海洋牧场多水层溶解氧在线监测系统的构建及应用

为满足海洋牧场养殖区域多水层溶解氧（dissolved oxygen,DO）含量实时、在线、连续监测的需求,本文设计了一种剖面DO在线监测系统,系统集成自主研发的光学DO传感器,设计了链式DO剖面测量结构,开发了基于STM32单片机的数据采集与控制系统,通过无线传输模块与远程监控中心通信对接,实现了海洋牧场多水层DO监测数据的实时传输与可视化显示,方便用户查看当前海水DO及温度变化状况、历史数据及变化趋势。性能测试表明,本系统DO探头漂移可控制在3%范围内,整套系统的稳定性好、可靠性高。2016年至2018年,本系统在山东烟台的东方海洋云溪牧场进行了应用示范。观测数据显示:DO与温度表现出相似的变化规律,即表层>中层>底层;表层水DO浓度较高且变化幅度较小,中层海水DO变化幅度明显高于表层和底层,底层海水在未有明显的垂直混合作用下,DO呈持续走低趋势。观测期间,2016年和2017年海洋牧场底层海水均出现了长达18 d以上的低氧现象,且测试数据的时间序列变化趋势与天气变化相吻合,为海洋牧场的养殖企业提供了预警预报,减少了低氧灾害所带来的经济损失。     

基于InVEST模型的庙岛群岛海岸脆弱性研究

海岛海岸脆弱性评估对海岛生态系统健康维护、科学规划和可持续利用具有重要作用。基于海岸线类型、数字高程模型等基础数据,借助InVEST模型估算庙岛群岛海岸暴露程度,进而分析其脆弱性程度。结果表明:（1）在庙岛群岛10个有居民岛中,平均暴露程度由低到高依次为小钦岛、庙岛、南长山岛、南隍城岛、大钦岛、小黑山岛、大黑山岛、砣矶岛、北隍城岛、北长山岛;（2）各岛平均暴露程度呈现显著差异。以北长山岛和小钦岛为例,前者平均暴露程度最高,高暴露程度占比64.69%,后者平均暴露程度最低,低暴露程度和中低暴露程度占比之和为73.47%;（3）海岸线类型、海拔、地理位置是庙岛群岛海岸脆弱性主要影响因子,其中北隍城岛、大钦岛、小钦岛、北长山岛的海岸暴露程度受海岸线类型差异影响较大;南隍城岛、砣矶岛、大黑山岛、小黑山岛的海岸暴露程度受海拔影响较大;南长山岛的海岸暴露程度受所处地理位置影响较大。     

黄海北部四十里湾微塑料污染特征研究

海洋微塑料污染现已成为被高度关注的全球环境问题之一。本文研究了北黄海近岸区域——四十里湾周边包括潮滩、海水以及河流中的微塑料污染情况。调查发现,四十里湾微塑料在表层水、河流和潮滩中的平均丰度分别是（5.2±1.6） N/L、5.2 N/L和（163.2±151.3） N/kg（干重）。微塑料类型以纤维类为主,主要来源于养殖活动和河流输入,其次是碎片类、薄膜类、发泡类以及颗粒类,粒径分布中 < 1 mm的微塑料含量最多（>50%）。四十里湾水体和潮滩中的微塑料分布具有显著的空间差异,主要受养殖活动、生活和水动力的影响。未来需要更多数据以充分认识微塑料在近岸开放海湾的分布特征。     

黄河三角洲不同生境下芦苇磷的累积和分配过程

为阐明不同生境对黄河三角洲滨海湿地芦苇磷(P)的累积和分配过程的影响,于2016年5-11月,选取新生芦苇湿地和退耕芦苇湿地为研究对象,测定了芦苇植物体各器官与枯落物的生物量和P含量.结果 表明:①新生湿地和退耕湿地内芦苇各器官生物量均呈现先增加后减少的变化特征,枯落物生物量符合指数型增加模型,退耕湿地内的芦苇生物量高...     

柠檬酸对污染棕壤中镉的去除优化及结合形态影响

针对农田土壤重金属污染,研究了有机酸对土壤中镉的去除条件优化及结合形态的影响,旨在发展一种环境友好、可原位且永久去除土壤中镉（Cd）的淋溶暗排联合净化方法.采用环境友好型淋溶剂柠檬酸,通过批试验确定淋溶最佳参数（柠檬酸浓度、固液比、淋溶次数、淋溶时间和淋溶方式）.同时,将自行设计的淋溶瓶和淋溶暗排箱用于批试验最优化参数验证和原位土壤中Cd清除模拟,用CaO絮凝法除去收集暗排废液中的Cd,并通过BCR连续提取法评估土壤中Cd的迁移性和有效性.结果表明,通过柠檬酸的连续分批浸提,使用0.30 mol·L^-1柠檬酸以1 g∶1.5 mL的固液比连续3次、6 h振荡浸提对土壤中总Cd的淋溶去除率可达81.3%.通过淋溶暗排箱试验,经柠檬酸-水梯度淋溶可有效去除78.0%的Cd,暗排液经CaO絮凝可去除95.6%的Cd;柠檬酸对弱酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态Cd的淋溶去除率分别为83.0%、70.3%、43.9%和25.0%.研究表明,采用淋溶暗排和CaO絮凝的联合方法可快速去除污染农田土壤中的Cd并避免暗排液二次污染.后续研究需进一步扩大试验规模并开展野外验证试验.     

