长江口潮滩沉积物中活性重金属的空间分异及控制机制

利用盐酸羟氨-25%醋酸溶液，提取了长江口潮滩沉积物中活性重金属含量。研究发现，长江口潮滩沉积物中活性重金属占总量的百分含量依次为Cu 26%，Pb 36%，Fe 7%，Mn 49%，Zn 32%，Cr 14%和Al 16%，沉积物基本未受到Cr污染，其余重金属污染程度处于中等偏下水平。除Zn、Cr外，其余活性重金属在夏季沉积物中的含量明显低于春季，其主要原因是夏季风暴潮将大量细颗粒泥沙及其富集的重金属带离潮滩进入了河口水体中。受点源污染排放及沉积物粒度影响，活性重金属在长江口南岸的浒浦、顾路和浦东机场出现峰值含量，且高潮滩含量明显高于中、低潮滩。在垂向上，重金属一般在沉积物表层或亚表层形成富集。在口门附近的滨岸潮滩沉积物中，Cu、Pb的空间分异主要受早期成岩作用的控制，在污染较为严重、水动力作用相对较弱的潮滩沉积物中，Cu、Pb的空间分异主要受沉积物中有机质含量变化的控制.     

长江口滩涂湿地景观变化对N、P营养物质净化潜力的影响

基于长江口4期遥感影像及野外考察资料,并结合国内外文献报道的该研究区及其周边植被、气候等条件类似地区湿地对水体中N、P营养物质的去除潜力,估算了长江口滩涂湿地去除N、P营养物质的潜力及其变化。结果表明,随着围垦导致的陆域面积、湿地总面积扩大以及湿地景观类型的变化,长江口滩涂湿地年N去除潜力由1980年的710.53~4 039.37 t增加到2010年的5 137.68~9 305.83 t,P去除潜力由1980年的64.62~408.55 t增加到2010年的886.45~1 228.08 t。30 a来堤外3种典型盐沼植被对N的去除潜力约增加800~1 100 t,对P的去除潜力约增加60~70 t,但占总去除潜力的比例却分别下降约44~71和62~84百分点。其中,藨草群落和芦苇群落对N、P的去除潜力贡献均呈不断减少趋势,相反,外来物种互花米草对N、P的去除潜力贡献分别由0%和0%增加到17%~24%和10%~19%。湿地净化潜力评估可为长江口地区水质改善、水源与湿地保护提供科学依据。     

长江口及邻近海域富营养化趋势分析及与环境因子关系

依据2007-2009年春、夏季在长江口及邻近海域（包括长江口、杭州湾和舟山渔场）的调查监测资料,采用富营养指数法、潜在性富营养化法和有机污染指数法对该海域的富营养化状况、时空分布特征及与环境因子的关系进行了分析评价。富营养指数法计算结果表明：富营养化覆盖比例很高,达到70%以上;在春季,该海域的富营养化程度呈现上升趋势,所占比例从2007年的77.0%上升到2009年的89.8%,在夏季最低达到89.3%,最高到100.0%。3年来,富营养化在春、夏2季基本上处于逐年增加趋势,富营养化趋势越来越明显。在春季富营养指数平面分布呈由近岸向远海逐渐递减的趋势,梯度分布明显,其中,杭州湾富营养化情况较严重;夏季其平面分布与春季类似,但长江口和杭州湾两个水域的富营养指数的等值线都比较密集,夏季的富营养化情况较为严重。潜在性富营养化法计算结果表明：该海域富营养级主要集中在III级（富营养）和V P级（磷中等限制潜在性富营养）;春、夏2季时,长江口V P级所占比例均从0.0%增加到66.7%,受磷限制性富营养化程度越来越高。另外,营养盐结构显示,N/P比值从9.1到50.9,营养盐比例明显不平衡,势必影响浮游生物的生长。有机污染指数法计算结果表明：该海域有机污染指数主要处于5级（重污染）,水质污染严重;长江口春、夏2季5级的比例均从50.0%分别上升到83.3%和100.0%,杭州湾分别从60.0%和80.0%均上升到100.0%;舟山渔场分别从22.2%和66.7上升到66.7%和77.7%,说明受污染程度逐年上升。另外,3年来春、夏2季长江口有机污染指数达5级的占50%以上,杭州湾60%以上,舟山渔场20%以上,杭州湾受污染情况最为严重,其次是长江口,舟山渔场最小。在春、夏2季有机污染平面分布表现为污染程度从西向东、从北向南逐渐降低?     

