普兰店湾水体交换数值模拟研究

采用不规则三角网格和有限体积方法,建立普兰店湾附近海域的潮流数值模型,在验证良好的潮流数学模型的基础上,以溶解态的保守物质作为示踪剂,对普兰店湾水交换状况进行了数值模拟,将普兰店湾划分成6个区域,针对各区域进行了水交换能力研究。结果表明:普兰店湾内不同区域的地形和地理位置变化较大,水体交换能力平面分布不均匀。在普兰店湾的6个子区域中与湾外的水交换速度最快的为A区（湾口处）,连续潮作用10 d后,水体交换率达到45%。水交换速度最慢的为F区,100 d后水体交换速率为14%。普兰店湾内水交换控制机制的区域性差异使得湾内不同区域水交换率相差较大。     

海洋工程影响下莱州湾海域水动力环境变化特征

本文利用MIKE21FM数值模拟软件模拟了2000年和2014年莱州湾海域的水动力变化。结果表明由于海洋工程的建设,莱州湾内地形和浅滩发生变化,导致2014年湾内整体潮流流速较2000年减小,流向发生一定偏转;在NE向定常风驱动下对比2000年和2014年模拟海流结果可知变化幅度在1~3 cm/s内,莱州湾整体表层海水运动受岸线变化影响较小;纳潮量减少0.1788 km3,为2000年的3.2%;半水交换时间由27.5 d增加到29 d,工程建设对莱州湾水交换影响相对较小。     

生态修复后普兰店湾水体交换数值研究

本文基于非结构化数值模型研究了普兰店湾的水动力特征,耦合输移扩散模型研究不同修复方案对水交换的影响。模拟得到:普兰店湾内涨落潮流向与岸线走向一致,池梗拆除增加15%的水域面积,提升了10%的海湾纳潮量。方案一工程后池梗高程较低,滩涂漫滩及干出流场较为均匀;方案二工程后池梗相对较高,池梗之间流速较大,滩涂流场较为杂乱。工程前湾中水体半交换时间为0～70天左右,湾底区域在70天以上,方案一工程实施后,湾中半交换时间降至50天,方案二降至60天;工程前湾内平均半交换时间为36.8天,方案一下降至 24.0天,方案二降至 28.5天,方案一较方案二提升12%,对湾内水质改善更为明显。     

辽河口区径流对污染物漂移扩散的影响

基于MIKE3三维数值模型,本文将水动力模块与水质模块耦合,模拟了辽东湾海域无机氮DIN的浓度分布,并探讨了辽河径流变化对无机氮浓度分布的影响。模拟结果表明:辽东湾无机氮DIN经历了秋、冬季积累,春、夏季消耗的过程,浓度从东北至西南方向呈递减趋势,东北区域辽河口和大辽河口处为无机氮高浓度区;在河流输入无机氮浓度不变的情况下,辽河强水动力条件会使整个湾内污染物浓度增加,加剧水体污染,弱水动力条件在一定程度上可以改善海域水质状况。     

普兰店湾水中化学要素分布及环境现状初步研究

本文以1990年7月环境调查资料为基础,探讨了普兰店湾水体中化学要素pH、S、DO、COD,营养盐(NO_3-N、NO_2-N、PO_4-P)重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)油类等分布特征表明,主要是在潮流水动力支配下,形成扩散带。且各要素含量都处于海水正常浓度水平,属于一类海水水质。文章对各要素进行了相关分析并阐述其之间关系,最后得出该湾水体环境现状和养殖业的经济资源开发初探。     

长江口南槽重金属的分布特征

利用ICP－AES测试长江口南槽水体中各重金属浓度的结果表明,水相中Mn、Zn、Cu、Al、Fe的浓度在枯水期明显大于洪水期,而悬浮物中各重金属的浓度随季节变化不明显;表层悬浮物中各重金属浓度大多比底层高,水相中各重金属浓度则是底层比表层高．近10多年来,水体中Cu、Pb、Cd的浓度变化不大,但Ｚｎ的浓度有明显的增大;Fe、Al、Mn、Cu等重金属之间具有良好的相关性,说明其化学行为具有相似性．水体中各重金属的分布受到稀释、离子交换、吸附和凝聚的影响．     

