近海河段溶解氧过饱和原因浅析

针对江苏省东台市近海河段水中溶解氧呈过饱和现象，本文结合水环境化学理论的研究，初步进行了一系列实验，探明东台市近海河段水中溶解氧过饱和的原因是：该水系碱度较高，且长时间内保持稳定，由于（ＨＣＯ＾－３），（ＣＯ＾２－３）离子增多，均使ＰＨ值加大，二氧化碳来不及溶入水中，而大量无机碳在微生物作用下转化为有机体，放出氧气，使水体中溶解氧呈过饱和状态。     

海河天津段与河口海域水体氮素分布特征及其与溶解氧的关系

从海河天津段至河口海域选取20个采样点,研究了水体中氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的分布特征及其与溶解氧的关系.结果表明:海河天津段及河口海域水体氮素以氨氮含量最高,均超出地面水环境质量标准(GB3838-2002)的Ⅴ类水质标准, 与海河两岸排放的工业废水及城镇生活污水有关;海河内陆水体的氮素含量远高于河口海域,且亚硝酸盐氮的含量表现得尤为突出,可能与水体溶解氧水平和微生物环境有着很大关系;海域的氮素含量因受水体均质化的影响,与溶解氧含量的关系不明显,而河水的氮素组成受溶解氧含量的影响波动很大;除6,7号样点溶解氧含量较高以外,河水的溶解氧含量均偏低,位于河口处的10号样点的溶解氧含量最低,该站点3种形态的氮含量都相对较高,且亚硝酸盐氮的含量最高,可能是由于该样点处于相对厌氧状态,部分硝酸盐被反硝化细菌等微生物还原为亚硝酸盐所致.      

感潮河段盐度和缺氧水体时空分布规律研究

感潮河段水体的物质输运规律及其时空分布不仅受径流、潮汐动力的双重影响,还受水闸调度等人类活动的影响.针对水闸调度影响下感潮河段复杂的水动力学及其伴随的物质输运过程,提出一种新的算盘式网格结构,建立了水动力学和物质输送的三维数学模型,考察了在径流、潮汐及水闸调度综合作用下,感潮河段水流密度分层的特点,并对水体中溶解氧和盐度的时空分布规律及其影响因素进行研究.结果发现,数值模拟计算结果与观测值吻合良好,表明所建立的三维数值模型可以很好地预测感潮河段的水流运动和物质输运规律.研究表明,感潮河段的缺氧水体首先出现在盐水楔的前端,在盐-淡水分层强度、盐水停留时间及水闸调度的综合作用下,出现溶解氧浓度持续降低的趋势,并导致缺氧水体范围从河口上游向下游扩展,随水闸的放流缺氧水体被冲刷的现象.     

洱海水体溶解氧及其与环境因子的关系

通过分析多年洱海水体中溶解氧、氮、磷和叶绿素浓度,结合沉积物氮、磷形态结果,研究了水体中溶解氧与其氮、磷浓度和叶绿素浓度间的相互关系.结果表明,1992～2009年洱海水体中溶解氧在6.61～7.42 mg·L^-1之间变化,多年月均值9月最低为6.42 mg·L^-1,总体呈下降趋势.水体溶解氧浓度呈由北向南递减趋势...     

“稀释置换”对海河浮游植物群落结构的影响

该研究于2015年夏季蓝藻暴发期对海河干流浮游植物群落结构特征进行调查分析,并以此为基础评价海河干流水域的营养水平及水质污染类型。研究结果表明:4次调查共鉴定浮游植物6门56种(属),其中绿藻门29种(属),蓝藻门13种(属),硅藻门8种(属),甲藻门、裸藻门、隐藻门各2种(属),主要优势种为蓝藻门的微囊藻、巨颤藻、小席藻和色球藻。浮游植物的平均丰度为15 319.4×104个/L,蓝藻门种类对总平均丰度的贡献为95.67%;浮游植物平均生物量为17.87 mg/L,蓝藻门占总平均生物量的53.31%;海河浮游植物丰度和生物量的分布呈现一致性,从上游至下游呈先升高后降低的趋势。依据浮游植物丰度及3种浮游植物群落指数评价结果表明,海河干流水域的水体均为重度富营养化状态,污染状态为中污型。比较分析结果表明:采用不定期、小水体地稀释置换已暴发蓝藻水华的海河干流水体这一应急处置蓝藻水华方式,未对海河浮游植物群落结构、营养状态及污染水平产生本质上的影响。     

