海水中的溶解氧(Dissolved Oxygen，DO)是反映海洋生物生長狀況和海水質量的重要指標，也是衡量海氣相互作用、初級生產力等過程的重要標志物，其變化受物理、生物和化學等過程的共同作用。國家水質標準(GB3097—1997)中定義海水二類水體標準為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、海洋浴場等海水與人體直接接觸的海水娛樂區(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)的應用

unisense新型（STOX）溶氧微電極結合AD信號轉換器與PA2000皮安表結合使用，實現(xiàn)在海洋底層區(qū)域中的氧濃度的原位測試，該傳感器接入到Seabird測試采樣設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試數據輸出端。

本文利用大沽河口海洋環(huán)境有纜實時在線觀測系統(tǒng)所獲數據，研究了底層海水溶解氧的時間變化特征和變化幅度特征；結合鹽度、溫度、水深以及風速數據對海水溶解氧濃度的影響因素進行了討論，主要結論如下：

(1)大沽河口底層海水溶解氧濃度呈現(xiàn)出多時間尺度變化特征，觀測期間平均值為8.90 mg/L，日平均值變化范圍為5.04～13.29 mg/L。從月平均數據來看，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，這個時間段內，浮游植物的生命活動非常弱，無法通過光合作用產生氧氣，因而海水溶解氧濃度日變化受到海表面風和潮汐作用下海水混合的影響較大；春季和夏季初期，浮游植物開始進行光合作用，海水溶解氧濃度白天呈現(xiàn)出上升的趨勢。

圖1各月平均的DO逐時日變化

(2)觀測期間海水溶解氧濃度的月標準差的變化規(guī)律為2016年11月—2017年5月下降，2017年5—6月上升。其中月標準差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準差呈現(xiàn)出與月標準差相似的規(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。說明觀測期間，溶解氧濃度的小時變化強度和日變化強度均于2016年11月份最強。此外，海水溶解氧濃度的日標準差變化還存在顯著的天氣時間尺度變化，亦于2016年11月份時最強，最高值約為1.94 mg/L，出現(xiàn)在2016年11月28日。觀測期間大沽河口飽和度逐漸降低，AOU經歷了由負到正逐漸升高的過程，在2017年4—6月份，AOU的值相對較大，說明水體進入到了氧消耗的階段。

圖2觀測期間的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，二者的相關系數達到-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，鹽度變化對海水溶解氧濃度的貢獻率達到13.10%，二者相關系數為-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天氣的影響，在大風天氣的影響下，溶解氧狀態(tài)充盈，海水溶解氧濃度會出現(xiàn)過飽和的現(xiàn)象，在風力較弱的情況下，海水溶解氧濃度主要受溫度控制。潮汐對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動，從而對溶解氧濃度產生影響。

(4)本次研究發(fā)現(xiàn)大沽河口在觀測期間不存在溶解氧濃度低于二類水質標準的現(xiàn)象，說明大沽河口水體2016年秋冬季至2017年春季基本無污染，但是溶解氧濃度夏季的趨勢仍然需要進一步的觀測，研究表明夏季海水溶解氧濃度呈下降趨勢，加上徑流增大可能攜帶大量污染物，有可能會出現(xiàn)溶解氧含量低于二類水質標準甚至是三類標準的情況。