項(xiàng)目簡(jiǎn)介：   本項(xiàng)目屬海洋化學(xué)領(lǐng)域。

主要研究?jī)?nèi)容及其科學(xué)價(jià)值：（1）研究、建立了一整套海洋物質(zhì)中放射性核素與穩(wěn)定同位素的分離、測(cè)定方法，實(shí)現(xiàn)了30多種同位素的測(cè)定。（2）在國(guó)內(nèi)率先開拓基于鈾、釷系不平衡研究海洋顆粒動(dòng)力學(xué)的新領(lǐng)域，提供了海域顆粒有機(jī)碳的輸出通量，評(píng)估生物泵的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。（3）運(yùn)用2H、18O、224Ra、226Ra、228Ra等同位素揭示春季黑潮水入侵南海的路徑及其西向鋒面與深度范圍；闡明南極底層水形成的可能性及西北冰洋深海盆地"上躍層水"的形成機(jī)制；獲得海域水體的垂直與水平渦動(dòng)擴(kuò)散速率。（4）發(fā)現(xiàn)夏季西北冰洋具有相對(duì)活躍的碳循環(huán)過(guò)程而非生物生產(chǎn)力的"沙漠"。（5）國(guó)際上首次研究海水天然膠體態(tài)鐵的生物可利用性，發(fā)現(xiàn)膠體態(tài)鐵可被海洋硅藻和橈足類生物所利用，但其吸收速率明顯低于無(wú)機(jī)態(tài)和低分子量有機(jī)結(jié)合態(tài)Fe。（6）發(fā)展了一系列海洋放射年代學(xué)方法，獲得海洋沉積物沉積速率與多金屬結(jié)核、結(jié)殼的生長(zhǎng)速率；發(fā)現(xiàn)顆粒物化學(xué)組成對(duì)Th、Pa的清除存在影響。能在如此遼闊的海域應(yīng)用如此之多的同位素研究海洋學(xué)過(guò)程，在國(guó)內(nèi)僅此一家，在國(guó)外也不多見。本研究開拓、發(fā)展了我國(guó)同位素海洋學(xué)研究的新領(lǐng)域。與國(guó)外同類研究比較,本項(xiàng)目在核素測(cè)定新方法的建立，應(yīng)用同位素于海洋顆粒動(dòng)力學(xué)、海洋水團(tuán)組成與水體運(yùn)動(dòng)、海洋沉積速率與多金屬結(jié)核/結(jié)殼的生長(zhǎng)速率以及元素生物可利用性等方面的研究均更為系統(tǒng),并有所創(chuàng)新。

同行引用評(píng)價(jià)情況：成果已得到國(guó)內(nèi)外同行的普遍認(rèn)可和肯定。10篇代表性論文的SCI他引次數(shù)達(dá)到54次，不少引文發(fā)表在地球科學(xué)高水平的期刊，如Rev Mineral Geochem、Glob Biogeochem Cycl、Geochim Cosmochim Acta等，并成為他們解釋科學(xué)問(wèn)題的依據(jù)。成果還被許多專著收錄，如《鈾系年代學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)技術(shù)》、《海洋生態(tài)學(xué)》、《海洋化學(xué)原理和應(yīng)用》、《海洋化學(xué)》、《中國(guó)的海洋化學(xué)》、《中國(guó)海洋志》等。本研究首創(chuàng)的鈾釷分離法在中國(guó)首次鈾系標(biāo)樣比對(duì)中取得名列前茅的佳績(jī)。