千岛湖溶解氧的动态分布特征及其影响因素分析

基于2011~2012年1~12月千岛湖6个站点的溶解氧浓度实时监测数据,分析了千岛湖溶解氧的垂直分布以及时空分布特征,并探讨了影响水体溶解氧动态分布特征的影响因子.结果表明,溶解氧分布特征有明显的垂向差异以及季节差异.冬季,平均溶解氧值较高,除大坝前站点,其余各站点溶解氧无显著垂向差异;夏季,溶解氧垂向差异显著大于春秋两季.水深较深的小金山、三潭岛和大坝前站点其夏季溶解氧最大值出现在真光层,分别达到11.59、12.52和10.96 mg·L-1.千岛湖表层溶解氧最大值出现在春季,而最小值出现在秋季.相关性分析结果表明,溶解氧与水温、pH、叶绿素a浓度的相关性存在季节性差异.夏季,水温与溶解氧存在极其显著的线性相关,温度热力分层是影响溶解氧在夏季垂直分布的关键因素.春夏季,pH、叶绿素a浓度与溶解氧的相关系数较高,主要与浮游植物光合作用有关.     

黄河口溶解无机碳时空分布特征及影响因素研究

河口是全球碳循环的重要区域.为了研究黄河口表层水中溶解无机碳(DIC)的时空分布特征,2013年春季、夏季、秋季、深秋分别对表层水进行采样分析,讨论了DIC含量与环境因子间的相关关系.结果表明,黄河口表层水体DIC浓度在26.34~39.43 mg·L-1,其分布趋势为淡水端高于海水端,在盐度小于15‰的区域发生明显亏损,最大亏损量为20.46%;季节分布规律表现为春季秋季深秋夏季.通过主成分分析表明,水温、悬浮物、盐度、叶绿素a是影响黄河口表层水DIC浓度变化的主要因素,其解释效率达83%,而碱度、p H、溶解有机碳、溶解氧等因素对DIC分布特征的影响不容忽视.DIC在低盐区亏损的主要原因是碳酸钙沉降.黄河口DIC呈逐年增长趋势,主要受水体停留时间、温度、外源输入及环境条件等因素的影响.     

2010年夏季珠江口海域溶解氧的分布特征和海气交换通量

根据2010年8月的调查资料,分析了珠江口海域溶解氧的分布特征,探讨了其与水体稳定性、营养盐、叶绿素a及CO2分压的关系。结果表明,溶解氧浓度由珠江口内向口外近海逐渐递增,在垂向上则随着水深由浅至深呈下降趋势。相关性分析显示,溶解氧在表底层的浓度差与温度差、盐度差和叶绿素a含量差都达到显著相关的水平,低氧区的形成与水体层化和有机质的降解耗氧密切相关,其中珠江冲淡水为浮游植物的生长和繁殖提供了丰富的N、P营养盐,而浮游生物的消亡和有机质的分解加剧了氧的亏损。溶解氧海气通量呈现明显的空间差异,其中河口上游表现为氧汇,而下游海域为氧源。     

猫跳河流域梯级水库夏-秋季节溶解无机碳（DIC）含量及其同位素组成的分布特征

于2007年7月(夏季)、10月(秋季)2次对猫跳河流域河流-水库水体样品进行了采集,分析其水化学组成特征,溶解无机碳(DIC)含量及其同位素组成,研究了猫跳河流域河流-水库的碳元素地球化学行为,目的是阐明梯级水库拦截后河流的碳元素含量和碳同位素(δ13CDIC)组成的分布特征.水体DIC及其同位素(1δ3CDIC)组成的总体特征为:DIC含量夏季低于秋季,夏季DIC含量为1.35~2.84 mmol/L,平均值为2.12 mmol/L,秋季DIC含量为2.03~3.98 mmol/L,平均值为2.67 mmol/L;1δ3CDIC值则相反,夏季较秋季偏正,其1δ3CDIC值流域夏季为-10.3‰~-5.1‰,平均值是-8.6‰,秋季为-13.0‰~-6.9‰,平均值为-9.0‰,表明夏季藻类光合作用优先富集12C,水体富集13C.夏季水库的DIC含量随着深度的加深而增大,而δ13CDIC值则随着深度的加深而偏负,表明表层水体受藻类生物作用影响较大,下层水体主要受有机质的降解影响.DIC含量从上游至下游呈逐渐降低的趋势,而δ13CDIC值从上游至下游呈逐渐偏负的趋势,表明河流受水坝拦截后河流水化学性质发生了改...     

