电化学的发展史 [1**********]7 杨艳艳 摘 要: 电化学是研究电与化学反应相互关系的学科, 主要通过化学反应来产生电能以及研究电流导致化学变化方面的研究。主要介绍电化学200多年的发展史以及探讨未来电化学的研究动向。 关键词:电化学 发展史 未来 电化学的发展从伏特的第一个化学电池开始已经经历过两个多世纪的发展。现在的电化学已经成为国民经济与工业中不可缺少的一部分,应用于各个不同的领域,例如; 电解、电镀、光电化学、电催化、金属腐蚀等。同时电化学在生物、汽车工业、分析等这些新兴科学范畴也占有着举足轻重的作用。 学技术成果与人类的生活和生产实际密切相关，如化学电源、腐蚀保护、表面精蚀、金属精炼、各种化学药品的电解合成、治理环境、人造器官、生物电池、心脑电图、信息传递等。涉及电化学研究领域十分广泛，其理论方法和技术应用越来越多地与其他自然科学或技术学科相互交叉、相互渗透[1]。 电化学是一门古老而又年轻的学科，一般公认电化学起源于1791年意大利解剖学家伽伐尼(Gal一vani)发现解剖刀或金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象；1800年伏特(Volta)制成了第一个实用电池，开始了电化学研究的新时代。在经历了一个多世纪以后，电化学科学的发展和成就举世瞩目，无论是基础研究还是技术应用，从理论到方法，都有许多重大突破。电化学科学 1 电化学 电化学是研究电和化学反应之间的相互作用，化学能和电能之间的相互转化及相关规律的科学。电化学是物理化学的重要分支，主要研究电子导体一离子导体、离子导体一离子导体的界面现象、结构化学过程以及与此相关现象。研究内容包括2个方面：(1)电解质研究(电解质的导电性质、离子的传输特性、参与反应的离子的平衡性质等)；(2)电极研究(电化学界面的平衡性质和非平衡性质)。现代电化学是十分注重研究电化学界面结构、界面上的电化学行为及其动力学。电化学现象普遍存在于自然界，如金属的腐蚀、人或动物的肌肉运动、大脑信息的传递、生物电流以及细胞膜的功能机制等等，无不涉及电化学过程的作用。电化 的发展，推动了世界科学的进步，促进了社会经济的发展，对解决人类社会面临的能源、交通、材料、环保、信息、生命等问题，已经作出并正在作出巨大的贡献。 2 早期电化学发展的四大事件 (1)1780年伽伐尼在青蛙解剖实验中发现当青蛙的四条腿猛烈痉挛时, 会引起起电机的发出火花, 由这个意外的发现伽伐尼在1791年发表了生物学与电化学之间存在联系的现象。 (2)1833年天才实验家法拉第在经过大量实验之后提出了“电解定律”:m=QM/nF。“电解定律”作为电化学的基础为电化学的发展指明了方向。 (3)1839年格罗夫发明燃料电池,利用铂黑作为电极的氢氧燃料电池点燃了演讲厅的照明灯, 从此燃料电池进入了历史的舞台。燃料电池发展到现在已经有了实质性的飞跃。 (4)1905年塔菲尔通过实验获得了塔菲尔经验公式： η=a+blgi;i=Aexp(Bη/RT) 其中a,b称为塔菲尔常数,由电解槽性质决定[2]。 3 发展趋势 3.1 20 世纪后五十年电化学的回顾 20 世纪后50年,在电化学的 发展史上出现了两个里程碑:Heyrovsky 因创立极谱技术而获得1959 年的诺贝尔化学奖,Marcus 因电子传递理论(包括匀相和异相体系的电子传递) 而获得1992 年的诺贝尔化学奖. Marcus 工作的开拓性部分是在50 年代后期创立的. 