长江口潮间带大型底栖动物次级生产力及其影响因子

根据2010年8月至2011年5月在崇明东滩潮间带进行的大型底栖动物定量采集样品资料,利用Brey(1990)的经验公式分析了调查区域内大型底栖动物栖息密度、生物量、次级生产力和P/B值.结果表明:以去灰干质量(AFDM)计,5月、8月和11月总平均栖息密度、总平均生物量、总平均次级生产力和总平均P/B值分别为637.83 ind m-2、6.82 gm-2、6.71 g m-2a-1和1.01 a-1.纵向梯度上,总平均栖息密度、总平均生物量、总平均次级生产力三者大小排序均为东旺沙≥捕鱼港>团结沙.分析表明,潮间带次级生产力受软体动物影响明显,其中河蚬(Corbicula fluminea)、黑龙江河蓝蛤(Potamocorbula amurensis)、缢蛏(Sinonovacula constricta)、光滑狭口螺(Stenothyra glabra)、泥螺(Bullactaexarata)和中华拟蟹守螺(Cerithidea sinensis)这6种优势种贡献了崇明东滩潮间带65.24%的次级生产力.调查区域总平均P/B值为1.01 a-1,推测东滩大型底栖动物平均一年更替一代,群落结构不稳定,受外界影响较大.运用主成分分析(PCA)对断面环境状况进行分析,显示团结沙生境状况最稳定,捕鱼港次之,东旺沙最剧烈.对次级生产力影响因子进行相关性分析,发现除生物量、栖息密度外,水体总氮、总磷对其也存在较大影响.采用典范对应分析(CCA)解析断面各季节大型底栖动物群落次级生产力与环境变量的关系,显示断面群落次级生产力环境影响因子不尽一致,东旺沙影响因子为Sal、TP、TOC及DO;捕鱼港影响因子为TN、TOC、Chla及DO;团结沙生境状况极稳定,受环境因子影响极小,分析其次级生产力影响因子可能更偏向于沉积物理化因子.     

长江流域污染物输出对河口水质的影响

基于EFDC模型建立长江口及邻近海域三维水质模型,模拟2004—2007年不同水期的ρ(COD_Mn)、ρ(DIN)、ρ(PO₄3--P)状况,分析水质分布的变化特征,研究流域污染物输出对河口水质分布的影响. 根据GB 3097—1997《海水水质标准》,长江口门以上ρ(COD_Mn)为Ⅱ类水质,ρ(DIN)、ρ(PO₄3--P)为劣Ⅳ类,并且有明显的分层现象. 枯水期各指标等值线均向东北方向延伸,丰水期和平水期向东南延伸,丰水期流域污染物输出对河口水质的影响最大,不同类别水体的分布形态和水体面积年际变化不明显. 按不同时期ρ(COD_Mn)、ρ(DIN)、ρ(PO₄3--P)分布面积进行统计,长江口ρ(COD_Mn)、ρ(DIN)、ρ(PO₄3--P)分布与流域污染物输出之间有显著关系,河口水质分布面积与流域污染物输出之间存在定量的压力-响应关系.ρ(COD_Mn)、ρ(DIN)、ρ(PO₄3--P)达Ⅳ类以上水体面积(y)与流域污染物输出通量(x)的关系分别为:y_CODMn=2 061.4 ln x_CODMn-15 357.0,y_DIN=1 386.8 ln x_DIN-6 546.1,y_PO43--P=2 219.3 ln x_PO43--P-6 166.1.      

