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项目简介： 本项目属海洋化学领域。
主要研究内容及其科学价值：（1）研究、建立了一整套海洋物质中放射性核素与稳定同位素的分离、测定方法，实现了30多种同位素的测定。（2）在国内率先开拓基于铀、钍系不平衡研究海洋颗粒动力学的新领域，提供了海域颗粒有机碳的输出通量，评估生物泵的运转效率。（3）运用2H、18O、224Ra、226Ra、228Ra等同位素揭示春季黑潮水入侵南海的路径及其西向锋面与深度范围；阐明南极底层水形成的可能性及西北冰洋深海盆地"上跃层水"的形成机制；获得海域水体的垂直与水平涡动扩散速率。（4）发现夏季西北冰洋具有相对活跃的碳循环过程而非生物生产力的"沙漠"。（5）国际上首次研究海水天然胶体态铁的生物可利用性，发现胶体态铁可被海洋硅藻和桡足类生物所利用，但其吸收速率明显低于无机态和低分子量有机结合态Fe。（6）发展了一系列海洋放射年代学方法，获得海洋沉积物沉积速率与多金属结核、结壳的生长速率；发现颗粒物化学组成对Th、Pa的清除存在影响。能在如此辽阔的海域应用如此之多的同位素研究海洋学过程，在国内仅此一家，在国外也不多见。本研究开拓、发展了我国同位素海洋学研究的新领域。与国外同类研究比较,本项目在核素测定新方法的建立，应用同位素于海洋颗粒动力学、海洋水团组成与水体运动、海洋沉积速率与多金属结核/结壳的生长速率以及元素生物可利用性等方面的研究均更为系统,并有所创新。
同行引用评价情况：成果已得到国内外同行的普遍认可和肯定。10篇代表性论文的SCI他引次数达到54次，不少引文发表在地球科学高水平的期刊，如Rev Mineral Geochem、Glob Biogeochem Cycl、Geochim Cosmochim Acta等，并成为他们解释科学问题的依据。成果还被许多专著收录，如《铀系年代学方法及实验技术》、《海洋生态学》、《海洋化学原理和应用》、《海洋化学》、《中国的海洋化学》、《中国海洋志》等。本研究首创的铀钍分离法在中国首次铀系标样比对中取得名列前茅的佳绩。
主要发现点：
I. 方法学研究。提出了碳酸盐地质样品、深海锰结核中铀、钍分离、测定的独特方法,在国内外10家实验室参加的国内首次铀系标样比对中取得名列前茅的佳绩。近30年间,研究、建立了一整套海洋物质中同位素的分离、测定方法,基于alpha 能谱仪、 gamma 能谱仪、 alpha/beta 计数仪、液体闪烁谱仪和同位素比值质谱仪等实现了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等稳定同位素的测定，并成功地应用于辽阔海域海洋学过程的研究，为开拓、发展我国同位素海洋学奠定了坚实的方法学基础。(海洋化学,代表性论文1)
II. 海洋颗粒动力学与真光层碳输出的同位素示踪。在国内率先开拓了基于234Th/238U不平衡、228Th/228Ra不平衡、210Po/210Pb不平衡、210Pb/226Ra不平衡等研究海洋颗粒动力学的新领域,根据这些不平衡的程度,计算出真光层颗粒有机碳(POC)的输出通量,评估了海洋生物泵的运转效率。(海洋化学,代表性论文2、3)
III. 海洋水团组成与水体混合的同位素表征。运用稳定同位素2H、18O和放射性同位素224Ra、226Ra、228Ra：A)准确无误地给出春季黑潮水入侵南海的路径及其西向锋面与深度范围；B)揭示吕宋岛西北方和东沙群岛西南方两个冷涡区之所在；C)首次给出南极普里兹湾及邻近海域基于2H的水团组成并阐明南极底层水形成的可能性；D)给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额,发现西北冰洋深海盆地"上跃层水"系太平洋水的输入而形成；E)揭示南海东北部、南沙等海域水体的垂直与水平涡动扩散速率。(海洋化学,代表性论文4)
IV. 西北冰洋的碳循环。藉助来自234Th/238U不平衡、14C吸收法、3H吸收法、15N吸收法等一系列同位素证据,发现夏季西北冰洋具有相对活跃的碳循环过程而非生物生产力的"沙漠",西北冰洋深海盆上层水体同样存在颗粒有机碳的输出。(海洋化学,代表性论文5、6)
V. 海水中痕量元素的生物可利用性。利用59Fe示踪法在国际上首次研究海水天然胶体态铁的生物可利用性,发现胶体态铁可被海洋硅藻和桡足类生物所利用,但其吸收速率明显低于无机态和低分子量有机结合态Fe；运用75Se示踪剂揭示浮游植物对Se的富集效率及Se在食物链的传递,证实海洋蛤类主要从摄食的浮游植物而非从海水中富集Se。(海洋化学,代表性论文7、8、9)
VI. 海洋放射年代学。提出了充分考虑沉积物压实和盐效应的精确的210Pb年代学方法,在中、美长江口与东海陆架沉积过程联合研究中,获得与美方一致的沉积速率；发现颗粒物化学组成对Th、Pa的清除存在影响；首次测出我国第一批大洋多金属结核的生长速率；系统地研究了中、西太平洋富钴结壳的生长速率并对各种测年法进行了综合评价。(海洋化学,代表性论文10)
主要完成人：
1. 黄奕普
项目负责人。从无到有、从小到大建立同位素海洋学研究实验室，组建研究梯队，启动本项目的研究，提出研究思路，设计和建立海上调查和实验室研究方法，分析研究结果，总结、发现研究规律，对项目的发现点I、II、III、IV、VI作出了创造性贡献。在该项研究中的工作量占本人工作量的75%以上。
2. 陈敏
在海洋颗粒动力学、海洋水体运动与痕量元素生物可利用性的同位素示踪等开展了大量工作，对于发现点I中234Th/238U和210Po/210Pb不平衡方法的建立，发现点II生物泵运转效率的234Th/238U不平衡示踪，发现点III北冰洋水团组成与水体运动的多核素示踪，发现点IV的整体研究，以及发现点V的整个实验完成与论文撰写作出创造性贡献。本研究工作量占本人工作量的70%。
3. 王文雄
发展了一系列研究水生生物对痕量元素吸收的放射性示踪方法，并将其应用于痕量元素生物可利用性的研究。对于发现点V有主要贡献，从学术思想的提出、实验的设计与组织、论文的撰写等均作出创造性贡献。本研究工作量占本人工作量的51%。
4. 刘广山
组建低本底 能谱实验室，研究、建立了一系列海洋物质中放射性核素的 能谱分析法，为发现点III、VI作出了方法学方面的创造性贡献。本人在该项研究中的工作量占本人工作量的46%。
5. 邱雨生
负责本研究海上调查与采样的繁重任务，并负责本实验室绝大多数测试仪器的维护与保养，是本项研究得以顺利进行。在所有发现点（境外完成的除外）中都作出了样品采集与数据测试方面的重要贡献。在本项研究中的工作量占本人工作量的45%。
10篇代表性论文：
1. 碳酸盐地质样品中铀、钍的分离及年龄的测定：国内铀系标准样的测试 / 厦门大学学报（自然科学版）
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
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