海洋磷被选择性地重新矿化外文翻译资料

 2022-12-10 03:12

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海洋磷被选择性地重新矿化

磷是海洋世界上的重要营养素，其中大部分在地表水的溶解有机物当中。通过使用切向流超滤和磷-31核磁共振（31P NMR），我们发现了一些有特点的高分子量主要化合物类，即海洋溶解有机磷，磷酯和磷酸盐。我们发现，该组合物和有机磷的DOM值显示不同新鲜的有机物质，这表明溶解有机磷（DOP）是优选从DOM中重新矿化的。

这已成为可行的，随着切向流超滤技术的出现，可用于隔离充分溶解和颗粒态有机物从天然水域有机物核磁共振光谱分析。相比其他方法切向流海水超滤可再生地分离DOM的较大部分，所以超滤分离曾经代表海洋DOM的最大分数。

在这项研究中，总DOM中的19-38％是由超滤回收的。在这里，所有超滤DOM分离是在高分子量或胶体分数（1-100纳米尺寸范围）被特征的，这是一个来源碳和能量的海洋细菌。

地表水的31P NMR谱DOM表示DOP是由两类主要化合物，磷酯和膦酸酯占主导地位组成的。该所有光谱中最突出的特点是在0化学位移中心的大峰为溶剂，归因于磷酯。在浮游生物，磷酯存在在单酯和磷酸二酯大分子中如核酸和膜磷脂。比较小的25溶剂峰表示膦酸盐，一组含一个C-P键的化合物的存在。膦酸盐往往与磷酸化蛋白和膜磷脂有关联。磷脂的外膜结构可保护细胞免受酶降解或提供额外的刚性。

约总磷3%的浮游生物的自然组合应归因于膦。尽管膦酸酯仅包含磷的百分之几在浮游生物，核磁共振峰面积的积分揭示了一个令人惊讶的高丰度的高分子量膦酸盐DOP（约25％）。在DOP表面磷酸盐的相对高比例表示优先使用磷酯类有机物质分解过程相对于膦酸酯来说。

在海水中，一些溶解磷酯是磷的迅速使用源而膦酸盐被认为是化学稳定的化合物，以水解和细菌更耐降解。定在相对于海洋浮游生物表面DOP膦酸盐的比例较高，再生最初必须是选择性的过程，与活性磷酯作为微生物的优选底物。

虽然绝对浓度的高分子量DOP从90纳米的地表水降低到15纳米的深水域，31 PNMR的DOP谱表明磷酯和磷酸盐在整个不变的比例水柱中，表示磷酯和膦酸盐在使用更深水域的税率。在具有较深水域相比表面磷酯反应明显的差异来看，可能会导致从多种生化类不同反应性的磷酯发生。活性磷酯在地表水中迅速的利用，从而导致深水富集反应性较低的DOP化合物。磷酯和膦酸盐从表面到深水域的持久性表明，DOP的反应性较低的部分包括了在地表水中可能产生的共同的生化结构。

海水中营养物质的再生经常被比作雷德菲尔德比率，近似于海洋浮游生物（碳/氮/磷（C/ N/ P）原子=106/16/1的比率）的平均组成。虽然它在很大程度上DOM是否在菲尔德化学计量上产生的是未知的，我们的数据显示，DOM是在贯穿整个相对向菲尔德值的水柱上耗尽的。在C / P和深度N / P比的大幅增加表明，磷从DOM中优先再生，这意味着DOP一定少不了比任何DOC或DON周期更有效。

选择性去除DOM磷大概反映了海洋微生物的营养需求，这表明磷是贫营养地区地表水限制性的营养物质。

劳伦丽莎·克拉克，埃勒里D. Ingall，

罗纳德·本纳

德克萨斯大学海洋科学研究所，

阿兰萨斯港，德克萨斯州78373，USA

电子邮件：ingall@utmsi.utexas.edu

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