这一时期,电化学在理论、实验和应用领域均有长足的、关键的发展,并且主要集中在界面电化学(包括界面结构、界面电子传递和表面电化学)[3]。 20世纪后50 年是电化学新体系研究和实验信息的丰产期. 实验上发现了一些有重要意义的表面光谱效应,包括金属、半导体电极的电反射效应,金属电极表面红外光谱选律,表面分子振动光谱的电化学Stark 效应,表面增强拉曼散射效应,表面增强红外吸收效应. 这一时期电化学应用技术也有不小的突破. 发明了对信息技术至关重要的锂离子二次电池,镍氢化物电池和导电聚合物电池。被誉为21 世纪“绿色”发电站和解决电动汽车动力最佳选择的燃料电池,从实验室研究进入商品化的前夕,已筛选出最有商品化希望的四种燃料电池:磷酸燃料电池(PAFC),熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) ,固体氧化物燃料电池(SOFC) 和聚合物电解质燃料电池(PEFC) ,此外甲醇直接燃料电池的实验室研究也倍受 重视。电催化氧化物电极,例如二氧化钌电极在电解工业的应用,引来了氯碱工业的一场革命. 表面功能电沉积给古老的电镀工业带来了新生. 钝化、表面处理、涂层、缓蚀剂、阴极和阳极保护等技术在金属防腐蚀中的广泛应用,保证金属成为现代社会的支柱材料成为可能[4] 。 3.2 21 世纪的若干发展趋势 21 世纪的前期,界面电化学的分子、原子水平研究仍然是电化学理论研究的重点,主要有:界面结构微观模型的进一步完善,尤其是离子特性吸附结构模型和半导体-溶液界面微观模型的建立,界面结构微观模型在界面传荷动力学和表面电化学中的应用;Marcus 固-液界面电子传递理论的进一步完善,建立内球过程的电子传递理论,电子传递理论的进一步实验验证,以及在电化学新体系中的应用;化学键合吸附(包括电催化过程的吸附) 的量子化学模型及计算、表面化学键的性质;纳微米体系的界面结构、界面动电现象、界面电子传递、光电过程、发光过程等实验和理论[5]。 21 世纪,由于材料、能源、信息、生命、环境对电化学技术的要求,电化学新体系和新材料的研究将有较大的发展. 目前可预见的有:1) 纳米材料的电化学 合成;2) 纳米电子学中元器件、集成电路板、纳米电池、纳米光源的电化学制备;3) 微系统、芯片实验室的电化学加工以及界面动电现象在驱动微液流中的应用;4) 电动汽车的化学电源和信息产业的配套电源;5) 氢能源的电解制备;6) 太阳能利用实用化中的固态光电化学电池和光催化合成;7) 消除环境污染的光催化技术和电化学技术;8) 玻璃、陶瓷、织物等的自洁、杀菌技术中的光催化和光诱导表面能技术;9) 生物大分子、活性小分子、药物分子的电化学研究;10) 微型电化学传感器的研制。 21 世纪前期,电化学实验技术估计不会有大的突破,我国电化学队伍中的量子电化学力量相对薄弱,而21 世纪前期电化学的机会将较多地赋予电化学新体系. 因此,我国电化学研究应当向电化学新体系研究倾斜,包括研制电化学体系新材料,新体系的结构和性能,新体系的应用基础等的研究。 参考文献： [1] 王淑敏,王作辉,电化学的应用和发展.2010年38卷第8期。 [2] 汪丰云.有机电化学的发展史.化学教育. 2001年第7～8合期 [2] 岑远. 电化学的发展及应用.科技创新导报.2012 NO4 [3] 分析实验室: 电化学分析的发展和应用. 2003年11月第22卷第6期. [4] 林仲华. 21 世纪电化学的若干发展趋势.电化学.2002年2月第8卷第2期.