湄洲湾海域环境雌激素的污染特征及生态风险评估

2011年8月,对湄洲湾海域表层水体中雌激素类化合物(EDCs)进行了调查。在湄洲湾表层水体中,仅检出雌三醇(E3)、双酚A(BPA)和4-壬基酚(NP)三种EDCs,其总浓度范围为:(15.47~1997.74)ng/L,平均值为274.64±545.91 ng/L。以BPA和NP为主雌激素污染处于中等的水平,湄洲湾中部密集工业污水排放是其主要来源。BPA的浓度从湾内向湾外有逐渐递减的趋势,NP的浓度在大多数站位水平相当,湄洲湾的水动力条件及沿岸的化工企业污水排放影响其的分布。利用商值法得出湄洲湾BPA的残留水平存在生态风险,联合雌激素效应作用可能对该区域的生态环境造成危害。     

水动力扰动作用对太湖水体胶体相痕量金属浓度影响的模拟

在水槽中模拟研究了太湖中动力扰动作用引发底泥再悬浮对水体Cd、Cu、Pb、Fe、Mn、Zn等痕量金属的胶体相浓度的影响.结果表明,上覆水各元素的胶体相浓度在模拟扰动22h后均达最高值,其中,胶体相Cd、Fe、Cu、Mn浓度均与水动力扰动强度显著正相关(r=0.799、0.709、0.820、0.788,P=0.001、0.007、0.001、0.001),胶体Pb、Zn浓度均与水动力扰动作用不相关(r=0.542、0.523,P=0.056、0.067);水动力作用主要通过改变上覆水各痕量金属总量和胶体有机碳(COC)浓度而影响胶体相痕量金属的浓度,而且,其影响存在一定的滞后效应;由于上覆水中COC浓度低于太湖水体,使得其对胶体相痕量金属浓度的影响比在太湖中显著.     

桑沟湾总溶解态无机砷的分布与季节变化

:利用氢化物发生原子荧光光谱法对桑沟湾春、夏、秋、冬四个季节的总溶解态无机砷(TDIAs=[As3 ] [As3 ])进行了测定.TDIAs的浓度4月和7月较低,分别为9.3±1.6 nmol/L,8.3±2.2 nmol/L;而11月和1月浓度较高,分别为18.5±0.6 nmol/L,17.9±2.0 nmol/L.4到7月,湾内海带等生长旺盛,湾内水交换能力较差,湾内TDIAs浓度较低;秋季海带收获后和冬季海带苗刚人海且生长缓慢,湾内水交换能力比4月和7月高,此时海湾内TDIAs浓度也较高.TDIAs在桑沟湾的分布和季节变化受湾内海带、贝类养殖和水文环境的影响显著.     

象山港潮余流结构及水体半交换时间数值研究

基于三维FVCOM模型研究了象山港的潮流场特征,同时耦合Lagrange粒子追踪法及保守污染物输运模型,研究了湾内余环流结构、粒子长期迁移轨迹和湾内水交换特征等。结果表明:象山港海域为非正规的半日浅海潮,其中M2为其主要分潮;潮致余环流的特征明显,湾外分为两支,一支自牛鼻山水道东岸流入,绕六横岛经佛渡水道南部流出;第二支由佛渡水道进入湾内,并在口门内偏转再经牛鼻山水道西侧流出,其部分水体在牛鼻山水道中部与第一支汇合;西沪港以西峡湾内的余流基本指向湾口,西沪港内余流则指向口门;考虑湾内水体与湾外整体交换时,西沪港的污染物半交换时间在90 d左右,黄墩港和铁港内半交换时间在180 d左右,两支余流作用范围内的湾口半交换时间在20 d以内。     

柘林湾海水养殖区底泥中重金属生物有效性及生态风险评价

采集柘林湾海水养殖区8个位点表层沉积物样品,考察了沉积物样品中重金属含量、生物有效性和形态分布,并分别利用基于总量的Hakanson指数法和基于形态的风险评价指数(RAC)评价了沉积物中重金属的生态危害风险.结果表明,柘林湾海水养殖区大部分位点沉积物中重金属含量符合海洋沉积物质量Ⅰ类标准限值,少数位点Zn和Pb含量超过Ⅰ类限值但低于Ⅱ类限值.沉积物中重金属的薄膜扩散梯度技术(DGT)测定浓度(C_(DGT))与间隙水中的浓度(C_(IW))对重金属生物可利用性评估状况基本一致,Zn、Ni和Pb生物可利用性较高.沉积物中Cr、Ni、Zn和Cu以残渣态为主,Cd和Pb以弱酸提取态为主.柘林湾沉积物中重金属总体存在轻度到中度生态危害风险,Cd和Pb生态危害风险较高.沉积物中Cr、Ni、Zn、Cu和Cd的C_(DGT)与其弱酸提取态含量明显正相关,重金属弱酸提取态能较好反映其生物可利用性.     