长江口浮游植物分布情况及与径流关系的初步探讨

利用2004—2008年5月（春季）和8月（夏季）共10个季度月航次调查资料,结合同时期长江口径流量的数据,研究了长江口海域浮游植物的分布特征、及其受长江径流影响的关系。分布情况的结果显示：同一年中,夏季调查航次鉴定的浮游植物种类数明显多于春季的种类数;浮游植物数量的基本趋势逐年增加,其中2008年调查航次的浮游植物数量急剧暴发;同时生物多样性指数呈逐年下降趋势,海域水质污染程度日趋严重。对浮游植物与长江口径流量的关系分析得到：拟合长江口5、8月平均径流量与对应调查航次的浮游植物数量呈正相关的幂函数关系,径流量与浮游植物多样度呈负相关的指数函数关系,径流量与浮游植物优势种数量百分比呈正相关的幂函数关系,关系都明显显著。其中长江口径流量的输入对优势种尤其是近岸低盐性的中肋骨条藻（Skeletonema costatum）分布有着决定性的影响;长江径流把大量的N、P等无机营养物质携带入海,导致长江口水域严重富营养化,造成长江口海域的局部区域频发赤潮。     

长江口表层沉积物中半挥发性有机物的分布

采用GC-FID方法对2005年11月采集于长江河口区表层沉积物中的64种半挥发性有机物(SVOCs)进行分析测定,并对影响该类污染物分布的主要因素进行了讨论. 结果表明:该区域表层沉积物中共检出半挥发性有机物35种,包括多环芳烃类11种,取代苯类7种,酚类5种,酯类3种,醚类2种和其他类7种. 其中,属于我国优先控制污染物的有7种,属于美国优先控制污染物的有22种. 沉积物中SVOCs的分布未呈现出明显的规律,其分布主要受采样点所处的水利条件、与排污口的相对位置、沉积物颗粒粒径、有机质含量和洪枯季等因素的影响;采样点的水动力条件越弱,与排污口的距离越近,沉积物颗粒粒径越小,导致沉积物中污染物的种类和数量就越多.      

长江口及邻近海域表层沉积物中营养元素的分布特征及其控制因素

对2003年6月采集的长江口及邻近海域的24个表层沉积物样品进行分析,分别得到C、N、P三种营养元素的三种形态的含量,并由此得到不同形态营养元素的平面分布及其在总量中所占的份额,即IC、IP为C、P的优势形态,而ON为N的优势形态。在此基础上,进一步分析了影响不同营养元素分布的因素,得出上覆水体的温度、沉积物粒度以及水动力条件等对沉积物中营养元素的分布具有重要影响。     

长江口尖叶原甲藻赤潮消亡期叶绿素连续观测

通过对长江口赤潮发生水域水样叶绿素含量变化现场培养连续观测,发现2001年5月10日发生在长江口外羽状锋水域赤潮优势种为尖叶原甲藻(Prorocentrum triestinum Schiller),其爆发高峰时,细胞密度达到7.110⁶～2.310⁷个/m³.该赤潮种具有持续期短,消亡期更短的特点.其高浓度的叶绿素含量经历一个白昼后,在凌晨迅速减低,叶绿素的平均衰减率为Rt=9.76mg/(Lmin),并由此证实赤潮藻体叶绿素已大量降解,失去了荧光活性.反映出在赤潮发生高峰时,由于水体营养盐和微营养盐被大量消耗,该赤潮种生长已面临巨大的环境压力,从而产生剧烈的生理反应,导致大量藻体快速消亡.     

长江口区域水体半挥发性有机污染物健康风险评价

近年来长江口区域水体的有机物污染日渐严重.主要应用美国环境保护局(USEPA)的健康风险评价方法,并对其进行了一定的修改和补充,对长江口区域水体半挥发性有机污染物的健康风险进行了初步评价.结果表明:长江口区域水体半挥发性有机污染物的非致癌风险指数均小于1,其中单环芳香族类的非致癌风险值均在10-3数量级,卤代烃类的风险值在10-4数量级,均偏高于其他类物质;各类物质的致癌风险指数均在10-4数量级以下,其中六氯苯、双(2-氯乙基)醚和咔唑的风险指数相对较高,在10-5数量级.根据USEPA的建议值,初步认为目前长江口区域水体中单一半挥发性有机污染物不会对人体产生明显的健康危害.由于缺少相关的研究资料,因此各种有机污染物的联合健康效应评价尚无法进行.