1982年毕业于扬州医学院，长期从事临床工作，医学基础理论扎实，擅长于心脏疾病、消化系统疾病、消化内镜的诊断治疗。在疑难危重病诊疗方面积累了丰富经验，现任江苏省中西医结合学会心血管病专业委员会常务委员，在省级以上刊物发表论文10多篇。
1997年-2001年就读于华中农业大学农学系（现植物科技学院）获农学学士学位，2001-2006年，在华中农业大学植物科技学院攻读博士学位，2006年12月博士毕业后留校任教。主要从事苎麻遗传育种研究，研究内容包括苎麻转基因育种、苎麻抗病相关基因的克隆、纤维品质相关基因的克隆以及苎麻特异启动子克隆等研究工作。主持的课题：国家自然科学基金——干旱胁迫下苎麻表达谱研究及抗旱基因的克隆（2011-2015）国家自然科学基金——苎麻抗炭疽病相关基因克隆与功能分析（2009-2011）教育部博士点新教师基金——根癌农杆菌介导苎麻遗传转化体系优化及人工雄性不育基因转化研究（2008-2010）学校科研启动基金——苎麻遗传转化体系优化及Cry1C基因转化研究（2008-2010）参加的课题：公益性行业科研专项——苎麻、亚麻、黄 红麻高效生产与收获技术研究）（2007-2010）农业部948——苎麻基因资源与剥麻机关键部件的引进、创新与示范（2006-2010）国家科技支撑计划——苎麻新品种选育（2007-2009）国家麻类产业技术体系——栽培与耕作岗位（2008-2013 ）湖北省科技攻关——苎麻自交系间强优组合选育（2006-2010）湖北省板块基地建设办公室——苎麻组培苗繁育基地建设（2006-2010）发表的论文及著作： 1. An X, Wang B*, Liu LJ, Jiang H, Chen J, Ye ST, Chen LY, Guo PA, Huang X, Peng DX. Agrobacterium-mediated genetic transformation and regeneration of transgenic plants using leaf midribs as explants in ramie [Boehmeria nivea (L.) Gaud.]. Mol Biol Rep. 2014, DOI 10.1007/s11033-014-3188-4 (online first) (corresponding author)2. Deng G, Liu L J, Zhong X Y, Lao C Y, Li Y H, Wang B, Zhu C, Shah F, Peng D X*. Comparative proteome analysis of the response of ramie under N, P and K deficiency. Planta , 2014, DOI: 10.1007/s00425-014-2040-3, (online first)3. Wang XX, Chen J, Wang B*, Liu LJ, Jiang H, Tang DL, Peng DX. Characterization by suppression subtractive hybridization of transcripts that are differentially expressed in leaves of anthracnose-resistant ramie cultivar. Plant Molecular Biology Reporter. 2011, 27(9):1-9 (corresponding author)4. Wang XX, Chen J,Wang B, Liu LJ, Huang X, Ye ST, and Peng DX. First Report of Anthracnose on Boehmeria nivea Caused by Colletotrichum higginsianum in China. Plant disease. 2011, 95(10):1318-13185. Wang XX, Wang B*, Liu LJ, Cui XP, Yang JY. Wang H, Jiang H, Luo BB, Long Z, Dou WX, Zhang N, Peng DX. Isolation of high quality RNA and construction of a suppression subtractive hybridization library from ramie (Boehmeria nivea L. Gaud.) Molecular Biology Reporter. 