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Sulphur isotopic composition of aerosols over the western North Atlantic Ocean

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During spring (1998) and fall (1999) cruises of the Northern Oceans Dimethylsulphide (DMS) Emissions Model programme (NODEM II and III), size-segregated atmospheric aerosol samples were collected above the western North Atlantic Ocean. The soluble portion of the aerosols was analyzed for concentrations of sulphate, sodium, nitrate, and methane sulphonic acid (MSA). Sulphur isotopic compositions were measured on total soluble sulphur. The stable isotope data conform to a mixing model involving contributions from biogenic, anthropogenic, and sea salt sulphur sources. Biogenic sulphur fractions calculated using stable isotopic compositions range from 0.00 to 0.64 of the total sulphate, higher than most previously reported values. %MSA/NSS (non-sea-salt) SO42– ranges from 0 to 94. The data suggest that sulphates of clearly biogenic origin (MSA) are formed in areas where surface-ocean DMS concentrations are high. These sulphates contribute to aerosol mass in particles up to 3 µm in diameter. This seems to occur by condensation onto existing aerosols. Stable isotope data indicate that these existing aerosols can be of either biogenic or anthropogenic origin depending on the size fraction and geographic location. Stable isotope data also reveal other areas where sulphate aerosols of biogenic origin are produced, not associated with MSA.

Lors de missions en mer au printemps 1998 et à l'automne 1999 dans le cadre des programmes NODEM II et III (« Northern Oceans Dimethylsulphide (DMS) Emissions Model »), des échantillons d'aérosols fractionnés d'après la taille ont été récoltés au-dessus de la région occidentale de l'Atlantique nord. Les concentrations de sulfate, de sodium, de nitrate et d'acide méthanesulfonique (MSA) ont été déterminées dans la portion soluble des aérosols. Les compositions isotopiques du soufre mesurées dans le soufre dissous total s'accordent avec un modèle de brassage qui combine les contributions des sources de soufre biogéniques et anthropiques, ainsi que celle des sels de mer. Les fractions de soufre biogénique calculées d'après la composition des isotopes stables représentent 0,00 à 0,64 du sulfate total, des valeurs supérieures à la plupart de celles rapportées jusqu'à maintenant. Le rapport % MSA/SO42– d'origine NSS (sels non marins) varie de 0 à 94. Les données indiquent que les sulfates qui sont nettement d'origine biogénique (MSA) se forment dans les régions où les concentrations de DMS à la surface de l'océan sont élevées. Ces sulfates contribuent à la masse des aérosols dans des particules pouvant atteindre 3 µm de diamètre. Cela semble se produire par condensation sur des aérosols déjà présents. Les données d'isotopes stables indiquent que ces aérosols préexistants peuvent être d'origine biogénique ou anthropique, selon la taille de la fraction et la position géographique. Les données d'isotopes stables révèlent aussi l'existence d'autres régions où il y a production d'aérosols à sulfates d'origine biogénique, mais non associés au MSA.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2004

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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