长江三角洲地区1980~2009年灰霾分布特征及影响因子

选取中国长江三角洲地区38个观测站1980~2009年的地面观测资料和2001~2009年国家环境保护总局公布的空气污染指数(API)数据,统计分析了长江三角洲地区近30年灰霾分布情况.计算了观测站点的消光系数并进行了两次订正,给出了其季均值和年均值分布情况,讨论了3个典型站(南京、杭州和合肥)的能见度与灰霾日数、干消光系数和API之间的关系.结果表明,近30年来,长江三角洲地区的灰霾日数整体呈增长趋势,有71%的站点灰霾日数的年平均增长率大于零.订正后的消光系数冬季高,夏季低.南京、杭州和合肥灰霾日数与干消光系数的增长趋势一致,在霾日,南京、杭州和合肥三地,能见度与API呈负相关,其相关性随相对湿度的增加而增强.     

连续流湿地中DO、ORP状况及与植物根系分布的关系

构建了水平潜流芦苇人工湿地以处理富营养化河水.在连续运行的近2a时间中,对湿地芦苇根系分布、湿地水体溶解氧(DO)、氧化还原电位(OBP)的时空变化及水力负荷(HLR)对DO、ORP的影响等进行了研究.结果表明,当年生芦苇95%的根系生物量分布在0～20 cm的基质层中,第2个生长年中97%的根系生物量分布在0～35 cm的基质层中,第2年植物根系在深度方向上有了更大的扩展.湿地中上层水体DO和ORP在沿程方向上是逐渐升高的,底层的变化很小,在水深方向上上层大于中底层.受芦苇根系主要分布在基质上层的影响,距地表20 cm的范围内基本属于中等还原环境,中底层水体为强还原环境,水平潜流湿地内部总体上是厌氧状态的.受植物光合作用及大气复氧作用的影响,湿地水体DO在1d之内先升高后降低.水体DO及ORP随着HLR的增大而降低.考察了植物根区ORP状况及根系分布对水体氧化还原状态的影响,结果表明,根系表面的OBP高达(260.6±54.3)mV,远高于水体的ORP(-220.3±21.5)mV.植物根系的释氧作用提高了根区的氧化能力.根区的好氧微环境不足以改变湿地内部的整体厌氧状态;但湿地上层大量根系分布仍然起到了改善湿地上层环境氧化状态的作用.     

南黄海冷水域35°N断面化学水文学特征及营养盐的季节变化

基于2006～2007年4个季度月的现场调查资料,研究了南黄海冷水域35°N断面化学水文学特征及营养盐的季节变化.结果表明,冬季,黄海暖流明显影响着断面东侧的水文状况,且垂直混合作用在深水域并未到达海底,使各要素在断面东西侧呈现出不同的分布状况,其西侧呈上下均匀分布,而东侧则表现为上层的垂直均匀分布状态和下层的梯度分布状态;春季,黄海暖流残留水的存在和青岛冷水团的出现是该断面上最显著的水文特征,上层海水增温和垂直对流作用的减弱也使水体稳定性逐渐增强,与冬季相比,断面深水域DO、pH和各营养盐等值线走势更趋于转向水平方向,且随"春华期"的到来,上层水体中的营养盐浓度较冬季也明显下降,并开始出现次表层叶绿素最大值现象;夏季,水体层化结构清晰,断面上存在强大的温跃层及黄海冷水团,并伴随有DO最大值和pH最大值现象,各项营养盐均呈上层低、下层高的趋势,且上层水体中的营养盐浓度较春季时又进一步降低,而跃层以下水体中的营养盐浓度较春季时则有明显升高;秋季,海面降温及垂直对流作用的加强使水体稳定性降低,但深水域水体的垂直交换依然不畅,且断面东侧下层水体中各项营养盐浓度比夏季有明显升高.本研究进一步揭示了混合和层化等主要物理过程对各要素垂向分布及其季节变化规律的影响机制.     