2010, 37:2099-2103 (corresponding author)6. Liu LJ, Meng ZQ, Wang B, Wang XX, Yang JY, Peng DX*. Genetic diversity among wild resources of the genus Boehmeria jacq. from west china determined by ISSR and RAPD markers. Plant Production Science, 2009, 12(1):88-967. Wang B, Peng DX*, Sun ZX, Zhang N, Gao SM. In vitro plant regeneration from seedling-derived explants of ramie (Boehmeria nivea L. (Gaud)). In Vitro Cellular & Developmental Biology-PLANT, 2008, 44(2):105-1118. Wang B, Peng DX*, Liu LJ, Sun ZX, Zhang N, Gao SM. An efficient adventitious shoot regeneration system for ramie (Boehmeria nivea Gaud) using thidiazuron. Botanical Studies, 2007, 48: 173-180
汪波 男，江苏南京人。主要研究方向：中外政府制度、公共管理。在《中国行政管理》、《人民大学学报》、《管理世界》等核心期刊发表论文30多篇。参与国家级或部级课题五项；完成地方政府委托的横向课题两项。现主持2007年北师大青年基金项目。
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南京衡山公司 南京市秦淮区柳叶街桃园人家2幢2单元201室 210004 顾正祝 南京区域 210004 刘晓宾 高淳办事处 211300 汪俊东 马鞍山办事处 马鞍山市瑞慈花园6幢302室 243000 邓 华 扬州区域 扬州市邗江区山姆月城明珠园5-101 225012 伍 军 镇江区域 镇江市中山西路凤鸣新村10幢205室 212000 吴远军 泰州办事处 泰州市海陵区海陵南路529号莲花2号小区20幢2单元204室 225300 李昭顺 苏州区域 苏州市南环东路898号5幢202室 210057 杨荣军 无锡区域 无锡市人民中路小娄巷18号101室 214000 蒋书彬 常州区域 常州市东方花园8幢乙单元202室 213000 马 燃 南通办事处 南通市人民西路弘运园5幢207室 226001 余 玮 盐城区域 盐城市开放大道黄金海岸3幢202室 224000 李其明 江北办 南京市沿江工业开发区新华5村34幢301室 陶 春
SBR工艺中硝化作用细菌的氨氮耐受性实验研究摘要：针对SBR脱氮工艺中起硝化作用的亚硝化菌和硝化菌对氨氮的不同耐受浓度，在实验室中利用微生物培养的方法对此进行了实验研究，找出了这两种菌对氨氮的最适宜以及最高耐受浓度，为脱氮微生物的驯化培养以及以脱氮为目的SBR工艺的运行提供了参考。关键词：生物脱氮 亚硝化菌 硝化菌 氨氮耐受性The Experiment Research of Endurance of Nitrifying Organisms to Ammonia Nitrogen PanAbstract:The endurance concentration of nitrifying organisms in SBR to ammonia nitrogen is different so experiment were done to find out the optimum and maximal endurance concentration of nitrosomonas and nitrobacteria to ammonia nitrogen. The result provide reference to the engineering practice of the removal of ammonia nitrogen in SBR process.Keywords: Unconventional pathways of nitrogen removal, nitrification , denitrification intermediate氨氮在水体中浓度过高会使水体具有高耗氧性以及富营养化。