主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)：

I. 方法學(xué)研究。提出了碳酸鹽地質(zhì)樣品、深海錳結(jié)核中鈾、釷分離、測(cè)定的獨(dú)特方法,在國(guó)內(nèi)外10家實(shí)驗(yàn)室參加的國(guó)內(nèi)首次鈾系標(biāo)樣比對(duì)中取得名列前茅的佳績(jī)。近30年間,研究、建立了一整套海洋物質(zhì)中同位素的分離、測(cè)定方法,基于alpha 能譜儀、 gamma 能譜儀、 alpha/beta 計(jì)數(shù)儀、液體閃爍譜儀和同位素比值質(zhì)譜儀等實(shí)現(xiàn)了3H、7Be、10Be、14C、32P、33P、40K、59Fe、75Se、137Cs、210Po、210Pb、222Rn、224Ra、226Ra、228Ra、227Th、228Th、230Th、232Th、234Th、231Pa、234U、235U、238U等放射性同位素和2H、13C、15N、18O等穩(wěn)定同位素的測(cè)定，并成功地應(yīng)用于遼闊海域海洋學(xué)過(guò)程的研究，為開拓、發(fā)展我國(guó)同位素海洋學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的方法學(xué)基礎(chǔ)。(海洋化學(xué),代表性論文1)

II. 海洋顆粒動(dòng)力學(xué)與真光層碳輸出的同位素示蹤。在國(guó)內(nèi)率先開拓了基于234Th/238U不平衡、228Th/228Ra不平衡、210Po/210Pb不平衡、210Pb/226Ra不平衡等研究海洋顆粒動(dòng)力學(xué)的新領(lǐng)域,根據(jù)這些不平衡的程度,計(jì)算出真光層顆粒有機(jī)碳(POC)的輸出通量,評(píng)估了海洋生物泵的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。(海洋化學(xué),代表性論文2、3)

III. 海洋水團(tuán)組成與水體混合的同位素表征。運(yùn)用穩(wěn)定同位素2H、18O和放射性同位素224Ra、226Ra、228Ra：A)準(zhǔn)確無(wú)誤地給出春季黑潮水入侵南海的路徑及其西向鋒面與深度范圍；B)揭示呂宋島西北方和東沙群島西南方兩個(gè)冷渦區(qū)之所在；C)首次給出南極普里茲灣及鄰近海域基于2H的水團(tuán)組成并闡明南極底層水形成的可能性；D)給出西北冰洋海水中大西洋水、太平洋水、海冰融化水和河水所占的份額,發(fā)現(xiàn)西北冰洋深海盆地"上躍層水"系太平洋水的輸入而形成；E)揭示南海東北部、南沙等海域水體的垂直與水平渦動(dòng)擴(kuò)散速率。(海洋化學(xué),代表性論文4)

IV. 西北冰洋的碳循環(huán)。藉助來(lái)自234Th/238U不平衡、14C吸收法、3H吸收法、15N吸收法等一系列同位素證據(jù),發(fā)現(xiàn)夏季西北冰洋具有相對(duì)活躍的碳循環(huán)過(guò)程而非生物生產(chǎn)力的"沙漠",西北冰洋深海盆上層水體同樣存在顆粒有機(jī)碳的輸出。(海洋化學(xué),代表性論文5、6)

V. 海水中痕量元素的生物可利用性。利用59Fe示蹤法在國(guó)際上首次研究海水天然膠體態(tài)鐵的生物可利用性,發(fā)現(xiàn)膠體態(tài)鐵可被海洋硅藻和橈足類生物所利用,但其吸收速率明顯低于無(wú)機(jī)態(tài)和低分子量有機(jī)結(jié)合態(tài)Fe；運(yùn)用75Se示蹤劑揭示浮游植物對(duì)Se的富集效率及Se在食物鏈的傳遞,證實(shí)海洋蛤類主要從攝食的浮游植物而非從海水中富集Se。(海洋化學(xué),代表性論文7、8、9)

VI. 海洋放射年代學(xué)。提出了充分考慮沉積物壓實(shí)和鹽效應(yīng)的精確的210Pb年代學(xué)方法,在中、美長(zhǎng)江口與東海陸架沉積過(guò)程聯(lián)合研究中,獲得與美方一致的沉積速率；發(fā)現(xiàn)顆粒物化學(xué)組成對(duì)Th、Pa的清除存在影響；首次測(cè)出我國(guó)第一批大洋多金屬結(jié)核的生長(zhǎng)速率；系統(tǒng)地研究了中、西太平洋富鈷結(jié)殼的生長(zhǎng)速率并對(duì)各種測(cè)年法進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。(海洋化學(xué),代表性論文10)

