海水中的溶解氧(Dissolved Oxygen，DO)是反映海洋生物生長(zhǎng)狀況和海水質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是衡量海氣相互作用、初級(jí)生產(chǎn)力等過(guò)程的重要標(biāo)志物，其變化受物理、生物和化學(xué)等過(guò)程的共同作用。國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3097—1997)中定義海水二類水體標(biāo)準(zhǔn)為5 mg/L，小于5 mg/L則屬于三類及以下的水體，三類及以下的海水不適于海水養(yǎng)殖、海洋浴場(chǎng)等海水與人體直接接觸的海水娛樂(lè)區(qū)，因此了解海水中的溶解氧含量非常重要。

Unisense微電極研究系統(tǒng)的應(yīng)用

unisense新型（STOX）溶氧微電極結(jié)合AD信號(hào)轉(zhuǎn)換器與PA2000皮安表結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)在海洋底層區(qū)域中的氧濃度的原位測(cè)試，該傳感器接入到Seabird測(cè)試采樣設(shè)備中的輕金屬合金圓柱體中，選取STOX傳感器作為海洋區(qū)域中氧氣的濃度的測(cè)試數(shù)據(jù)輸出端。

本文利用大沽河口海洋環(huán)境有纜實(shí)時(shí)在線觀測(cè)系統(tǒng)所獲數(shù)據(jù)，研究了底層海水溶解氧的時(shí)間變化特征和變化幅度特征；結(jié)合鹽度、溫度、水深以及風(fēng)速數(shù)據(jù)對(duì)海水溶解氧濃度的影響因素進(jìn)行了討論，主要結(jié)論如下：

(1)大沽河口底層海水溶解氧濃度呈現(xiàn)出多時(shí)間尺度變化特征，觀測(cè)期間平均值為8.90 mg/L，日平均值變化范圍為5.04～13.29 mg/L。從月平均數(shù)據(jù)來(lái)看，海水溶解氧濃度從2016年11—2017年1月逐漸升高，2017年1—6月逐漸降低，1月最高，為11.86 mg/L，6月最低，為6.17 mg/L。對(duì)于季節(jié)變化而言，海水溶解氧濃度從秋季至冬季逐漸升高，冬季至夏季逐漸降低。在秋末至初春，這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，浮游植物的生命活動(dòng)非常弱，無(wú)法通過(guò)光合作用產(chǎn)生氧氣，因而海水溶解氧濃度日變化受到海表面風(fēng)和潮汐作用下海水混合的影響較大；春季和夏季初期，浮游植物開(kāi)始進(jìn)行光合作用，海水溶解氧濃度白天呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)。

圖1各月平均的DO逐時(shí)日變化

(2)觀測(cè)期間海水溶解氧濃度的月標(biāo)準(zhǔn)差的變化規(guī)律為2016年11月—2017年5月下降，2017年5—6月上升。其中月標(biāo)準(zhǔn)差11月最大，為0.83 mg/L，2017年5月最小，為0.21 mg/L。海水溶解氧濃度的日標(biāo)準(zhǔn)差呈現(xiàn)出與月標(biāo)準(zhǔn)差相似的規(guī)律，2016年11月份最大，為0.76 mg/L，2017年2月最小，為0.15 mg/L。說(shuō)明觀測(cè)期間，溶解氧濃度的小時(shí)變化強(qiáng)度和日變化強(qiáng)度均于2016年11月份最強(qiáng)。此外，海水溶解氧濃度的日標(biāo)準(zhǔn)差變化還存在顯著的天氣時(shí)間尺度變化，亦于2016年11月份時(shí)最強(qiáng)，最高值約為1.94 mg/L，出現(xiàn)在2016年11月28日。觀測(cè)期間大沽河口飽和度逐漸降低，AOU經(jīng)歷了由負(fù)到正逐漸升高的過(guò)程，在2017年4—6月份，AOU的值相對(duì)較大，說(shuō)明水體進(jìn)入到了氧消耗的階段。

圖2觀測(cè)期間的DO(mg/L)、DOS(mg/L)、p(b)、日平均AOU(c，mg/L)和月平均AOU(d，mg/L)時(shí)間序列；((b)和(c)中從左至右的四種顏色分別表示秋季、冬季、春季和夏季;(b)中紅色線表示飽和百分比為100%;(c)和(d)中紅色線表示平均值。

(3)大沽河口水深較淺，層結(jié)作用不明顯，影響底層海水溶解氧濃度的主要因素是溫度，二者的相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.96，溫度越高，溶解氧濃度越低。由于大沽河口鹽度的變化范圍較大，鹽度變化對(duì)海水溶解氧濃度的貢獻(xiàn)率達(dá)到13.10%，二者相關(guān)系數(shù)為-0.51，鹽度越高，溶解氧濃度越低。海水溶解氧濃度的變化還受到大風(fēng)天氣的影響，在大風(fēng)天氣的影響下，溶解氧狀態(tài)充盈，海水溶解氧濃度會(huì)出現(xiàn)過(guò)飽和的現(xiàn)象，在風(fēng)力較弱的情況下，海水溶解氧濃度主要受溫度控制。潮汐對(duì)海水溶解氧濃度有一定的影響，大沽河口潮汐類型為正規(guī)半日潮，潮汐作用能夠引起海底水的混合運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)溶解氧濃度產(chǎn)生影響。

(4)本次研究發(fā)現(xiàn)大沽河口在觀測(cè)期間不存在溶解氧濃度低于二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，說(shuō)明大沽河口水體2016年秋冬季至2017年春季基本無(wú)污染，但是溶解氧濃度夏季的趨勢(shì)仍然需要進(jìn)一步的觀測(cè)，研究表明夏季海水溶解氧濃度呈下降趨勢(shì)，加上徑流增大可能攜帶大量污染物，有可能會(huì)出現(xiàn)溶解氧含量低于二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)甚至是三類標(biāo)準(zhǔn)的情況。