目前，生物脱氮工艺中经常会涉及到高浓度氨氮废水的处理，比如说垃圾渗滤液中的氨氮浓度可以达到几万个mg/L甚至更高，在生物处理之前必须对其进行其他的预处理，比如说物理化学处理、浓度稀释等[1]。如果能通过预处理使得进入生化反应器的氨氮浓度控制在合适的水平，一方面能避免因负荷过高使脱氮微生物失去活性和死亡，另一方面也可以提高反应器的处理效率。另外，近年来出现了废水生物脱氮的新机理，比如说短程硝化反硝化，就是将硝化过程控制在亚硝酸盐的阶段，再以亚硝酸盐为电子受体进行反硝化。这个反应的过程可以表示为NH4+NO2-N2，相比NH4+ NO2-NO2- NO2-N2需氧量减少25%，碳源减少40%，并有反应速率高，产生污泥量少等优点[2] [3]，控制氨氮浓度在一定的水平，可以实现优化亚硝化菌，淘汰硝化菌的目的。1．生物脱氮的原理废水的生物脱氮由硝化过程和反硝化过程实现，氨氮氧化成亚硝酸盐的硝化反应是由两组自养型好氧微生物通过两个过程完成的。第一步是先由亚硝酸菌将氨氮（NH4+-N）转化为亚硝基氮（NO2--N）；第二步再由硝化菌将亚硝基氮转化为硝基氮（NO3--N），这两个反应可以由以下两个反应式表示：NH4+ + 1.5O2 NO2-+ 2H+ + H20 （1）NO2- + 0.5O2 NO3- （2）反硝化是由异养型微生物，在缺氧或厌氧的条件下将NO2-–N和NO3-–N还原为N2，反硝化的生化过程可以由以下两个反应式表示：NO2-+3H+0.5 N2 + H20 + OH- （3）NO3-+5H+ 0.5 N2 + 2H20 + OH- （4）2. 实验过程及结果2.1 SBR脱氮微生物的培养及脱氮效果实验室中SBR反应器是一个有效容积为4L的有机玻璃柱，每个周期10.5小时，实验工序为：进水→厌氧搅拌3hr→曝气8hr →厌氧搅拌1.5hr→沉淀1hr→排水，每个周期排水2L进水2L，曝气阶段溶解氧控制在2.5～3.0mg/L。采用试验进水CODcr为720mg/L, NH4+-N为110mg/L。经过3个月的驯化，脱氮效果达到稳定的水平，总氮的去除率达到90％以上，CODcr去除率达到95％以上，实验期间污泥浓度MLSS=3368mg/L。2.2 亚硝化菌和硝化菌的NH4+–N耐受性实验于250 mL锥形瓶中分别加入100 mL(亚)硝化富集培养基，再取5滴活性污泥样液接种到富集培养基中，在各锥形瓶中分别加入NH4Cl溶液0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6mL、7mL ，于28゜C气浴恒温振荡器中振荡培养7天，观察各瓶(亚)硝化细菌的生长情况。每隔一天在白瓷板上按1：1的比例加入格里斯试剂的Ⅰ液和Ⅱ液，然后用无菌滴管分别取一滴富集培养液的培养物于白瓷板上，可观察到有些溶液的颜色逐渐变化。并且取各溶液用分光光度计测其吸光度。颜色变化主要是由于培养时间不同，对NH4+-N耐受性不同，(亚)硝化细菌消耗的营养物量不同，产生的NO2-的量不同，与格里斯试剂反应，所得溶液颜色深浅不同，因此可采取用分光光度计测定亚硝化细菌的生长情况，以衡量其对NH4+-N的耐受性能力。2.3亚硝化细菌的氨氮耐受性试验按2.2所述的方法振荡培养7天，每隔一天观察。加入0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6 mL NH4Cl溶液的培养液颜色逐渐由浅粉色变到深红色；但加入NH4Cl溶液为7mL的，颜色并没有渐增，一直都是浅粉色。以蒸馏水为参比，取各溶液用分光光度计测其500nm处的吸光度：用干净的移液管吸取不同浓度的2mL培养液分别于洁净试管中，再在每根试管中分别滴加一滴格里斯试剂Ⅰ液和一滴Ⅱ液，然后用移液管吸取1 mL 的Ⅰ液和1mL的Ⅱ液，果然试管中的培养液中加入0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6 mL NH4Cl溶液的颜色是深红色，而加入7mLNH4Cl溶液的培养液是浅红色。在500nm处测其吸光度，发现所有的培养液的吸光度都是无穷大，于是又分别从格样液中吸出1 mL的样液于另一干净试管中，再吸取4mL的蒸馏水于此试管中，即将样液稀释5倍。再装样液于比色皿中，测其吸光度数据见表1，根据表1中数据作图1和图2。