2024年工作简报    
立体观测大数据库及服务系统
COMET 海洋观测技术与数据中心立足海洋立体观测体系,以海洋观测为基础,以科学数据为核心,服务科学研究和国防安全重大战略需求。中心搭建专业化技术团队,打通仪器、观测、数据、应用服务链条,提供高质量标准化数据产品,同时着手构建全新立体观测大数据库及服务系统, 2024 年已完成 20 个航次和50 个固定站点数据整编任务,相关工作有序推进。
 
海洋仪器研发中心
海洋仪器研发中心(Ocean-IDEA)作为MEL的特色科研支撑平台之一,聚焦于海洋科学采样、观测与实验仪器的研发,围绕海洋观测平台、生物地球化学传感器、生物地球化学保真采样、水下机器视觉等方向开展核心技术攻关和新方法的研究,自主研发或协助课题组进行原创性海洋传感器、仪器、装备及核心部件的研制,为厦门大学海洋学科发展及打造国内一流海洋仪器创新中心提供支撑保障。
海洋仪器研发中心提供从结构设计、外观优化、仿真测试(流体分析、结构分析、受力分析、耐压分析、电路分析等)、电路开发、硬件集成、软件编写、交互界面设计、信息化管理等全链条闭环式海洋观测与实验仪器、装备的研发、测试及应用服务。
主要包括四个方向。1. 海洋观测平台:基于浮标、海底有缆系统、海床基、岸基、船基、井基、无人船等观测平台的结构设计、传感器集成、数据采集及通讯、数据管理系统及样机研制。2. 生地化传感器及观测仪器:研发应用于生物地球化学参数观测的湿化学、光学、电化学的传感器,以及基于生物光学的生物传感器;研制在线及水下检测样机。3. 生地化采样与实验仪器:研发水下原位保真采样技术及痕量样品采集设备,研发基于水下原位连续培养技术和标志物示踪技术的生物地球化学动力参数测量方法及设备。4. 水下机器视觉技术:面向海洋观测与智慧渔业需求,研发海洋生物原位成像技术及设备,并研发基于水下生物视频的数据增加、生物识别、行为分析等深度学习技术。
 
溶解有机碳标准参考物质

溶解有机碳(Dissolved organic carbon)是海洋中最大的还原性碳库,其碳储量约为 662 Pg C,与大气二氧化碳相当,是全球碳循环和气候变化的要调解重者。大洋 DOC 的浓度整体较低(35 – 90 μmol C/L) ,对其循环过程和机制的研究高度依赖于高精度的DOC 浓度分析。 国际比对结果表明,采用统一的参考物质(Consensus Reference Material, CRM)可以大幅降低不同研究组在分析同一样品时的相对偏差,有利于同行之间DOC 数据的比较研究。从 1999 年开始,迈阿密大学为海洋 DOC 的研究提供了高质量的CRM,但从 2017 年起,因 CRM 容器的更换,导致CRM 在保存和运输中容易出现变化,稳定性下降。因此,研发我国自己的 CRM 变得十分紧迫。

MEL 经过多次尝试,成功制备了 DOC 天然海水参考物质,并已应用于日常分析工作中。将采集到的西北太平洋 4000 m 深层水样酸化至 pH≈2, 并在室温下陈化两年后于百级洁净台内进行分装,制备了一批深层海水参考物质。随机抽取 12 个深层海水参考物质进行均一性测试,其平均值为 40.0 μmol C/L, 相对标准偏差(RSD)为 1.3%,均一性符合要求。在为期近一年的稳定性测试中,MEL CRM 的平均值为 40.5 μmol C/L,相对标准偏差为 2.0% ,与国际参考物质对比,MEL 制备的深层海水参考物质在稳定性方面表现更优。目前,国内多家科研单位受邀开展这批参考物质的比对验证工作,后续将进一步邀请国际知名科研院所实施国际比对工作。
目前,MEL 建立了 DOC 标准参考物质从样品采集、 制备至分析测试等完整的标准流程,有利于其他浓度 DOC 标准参考物质的研制。此外,MEL还将探索溶解有机氮和溶解有机磷标准品的研制,希望能为国内外同行提供高质量的标准参考物质。
 
新设备介绍--多接收器电感耦合等离子体质谱仪
过去 20 年中,多接收器电感耦合等离子体质谱仪 (MC-ICP-MS)的进步推动了非传统稳定同位素系统(如 Li、Mg、Si、S、K、Ca、Ti、V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Se、Sr、Nb、Cd、Ba、Hg 和 Pb)在古海洋学和海洋生物地球化学中的应用。
新购置的高分辨率 MC-ICP-MS(Sapphire) 带有双通道,包含“ 高能量 ”离子路径(传统 MC-ICP-MS)和独立的“ 低能量 ”离子路径(碰撞 / 反应池)。“双通道”设计既可在较低分辨率下消除氩离子源产生的同质量多原子离子干扰,也为与反应池相关的射频多极器件可能引起的质量歧视问题提供了有效解决方案。因此,该仪器能够在完成精确和准确的同位素分析的同时,满足更高灵敏度的需求。
立足于西北太平洋生物泵固碳和储碳机理及碳汇演变趋势这一重大科学问题,MEL 将利用 Sapphire 完善现有的同位素体系(如 Si、Sr、Nb、Ba、Th、Pa、U)以及开发新的痕量元素同位素体系(如 Fe、Ni、Cu、Zn、Pb等)分析方法,揭示西太平洋海水和颗粒物痕量元素同位素组成特征,提升对这片海洋“荒漠”中痕量元素的生物地球化学过程及其与全球气候变化紧密联系的认识。该设备已加入COMET预约共享系统。
 
时间序列沉积物捕获器
时间序列沉积物捕获器平台以时间序列方式长期原位采集水体中自然沉降的颗粒物质,用于生物地球化学研究,包括放射性核素、古海洋指标和碳循环研究,是海洋沉降输出通量及其相关生物地球化学过程研究的重要手段之一,也可应用于环境和污染监测。

COMET 仪器研发中心与海洋观测技术与数据中心两大技术团队成员和国家重点研发计划项目“西北太平洋生物碳泵的氮磷铁调控及演变趋势(PIN-Pump)” 项目成员合作,于 8 月 5 日在北太平洋公海海域成功布放时间序列沉积物捕获器锚系一套,下放了长达 5800 m的缆绳,在三个深度(500 m、1000 m 和 5000 m)收集沉降颗粒物,装备了 17 台 / 套声学多普勒海流剖面仪、单点海流计和温盐深仪等设备,实现对水文动力特征的长时间定点连续观测。通过测定沉降颗粒物的生物、化学组成,并结合水文动力特征分析,可系统揭示研究海区生物泵碳输出通量的时空变化规律,评估生物泵的固碳、储碳效率并阐明其机制。这是实验室布放的首套深海沉积物捕获器锚系,极大推进了对海洋固碳、储碳及其机制的研究工作。

 
2023-2024年度考核优秀名单
考核优秀:曹福青、许心雅、陈照章、朱佳、郭利果、孙圣垚、王丽芳