钦州湾近20a来水环境指标的变化趋势Ⅲ微量重金属的含量分布及其来源分析

通过对钦州湾近20a来6个航次微量重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg的分析研究，结果发现，该湾5种重金属元素含量具有不同的变化特点，但却具有相似的平面分布特征，高值区多出现于湾中部及外湾海域，内湾海域反而含量较低。这种分布特征的形成，主要来自陆源输入、沉积物向上覆水释放输入、生物体循环转化过程输入及沉积类型和沉积环境的影响，而该湾较强的陆源径流和潮海流等水动力过程在其中起了重要影响作用。     

海南马袅湾水动力状况及水交换特性分析

本文建立了马袅湾三维水动力模型,并用水位、流速和流向等实测资料进行验证,分析马袅湾不同特征时刻的流场特征,构建水交换关联矩阵模型,计算马袅湾海域与毗连外海的水交换周期。为弄清养殖区内的海水去向和来源,进一步将马袅湾划分为包括养殖区在内的12个海区,计算湾内各海区的水交换周期。结果表明,马袅湾湾口流速明显高于湾内流速,最大流速约为1.1 m/s,湾内流场在大潮落急和涨急时刻分别呈明显的顺时针和逆时针的涡旋结构。马袅湾海域与外海交换的能力表现为大潮大于小潮的特点,大潮半交换周期平均约为8.2 h,小潮半交换周期约为21.1 h,且湾口海域水交换能力最强,半交换周期小于1 h。养殖区与毗连琼州海峡的海水交换最为显著,与其邻近的湾内一侧海区有一定的水交换过程,但几乎不与马袅湾湾底海域发生交换,表明养殖区选址合理。     

河口近岸水体中颗粒态重金属的潮周期变化

对长江口崇明东滩近岸水体中颗粒态重金属的潮周期变化特征及其影响机制进行了研究.结果表明,受粒度影响,底层水体中颗粒态Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr、Al的总量分别高出表层沉积物的184%、99%、56%、62%、147%、50%和45%,其中Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Al可还原态部分在底层水体悬浮颗粒物中的含量也明显高出表层沉积物的2～3倍,但与重金属总量相比,上述元素的可还原态部分所占比例与表层沉积物相差不大.在5次潮汐循环过程中,颗粒态重金属均在涨潮初期、高平潮前后及落潮末期出现较高含量.这种变化主要与水动力条件有关,当水体流速增大时,从底部沉积物再悬浮起来的颗粒态重金属对水体中的永久性悬浮颗粒起了很大的稀释效应.水体中的盐度、DO及pH等环境因子对潮周期内颗粒态重金属的变化影响不大.     

运用主成分分析法研究云南湖库水体中重金属分布

以云南省38个高原湖库为研究对象,测定了表层水体中Cu,Zn,Pb,Cr,Cd,As,Fe,Mn和Ni 9种重金属质量浓度. 运用主成分分析法对水体中的重金属分布情况和来源进行了分析. 结果表明:所调查的云南38个湖库水体中主要重金属的分布可由4个主成分来反映,其贡献率分别为F1(Zn,Mn,Cd)35.23%,F2(Pb,Ni)17.05%,F3(Fe,Cu)15.70%和F4(Cr,Fe)13.10%. 38个湖库表层水中均有多种不同质量浓度的重金属存在,在该调查时段,有8个湖库表层水体中部分重金属质量浓度超过《国家地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类水标准限值,水质不符合饮用水标准;而其他30个湖库表层水体中重金属质量浓度符合Ⅱ类水标准. 在部分湖库中ρ(Fe),ρ(Mn),ρ(Zn),ρ(Cd)和ρ(Ni)超过Ⅲ类水标准限值,在表层水体中ρ(As),ρ(Cu),ρ(Cr)和ρ(Pb)较低,符合饮用水的标准要求. 主成分分析法能够较好地分析云南38个湖库水体中重金属的分布情况.      