表1 不同的NH4Cl加入量下不同培养时间亚硝化菌样品的吸光度培养时间加入NH4Cl的浓度 第1天 第3天 第5天 第7天0.Omg/L 0.563 0.708 0.856 1.43726.2mg/L 0.575 0.736 0.872 1.46952.4g mg/L 0.586 0.743 0.902 1.49278.6 mg/L 0.607 0.751 0.934 1.546104.8 mg/L 0.648 0.774 1.179 2.500131.0 mg/L 0.631 0.763 0.974 1.323157.2 mg/L 0.482 0.517 0.718 0.976183.4 mg/L 0.457 0.459 0.462 0.465由图1可知，在加入0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6 mL下亚硝化菌均可生长，当加入4mL26.2mg/L的NH4Cl溶液时，此时培养液NH4+-N浓度是26.2×4/1000=104.8mg/L，样品的吸光值达到最大，说明亚硝化细菌生长数量最多，相比较而言该浓度是亚硝化菌的最适宜耐受浓度。由图2可以看出，当加入NH4Cl溶液为7mL时，培养7天，吸光度几乎没有变化，说明细菌的数量并没有明显的增加，说明在NH4+-N浓度为183.4 mg/L时亚硝酸细菌的生长几乎被抑制了。由于培养液NH4+-N浓度间隔较大，以致曲线上的点连续性并不理想，不能完全以104.8mg/L和157.2mg/L作为亚硝化菌对NH4+-N的最适宜和最大耐受浓度。但可以从曲线上估计出亚硝化菌对NH4+-N的最适宜耐受浓度为100mg/L～150mg/L；最高耐受浓度为180mg/L左右。2.4 硝化细菌的氨氮耐受性试验方法基本与亚硝化菌的实验方法相同，只是显色剂是二苯胺－硫酸试剂，观察到的变化是加入NH4Cl溶液0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6mL的培养液，颜色由浅蓝色变到深蓝色；加入7mLNH4Cl溶液，颜色基本一直是浅蓝色。测其吸光度数据见表2，根据表2中数据作图3和图4。表2 不同的NH4Cl加入量下不同培养时间硝化菌样品的吸光度培养时间加入 NH4Cl的量 第1天 第3天 第5天 第7天0.Omg/L 0.473 0.545 0.617 0.72426.2mg/L 0.575 0.626 0.742 0.78152.4g mg/L 0.586 0.743 0.792 0.84878.6 mg/L 0.607 0.751 0.934 0.973104.8 mg/L 0.589 0.716 0.825 0.816131.0 mg/L 0.569 0.631 0.661 0.737157.2 mg/L 0.462 0.499 0.531 0.552183.4 mg/L 0.400 0.404 0.402 0.397由图3可知，在加入0mL、1mL 、2mL、 3mL、4mL、5mL、6 mL下硝化菌均可生长，当加入3mL26.2mg/L的NH4Cl溶液时，此时培养液NH4+-N的浓度是26.2×3/1000=78.6mg/L，样品的吸光值达到最大，说明亚硝化细菌生长数量最多，相比较而言该浓度是硝化菌的最适宜耐受浓度。由图4可以看出，当加入NH4Cl溶液为7mL时，培养7天，吸光度几乎没有变化，说明细菌的数量并没有明显的增加，说明在NH4+-N浓度为183.4 mg/L时亚硝酸细菌的生长几乎被抑制了。同样的道理，可以从曲线上上估计亚硝化菌对NH4+-N的最适宜耐受浓度为75mg/L～100mg/L；最高耐受浓度为180mg/L左右。3. 实验结果与讨论通过对亚硝化菌和硝化菌的专项培养，找出亚硝化菌对NH4+-N的最适宜耐受浓度为100mg/L～150mg/L；最高耐受浓度为180mg/L左右；硝化菌对NH4+-N的最适宜耐受浓度为75mg/L～100mg/L；最高耐受浓度为180mg/L左右。参考文献1.高延耀，夏四清，周增炎.城市污水生物脱氮除磷工艺评述.环境科学1999,20(1):110～1122.陈际达，曲中堂，邓钥，刘峥，汪俊.亚硝酸盐反硝化脱氮.重庆大学学报.2002，25（3）：81～833.任勇祥，彭党聪，王志盈，袁林江.亚硝酸型硝化反硝化工艺处理焦化废水中试研究。西安建筑科技大学学报。2002，34（256～259）
南京区域 210004 刘晓宾
