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尿素,作为最主要的小分子溶解态有机氮,主要来源于浮游生物的代谢和有机物的再矿化。尿素可以直接被浮游植物和细菌等循环利用,作为主要氮源之一,在海洋真光层中对再生生产力的贡献不容忽视,因此尿素在全球海洋碳、氮生物地球化学循环过程中扮演着重要的角色。目前海水中尿素的测定方法主要是丁二酮肟分光光度法,已报道的分析方法在检测限和重现性方面都无法满足尿素研究痕量、准确和快速的测定需求。 针对现有不足,本论文通过探索海水样品中尿素显色反应的动力学过程,优化试剂比例,得到稳定的显色产物,有效地克服以往方法重现性差的问题,方法检测限(Method Detection Limit,MDL)为20 nmol/L,相对标准偏差(RelativeStandard Deviation,RSD)为1.60%(2μmol/L,n=9),回收率在93.9-106.1%之间。本研究还评估了盐效应对分析结果的影响,证明优化方法可以较好地应用于盐度变化明显的近岸样品测定。针对痕量浓度样品,本论文通过结合液芯波导毛细管流通池(Liquid Waveguide Capillary Cell,LWCC),光程延长至1m,进而提高了方法的灵敏度,MDL可达1.2 nmol/L,RSD为3.25%(50 nmol/L,n=10),回收率为95.5-103.8%,能够满足开阔大洋寡营养海区痕量尿素的分析需求。综上所述,本研究建立了标准化的测定不同水环境中尿素浓度的分析方法。此外,通过对比不同样品保存条件,发现最佳的保存方式为-20℃冷冻直至分析前解冻。 应用本方法,对珠江口夏、秋季表层海水中的尿素浓度进行测定,结果显示:其浓度分布范围分别为0.2-4.7μmol/L和0.1-7.0μmol/L,秋季浓度高于夏季且区域变化大。尿素浓度沿着虎门下游方向逐渐降低,上游尿素分布主要受人为活动和污水排放影响显著,下游则主要受控于河海水混合过程。对于秋季伶仃洋区域,不同站位之间沉积物间隙水的尿素浓度和垂直分布都存在明显差异,将其与水柱底层的尿素浓度对比,发现沉积物的释放对底层水中的尿素有一定的贡献作用。 本研究获得南中国海典型站位尿素浓度的垂直分布情况,结果显示:真光层的尿素浓度变化明显,分布范围在60-125 nmol/L之间,500 m以深的浓度变化范围小,在60-80 nmol/L之间,由此填补了该寡营养海区尿素数据的空白。为未来深入探究尿素在海洋碳、氮循环过程中的迁移转化和机制变化提供有力的数据参考和技术保障。