization Ocean Color Satellite Measurements Over the Open Ocean”(面向开阔海域的偏振水色卫星遥感智能大气校正算法)的研究论文。论文的第一作者为何贤强研究员和浙江大学联合培养的博士生潘天峰,通讯作者为何贤强研究员,合作者包括自然资源部第二海洋研究所白雁研究员、王迪峰研究员、李腾副研究员、龚芳高级工程师以及印度理工学院Madras分校的Palanisamy Shanmugam教授。 水色卫星遥感是利用光学传感器观测大气顶上行的光谱辐射信号,经过大气校正后获得离水辐射信息,进而反演水中不同物质的浓度或组分信息。传统水色卫星仅探测辐射强度信号(辐射Stokes矢量[I,Q,U,V]中的第一个元素)。随着卫星传感器技术的发展,水色卫星探测正从辐射强度向Stokes矢量探测发展(如NASA计划2024年发射PACE卫星),进而可望探测离水辐射矢量信号。由于海洋-大气耦合介质系统辐射传输过程复杂且离水辐射偏振信息微弱(大气、水面干扰大),以及偏振海洋水色遥感的多种应用需求,卫星测量矢量辐射的大气校正至关重要。 针对该问题,本文在之前所提出的PACNIR算法(Pan,He*,et al.,2023)的基础上,进一步提出了一种智能偏振大气校正算法(IPAC)。该算法能有效处理多角度、多光谱和偏振卫星观测数据,并提取出离水辐射偏振分量信息,以及开阔大洋的气溶胶特性(粗模态和细模态)和水体固有光学参数。为了开发IPAC算法,我们基于大量GlobColour Level-3产品的统计结果以及我们前期构建的偏振离水辐射大气漫射透过率查找表(Pan,He*,et al.,2022),使用矢量辐射传输模型模拟了开阔海域大气顶矢量表观反射率信息,生成了大约6000万组大气顶矢量表观反射率和89个反演子模型,进一步组成了IPAC模型的单元。IPAC的输入参数包括3个波长(490、670、865 nm)、3个Stokes矢量元素(I、Q、U)和13组太阳-传感器观测几何组合。验证结果表明,IPAC算法的偏振离水反射率和叶绿素浓度反演的平均误差分别低于34.43%和37.66%。 偏振探测是水色卫星遥感未来发展的重要方向,IPAC算法展示了其处理多角度、多光谱和偏振水色卫星数据的能力,为海洋水色偏振遥感卫星观测数据的处理提供了新的方法。 查看详细>>

来源:国家海洋局第二海洋研究所 点击量:54

4 东亚夏季降水次季节可预报性研究新进展 2024-02-22

自然资源部第二海洋研究所李晓静副研究员在地学国际知名期刊《Journal of Climate》发表了题为“Subseasonal Predictability of Early and Late Summer Rainfall over East Asia”的研究成果,李晓静副研究员为该论文唯一作者。 东亚夏季降水的次季节变化常常伴随洪涝或干旱灾害等极端天气事件,给东亚地区带来严重的人员伤亡和经济损失。因此,准确预报东亚夏季降水的次季节变化对于防灾减灾具有重要价值。然而,目前东亚夏季降水的次季节预报仍然面临巨大的挑战。考虑到东亚早夏(5月-6月)和晚夏(7月-8月)降水特征的显著差异,该研究对东亚早夏和晚夏降水的次季节可预报性分别进行了讨论。通过对1999年至2018年的次季节降水预报产品进行分析,该研究首次从可预报性的角度揭示了东亚早夏和晚夏降水不同的最可预报型,并详细阐明了二者存在不同的可预报性来源:早夏降水的可预报性主要来自北半球夏季季节内振荡信号,而晚夏降水的可预报性则与太平洋-日本遥相关型密切相关。 该研究为改进东亚夏季降水的次季节预报提供了全新的思路。通过对早夏和晚夏降水分别进行预报,有望提高东亚夏季降水次季节预报的准确性,为防灾减灾提供更有效的工具。 本研究得到了国家自然科学基金(42227901)和自然资源部第二海洋研究所专项项目(JG2206)的支持。 查看详细>>

来源:国家海洋局第二海洋研究所 点击量:42

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