东海夏季溶解气态汞和活性汞分布特征及控制因素

于2018年6月在东海开展航次调查,测定了水体中溶解气态汞（dissolved gaseous mercury,DGM）、活性汞（reactive Hg,RHg）、总汞（total Hg,THg）及溶解态汞（dissolved Hg, DHg）浓度,探究了夏季东海水体中DGM和RHg的分布特征及其控制因素。结果表明,东海水体DGM和RHg浓度分别为（151.3±75.9 ）pg/L和（0.8±0.7） ng/L,DGM/THg、DGM/RHg和RHg/THg的数据分别为（4.5±2.5）%、（26.7±15.0）%和（21.6±14.8）%。与其他海洋体系相比,东海水体中DGM和RHg浓度显著高于多数大洋水体,低于或接近其他近海报道结果。空间分布上,东海水体DGM和RHg均呈现出相对复杂的分布趋势,在近岸浅层水、外海浅层及深层水中均存在明显的高值区,表明其可能受陆源输入和原位生成/去除过程共同控制。垂直分布上,底层水中DGM和RHg浓度相对较低,其他水层无显著差异。不同水层THg和DHg调查数据显示东海底层水中虽然THg浓度最高,但DHg相对其他水层浓度略低,这可能是导致底层水中RHg和DGM较低的主要原因。Spearman相关性分析和多元回归分析结果表明,RHg浓度和溶解氧（dissolved oxygen,DO）含量是影响海水中DGM浓度的关键控制因素,而DO含量是影响海水中RHg浓度的关键控制因素。     

舟山渔场近岸海水中营养盐的分布特征

根据１９９６年对舟山渔场近岸海域的三期调查结果，讨论了海水中营养盐的含量及分布特征。结果表明，调查海区海水中营养盐含量较高，超标严重；营养物质的浓度一般在长江和线塘江河口最高，由岸向外渐低，且表层高于底层，呈现与盐度负相关的规律性；由于受化学和生物过程的影响，活性磷酸盐在空间分布上表现出明显的特殊性，８月和１１月磷酸盐含量在长江口没有形成峰值区，５月和８月大部分分外侧站位磷酸盐含量底层明显高于表层     

浑河上游(清原段)水环境中重金属时空分布及污染评价

为了解浑河上游(清原段)水环境中重金属污染水平及其污染程度,对浑河上游(清原段)表层水体和表层沉积物中6种重金属(Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、As)的含量及时空分布分别进行了研究,并分别采用综合污染指数评价法和地累积指数评价法对表层水体和表层沉积物中4种重金属(Cu、Zn、Cd、As)的污染程度进行了评价.结果表明,浑河上游表层水体Mn、Cu、Zn、Cd、As的季节变化均表现为丰水期含量高于平水期和枯水期.表层水体Fe、Mn、Cu、Zn、Cd的沿程变化趋势基本相似,均在H7站出现最高值.不同水文时期的水体pH值、硬度和DO值对水体重金属含量分布产生的影响各不相同,水体重金属相互之间存在一定的显著性相关关系,说明它们之间可能具有一定的同源性.浑河上游表层沉积物中Cu、Zn、Cd、Fe这4种重金属的季节变化规律均为:枯水期>丰水期>平水期.表层沉积物中Mn、Cu、Zn、As、Cd这5种重金属的沿程变化相似,均在中间出现一个最高值.采用综合污染指数评价法表明,浑河上游水体大部分水质良好,个别站位重金属污染比较突出.采用地累积指数法评价表明,浑河上游表层沉积物主要以Cu、Cd、As污染为主.     

