海洋表层水中的Fe，已被证明为某些大洋海区表层水生产力的限制因素（即所谓“铁限制假说”）［1-5］。来自陆地，经长距离传输而来的沙尘，即矿物气溶胶，是许多海区Fe的主要来源［1］。只有可溶于水的Fe，才能为海洋表层水中的浮游生物所吸收。因此，了解气溶胶中Fe的存在形式，及其如何转化为浮游生物可利用的形态，是验证铁限制假说之重要一环。由于在天然水，尤其在p H值较高的海水中，可溶性Fe的含量非常低［6］，故一些研究者［7 10］认为，大气中的Fe在雨水和海水中是不可溶的。至今关于大气中Fe对海洋尤其是大洋海域生物的可利用性，研究甚少。庄国顺等［11］直接测定了在北太平洋上空收集的气溶胶样品中的Fe，在该地区海水中的可溶性，发现大气中的Fe在海水中的溶解有一“饱和度”（10～17 nmol·kg-1）的限制。不过，当海水中总Fe浓度很低时（＜2 nmol·kg-1），尽管Fe（Ⅲ）在海水中的溶解度极低，仍约有50%的气溶胶Fe可溶解于海水。根据此项研究，他们推断，某些海区海水中99%以上可被浮游生物利用的Fe，来自大气气溶胶在海洋中的沉降。不过，这一研究中报道的“可溶性”，并非严格定义的分子水平的“溶解度”，而仅仅指实验上可通过0.4μm Nuclepore滤膜的部分。Fe在气溶胶中存在的化学形式及其化学价态，决定了其在雨水和海水中的溶解度。因此，研究Fe在气溶胶中分子水平的化学形式及化学价态，对于探讨大气对海洋的影响至关重要。在瑞士苏黎世收集的p H值为3～7的雾样中，20%～90%的总Fe是可溶性的Fe（Ⅱ）［12］。在北太平洋地区的远洋气溶胶中，Fe（Ⅱ）占总Fe的56%±32%，在大西洋巴巴多斯岛的样品中占49%±15%［13］。气溶胶中Fe（Ⅲ）的光解作用，即［Fe（Ⅲ）（OH）（H 2 O）5］2++H 2 O+hν→［Fe（Ⅱ）（H 2 O）6］2++OH·，是云、雾及雨水中产生OH·自由基的重要来源［14 16］。大气中的Fe（Ⅲ）光解产生的OH·自由基，可以把大气中低价含S化合物如二甲基硫（DMS）氧化成S（Ⅳ），并进而把S（Ⅳ）氧化成硫酸盐S（Ⅵ）。Fe（Ⅱ）在远洋气溶胶中的存在，表明了大气中的主要氧化剂OH·自由基可能产生于气溶胶表面与Fe有关的异相反应。于是，同是生物体重要成分的Fe和S，在大气中借着OH·自由基又紧密地相关。本章论述起源于亚洲中部沙漠，或者干旱和半干旱地区，最后传输到北太平洋地区及美国西部的沙尘暴气溶胶中Fe的存在形式与化学价态，揭示Fe与S在大气气溶胶长距离传输过程中的相互关系，从而阐明大气和海洋中的Fe-S耦合反馈机制。(www.xing528.com)
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