胶州湾、套子湾及四十里湾表层沉积物中有机氯农药的含量和分布特征

从胶州湾、套子湾及四十里湾海域和邻近河流采集了48个表层沉积物样品,采用气相色谱的分析方法对沉积物中有机氯农药(HCHs、HCB和DDTs)进行了测定,目的是探讨其在该研究区域的分布特征和来源.结果表明,胶州湾HCHs、HCB与DDTs的含量平均值分别为0.33、0.31和10.33 ng·g-1;套子湾及四十里湾的平均值分别为0.26、0.10和4.56 ng·g-1.相对于国内其他海域,胶州湾沉积物中OCPs偏高,特别是DDTs的含量;而套子湾及四十里湾沉积物中OCPs含量水平较低.对OCPs的分布特征及其来源进行分析得出,研究区域HCHs主要是历史残留,但是个别站位高含量的γ-HCH则表明了存在林丹的点污染源;而DDTs主要来源于工业DDTs,但是在胶州湾青岛港附近的站位o,p’-DDT/p,p’-DDT较高,暗示该区域受到三氯杀螨醇类型DDTs的污染.胶州湾高含量的DDTs需要引起足够的重视.     

四十里湾透明度的遥感估测模型研究

以四十里湾为研究区,通过对2009年6月四十里湾海域实测高光谱数据的分析处理,得到一阶差分光谱和二阶差分光谱。分别对遥感反射率及其一阶、二阶差分光谱与实测透明度进行相关分析,发现后者的相关系数比前两者高出约11%,达到0.88。研究表明:用695 nm处的二阶差分光谱建立的透明度估测模型的决定系数、均方根误差和平均相对误差分别为0.79、0.1 m和7.9%,高于单波段模型和多波段模型。利用同年4月同一海域的数据作为独立样本进行检验,验证模型的均方根误差和平均相对误差分别为0.34 m、16%。本研究结果为近岸水体透明度高光谱遥感反演提供了一种新方法。     

东海内陆架沉积物中黑碳分布及其与持久性有机污染物的相关性研究

本文采用化学热氧化法测定了25个东海内陆架表层沉积物中黑碳的含量,探讨了沉积物中黑碳与总有机碳、粒度以及持久性有机污染物之间的关系.结果表明,东海内陆架表层沉积物中黑碳的含量范围为0.21～0.88 mg.g-1.沉积物中黑碳和总有机碳之间没有显著的相关性,表明两者具有不同的来源.区域内沉积物在粒度上有明显的空间分异,黑碳的空间差异则较小,表明黑碳的沉积过程受颗粒物分选过程的影响较小.沉积物中多环芳烃和滴滴涕的含量与黑碳无显著的相关性,可能与东海内陆架环境中强烈的水动力过程和持久性有机污染物来源的复杂性有关.     

曹妃甸围填海土壤重金属积累的磁化率指示研究

环境磁学方法在土壤重金属污染识别中被广泛运用,其具有简单、快速、无破坏性和灵敏度高的特点.本研究以北方典型的围填海区——曹妃甸工业区土壤为例,开展土壤磁化率对重金属积累的指示研究.根据研究区的土地功能规划特征,将研究区土壤分为工业区土壤、生活区土壤以及自然滩涂和湿地土壤共3类.共采集35个表土(0~10 cm)样品和3个土壤剖面柱状样,分析土壤中的磁化率(χlf)、铁(Fe_2O_3)含量及重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb、Mn、V)元素含量.结果表明:工业区表土磁化率和重金属含量空间分异性较高,受工业生产的影响明显;工业区和生活区剖面中0~20cm的表层土壤中,各重金属均出现不同程度的富集现象,而远离工业区的潮滩剖面中重金属含量变化不明显.研究区表土磁化率与重金属含量总体上有相关性:其中工业区表土磁化率与Fe_2O_3、Ni、Cu、As和V呈现极显著(P0.01)正相关,可以作为指示土壤重金属积累的指标.但在生活区和自然潮滩湿地土壤中,土壤磁化率的高低不能很好地指示重金属的积累情况,推测可能与土壤中磁性物质来源以及潮滩湿地的环境条件有关.     

电化学方法检测海水中铁的研究进展

海水中的痕量铁作为限制海洋浮游植物初级生产力的关键因素之一,在海洋生物地球化学循环中起着重要的作用.及时分析海水中铁的不同存在形态及其含量,对于进一步认识铁循环机制和有效预防海洋环境污染具有重要意义.电化学方法较其他分析方法在检测海水中痕量铁的含量,尤其是形态分析方面具有独特的优势.本文总结了运用电化学方法检测海水及其他自然水体中铁的分析方法,以期为发展准确、快速测定海水中痕量铁的形态及其含量的分析技术提供基础性参考.