松花江上游夹皮沟金矿开采区芦苇叶片汞分布特征

为研究金矿开采区周围芦苇(Phragmites australis)叶片汞含量的分布特征、影响因素及其与其它环境要素的相关性,2016年6月(夏季)和9月(秋季)在位于松花江上游的夹皮沟金矿开采区内采集芦苇叶片、土壤、水体样本测定汞含量,同步测定大气汞浓度,并通过单因子污染指数法确定芦苇叶片汞污染等级,分析芦苇叶片汞含量与环境要素汞含量的相关关系.结果表明,在空间分布上,芦苇叶片汞含量以及土壤、水体汞含量均随离夹皮沟金矿距离的加大而逐渐衰减,大气汞浓度空间分布特征不明显;在时间分布上,芦苇叶片汞重污染地区夏季汞含量低于秋季,芦苇叶片汞轻污染地区夏季汞含量略高于秋季,而大气汞、土壤汞含量均为夏季高于秋季;各环境要素对芦苇叶片汞含量的影响重要程度依次为:土壤大气水体;此外,停止混汞法采金多年后,夹皮沟金矿开采区汞源主要为土壤.     

黄海表层溶解氧时空分布特征

本文基于1960~1997年期间黄海表层溶解氧（DO）数据,研究了不同时期DO时空变化规律。结果表明:表层DO月均值呈现出一致的变化规律,DO最高值（6.73 mL/L）出现在3月,最低值出现在8月（4.90 mL/L）;不同时期季节变化规律为:春季>冬季>夏季>秋季。就整个研究阶段而言,DO年际变化趋于稳定;在空间分布上,表层DO也呈现出明显的季节变化特征,总体呈现出北高南低,近岸高于远海的分布特征。冬,春季节因受黄海暖流影响具有相似的分布特征;夏,秋季节因太阳辐射和黄海环流的影响分布特征相似;表层DO与海表温度负相关,随PO₄-P、NO₃-N和SiO₃-Si浓度增大而上升。表观耗氧量（AOU）在整个研究阶段均值为-0.06 mL/L,呈现基本平衡状态。     

湖泊水质时空变化特征识别的贝叶斯方差分析方法

精细识别湖泊水质的时空变化特征是确定流域污染调控措施的基础.贝叶斯方差分析具有灵活的模型结构,可直接表征变量的时空动态特征.本文据此提出了基于该方法的湖泊水质时空变化特征识别的方法框架,研究了异龙湖稳态转换条件下富营养化指标的变化特征和滇池外海特征污染物达标率的时空变化2个案例,验证了该方法在总体服从正态分布和二项分布时的适用性.针对参数可交换性假设被忽视的问题,本文提出了一种基于模型选择准则的判定方法,并将其应用于滇池案例中.结果表明:(1)相对于清水稳态,异龙湖在浊水稳态时3种富营养化指标浓度更高,且年际方差所占总方差比例减小;(2)滇池外海总氮浓度超标率由2007—2013年间的40%左右降到2014—2016年间的10%左右,且波动性降低.随着监测数据的积累和监测时空精度的增加,贝叶斯方差分析在湖泊水质时空变化特征识别中具有广阔的应用前景.     

喀斯特小流域河流溶存甲烷浓度时空变化特征

以宜昌境内喀斯特河流下牢溪为研究对象,通过对流域内15个采样点为期1a间隔约2周1次的水量、水质及CH₄浓度同步监测,探讨河流溶存CH₄浓度时空变化规律及影响因素.结果表明：下牢溪溶存CH₄浓度变化范围为0.002~1.492μmol/L,全年平均浓度0.133μmol/L,整体表现为大气CH₄的源.河流溶存CH₄浓度呈现夏秋高、冬春低的变化特征,主要受温度驱动.雨季CH₄浓度受温度和降雨共同调控.温度越高,产生流量稀释效应的降雨量阈值也越大.下牢溪CH₄浓度空间分异性显著,小型拦水坝前浓度最高,最低值出现在河底坡降较大的天然峡谷型河道.人为活动不同程度的提高了相应河段的CH₄浓度水平,是小流域CH₄浓度空间分布格局的重要影响因素.流域CH₄浓度空间分布无明显时间稳定性特征,这可能与陆源输入及水平、垂向输出等动态因素有关,实施全流域采样监测对小型河流碳排放估算十分必要.