主要完成人：

1.  黃奕普

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。從無(wú)到有、從小到大建立同位素海洋學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室，組建研究梯隊(duì)，啟動(dòng)本項(xiàng)目的研究，提出研究思路，設(shè)計(jì)和建立海上調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室研究方法，分析研究結(jié)果，總結(jié)、發(fā)現(xiàn)研究規(guī)律，對(duì)項(xiàng)目的發(fā)現(xiàn)點(diǎn)I、II、III、IV、VI作出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的75%以上。

2.  陳敏

在海洋顆粒動(dòng)力學(xué)、海洋水體運(yùn)動(dòng)與痕量元素生物可利用性的同位素示蹤等開展了大量工作，對(duì)于發(fā)現(xiàn)點(diǎn)I中234Th/238U和210Po/210Pb不平衡方法的建立，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)II生物泵運(yùn)轉(zhuǎn)效率的234Th/238U不平衡示蹤，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)III北冰洋水團(tuán)組成與水體運(yùn)動(dòng)的多核素示蹤，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)IV的整體研究，以及發(fā)現(xiàn)點(diǎn)V的整個(gè)實(shí)驗(yàn)完成與論文撰寫作出創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。本研究工作量占本人工作量的70%。

3.  王文雄

發(fā)展了一系列研究水生生物對(duì)痕量元素吸收的放射性示蹤方法，并將其應(yīng)用于痕量元素生物可利用性的研究。對(duì)于發(fā)現(xiàn)點(diǎn)V有主要貢獻(xiàn)，從學(xué)術(shù)思想的提出、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與組織、論文的撰寫等均作出創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。本研究工作量占本人工作量的51%。

4.  劉廣山

組建低本底 能譜實(shí)驗(yàn)室，研究、建立了一系列海洋物質(zhì)中放射性核素的 能譜分析法，為發(fā)現(xiàn)點(diǎn)III、VI作出了方法學(xué)方面的創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。本人在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的46%。

5.  邱雨生

負(fù)責(zé)本研究海上調(diào)查與采樣的繁重任務(wù)，并負(fù)責(zé)本實(shí)驗(yàn)室絕大多數(shù)測(cè)試儀器的維護(hù)與保養(yǎng)，是本項(xiàng)研究得以順利進(jìn)行。在所有發(fā)現(xiàn)點(diǎn)（境外完成的除外）中都作出了樣品采集與數(shù)據(jù)測(cè)試方面的重要貢獻(xiàn)。在本項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的45%。

10篇代表性論文：

1.   碳酸鹽地質(zhì)樣品中鈾、釷的分離及年齡的測(cè)定：國(guó)內(nèi)鈾系標(biāo)準(zhǔn)樣的測(cè)試 / 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）

2.   New production based on Ra-228 derived nutrient budgets and thorium-estimated POC export at the intercalibration station in the South China Sea / Deep-Sea Research I

3.   Export of particulate organic carbon estimated from Th-234/U-238 disequilibria and its temporal variation in the South China Sea / Chinese Science Bulletin

4.   The sources of the upper and lower halocline water in the Canada Basin derived from isotopic tracers / Science in China (Series D)

5.   Particulate organic carbon export fluxes in the Canada Basin and Bering Sea as derived from Th-234/U-238U disequilibria / Arctic

6.   Biological productivity and carbon cycling in the Arctic Ocean / Chinese Science Bulletin

7.   Marine diatom uptake of iron bound with natural colloids of different origins / Marine Chemistry

8.   Phase partitioning and solubility of iron in natural seawater controlled by dissolved organic matter / Global Biogeochemical Cycles

9.   Se uptake and accumulation in marine phytoplankton and transfer of Se to the clam puditapes-philippnarum / Marine Environmental Research

10.  Control of Pa/Th ratio by particulate chemical composition in the ocean / Geophysical Research Letters