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亲你好，海洋学领域国际知名期刊Frontiers in Marine Science在线发表了由上海交通大学海洋学院张召儒副教授、周朦教授与合作者的研究论文“ Spatial Variations of Phytoplankton Biomass Controlled by River Plume Dynamics Over the Lower Changjiang Estuary and Adjacent Shelf Based on High-Resolution Observations ”。文章提出包含冲淡水锋面动力过程在内的一系列中小尺度过程是调控长江口及邻近陆架海域浮游植物量变化和藻华爆发的关键机制，为我们重新审视河口近海生态系统动力学提供了新的视角与启示。文章在线发表后浏览量已达595次。文章发表于 Frontiers in Marine Science ，该期刊2019年影响因子为3.661。动力过程是调控河口和近海区域浮游植物量时空变化的重要因素。以往研究多是基于大面站调查结果，强调浊度和光限制的变化、地形诱导的上升流和黑潮次表层水入侵等中-大尺度过程对长江口附近海域浮游植物量和藻华发生的主导作用。本研究于2017年7月首次在长江口海域利用集成多传感器的拖曳式走航观测系统Acrobat（图1），获取了从河口到陆架海域的物理及生态要素的高时空分辨率观测断面（图2），在此基础上揭示了中-小尺度上的冲淡水锋面过程对长江口海域藻华爆发的控制作用，其中的关键因素包括锋面对物质的辐聚效应、真光层深度的变化及冲淡水扩散状态变化对浮游植物停留时间的延长等。该航次由张召儒副教授担任首席科学家，周朦教授参与航次并担任技术指导，航次参与人员还包括上海交通大学钟贻森老师、高咏卉副教授及周朦教授团队成员，华东师范大学吴莹教授及其团队成员，同济大学许惠平教授团队。图1. 项目团队于2017年7月在长江口邻近海域开展的海上调查航次，该航次综合利用了近海拖曳式走航观测系统Acrobat、表层水走航系统、漂流浮标、站位采样等多种观测方式。图2. 长江口南槽至陆架海域断面水文、层结频率、有色溶解有机物、浊度、光合有效辐射、叶绿素浓度、营养盐和表层溶解氧等参数的高时空分辨率分布特征。文章指出，长江口邻近海域的浮游植物量空间变化受多重尺度动力过程的影响，其中冲淡水锋面过程对藻华的爆发起到决定性作用。初级生产力的出现起源于长江冲淡水主锋面所致的垂向层结及其对泥沙悬浮的抑制和对光照条件的改善，营养盐最大水平梯度发生在该区域，但其浓度的迅速下降主要由淡水和海水的混合所致。长江口藻华发生于冲淡水主锋面的露头位置（称之为表锋面），漂流浮标结果（图3）显示该位置存在显著的物质辐聚效应，是导致浮游植物汇聚和藻华发生的重要因素；同时，辐聚导致下降流的产生，进一步增加了真光层的深度；此外，锋面外海一侧存在波动信号，伴随了冲淡水运动由超临界状态向亚临界状态的转变，增加了冲淡水及其携带的浮游植物在表锋面附近的停留时间，为藻华的发生进一步提供了有利的条件（图4）。图3. 航次中在长江口北港外侧释放的5个表层漂流浮标在124°E以西的漂流轨迹与速度。图（A）和（C）揭示了冲淡水表锋面附近流动状态的改变及其物质辐聚效应。图4. 多重尺度物理过程对长江口邻近海域浮游植物量及相关生物地球化学过程的调控作用与机理。本文第一作者为上海交通大学海洋学院长聘教轨副教授张召儒，通讯作者为上海交通大学周朦教授和张召儒副教授，合作者还包括上海交通大学钟贻森老师、高咏卉副教授、张瑞峰副研究员、Walker Smith教授，以及华东师范大学的张国森和江山博士。该研究由国家自然科学基金重点项目“长江口冲淡水的对流、扩散和物质转换综合过程”（41530960）资助，上海交通大学海洋学院周朦教授为该项目负责人，参加单位包括上海交通大学、华东师范大学和同济大学。张召儒，上海交通大学海洋学院长聘教授副教授，博士生导师。2007年本科毕业于中国海洋大学，2013年博士毕业于美国德克萨斯农工大学，2014年至今任职于上海交通大学海洋学院。研究领域包括近海动力学、极地海洋-海冰动力学和海洋物理-生态耦合过程，目前已经在Progress in Oceanography, JGR-Oceans, Climate Dynamics,Ocean Modelling和Frontiers in Marine Science等期刊发表SCI论文18篇。担任海洋学领域知名国际期刊Journal of Marine Systems责任编委，美国地球物理学会期刊AGU Advances总编遴选委员会委员和Ocean Sciences Meeting主席遴选委员会委员。
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