广州水厂感潮水源地水体中重金属季节性分布特征与健康风险评价

珠江流域河道多属于感潮河流,随着大量污染物的排入,大部分的河流水体(特别是饮用水源)已遭受重金属污染。于2017年1—11月采集广州水厂位于珠江流域广州市段3个取水点(属感潮河流型饮用水源地,简称感潮水源地)的表层水样,通过对水样中重金属Cd、As、Cr(Ⅵ)、Pb、Hg、Zn和Cu浓度(即质量浓度)监测,利用内梅罗指数法和美国EPA健康风险评价模型,对广州水厂感潮水源地表层水体中7种重金属浓度的季节性分布特征和健康危害风险进行评估,并探讨感潮取样点、涨退潮作用和季节变化对感潮水源地水体中重金属浓度及其健康风险的影响。结果表明:广州该区域水厂感潮水源地水体中重金属Cd、As、Cr(Ⅵ)、Pb、Zn和Cu的平均质量浓度均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中规定的Ⅰ类水水质指标限值要求,Hg为Ⅲ类水;内梅罗指数评价结果显示3个感潮水源地水体水质均属于清洁等级;季节变化对感潮水源地水体中重金属浓度的影响尤其显著,涨退潮作用对感潮水源地水体中重金属浓度的影响较弱;感潮水源地水体中重金属非致癌物质Cu、Zn、Hg和Pb对人体健康危害的年平均风险值分别为1.75×10~(-7)/a、3.27×10~(-9)/a、1.10×10~(-8)/a和5.37×10~(-8)/a,重金属致癌物质As和Cd对体健康危害的年平均风险值分别为2.62×10~(-5)/a和9.50×10~(-8)/a。广州该区域水厂感潮水源地水体中As对人体健康危害的年平均风险值最高,水源地水体Hg和As的重金属污染问题应引起关注。     

深圳湾水域中重金属在不同相间的分布特征

在深圳湾水域采集沉积物、上覆水和悬浮颗粒物样品开展重金属污染研究。结果表明，表层沉积物中金属浓度呈上升趋势，尤其是锌。湾内沉积物中锌、镉、钴和镍的可交换态比例明显高于湾外，体现了沿岸污染径流输入的影响。悬浮颗粒物与表层沉积物之间的物质交换和再分配导致两相间金属浓度显著相关，从湾内向湾外，铜、镍锌的浓度梯度在异相间表现出相似的空间变化模式。     

厦门港疏浚物重金属向水体扩散模拟实验

采用上复水培育法进行含氧条件下对厦门港倾倒疏浚物沉积物中重金属向上复水体扩散的模拟实验。初步发现Hg的扩散方向指向沉积物,Cd、Pb、Cu均向水体扩散。与倾废活动可能造成的输入通量相比,Pb、Cu低1-2个数量级。Cd的扩散通量相对比Pb、Cu大得多。     

应用RCA模型对桑沟湾水质的模拟研究

在ECOM水动力模块正确模拟桑沟湾海域潮流场的前提下,利用美国RCA(Row Column AESOP)水质模型模拟了桑沟湾的水质状况,模拟结果表明:污染物浓度在水平方向上,由沽河入海口向外大体呈递减趋势;垂直方向上,CODMn由表至底浓度逐渐降低,但差异较小;DIN、DIP由表至底浓度逐渐降低,底层浓度略有升高。该模拟结果与水质监测数据进行了对比,对比结果显示各水质指标的最大相对误差分别为:CODMn为11.19%,DIN为13.20%,DIP为14.81%。模拟结果与监测数据基本一致。由此可见,RCA水质模型能较好的模拟桑沟湾水质状况,因此,该模型可应用于桑沟湾的水质预测,并可为桑沟湾水质管理、入海污染物总量控制提供依据。     

深圳湾沉积物重金属污染时空分布特征

根据1992~2013年间深圳湾沉积物的监测数据,重点分析了重金属砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、铜（Cu）、铅（Pb）、汞（Hg）和锌（Zn）含量、来源、相关性、污染程度和生态风险等污染状况。深圳湾沉积物中重金属含量存在明显的时空分布特征。1992~2013年间,深圳湾尤其是近岸海域,沉积物重金属含量的基本变化趋势为先增加后下降,重金属含量在2000~2009年间相对较高;Cd、Cr、Cu、Pb、Hg和Zn的含量从湾内到湾口逐渐降低。重金属Cu、Pb、Zn和As的富集因子指数较高,说明这4种重金属主要来自人类活动。Cd、Cr、Cu、Pb和Zn之间存在明显的相关性,具有相似污染途径和迁移过程。深圳湾底泥中重金属Pb、Zn和Cu属于轻微污染程度,其他重金属为无污染程度。深圳湾沉积物重金属的生态危害程度为轻微生态风险,重金属中Hg的生态风险指数最高,As和Cd次之。