舟山渔场有色溶解有机物(CDOM)的三维荧光-平行因子分析

利用三维荧光光谱(EEMs)-平行因子分析(PARAFAC)技术研究春季舟山渔场有色溶解有机物(CDOM)的荧光成分组成、分布特征及来源.PARAFAC模型解析出舟山渔场CDOM由2类5个荧光组分组成,即类腐殖质成分C1(330/420 nm)、C2[(290)365/440 nm]、C3[(260)370/490 nm]及类蛋白质成分C4(285/340 nm)、C5(270/310 nm).5种荧光组分的平面分布模式基本一致,在各层均呈现由近岸海域向远岸海域逐渐减小的趋势,但各层又略有差别.表层高值区出现在杭州湾口外北部海域、虾峙门航道口外海域,且杭州湾口外北部海域的荧光值要高于虾峙门航道口外海域;中层高值出现区域与表层相同,但杭州湾口外北部海域的荧光值要低于虾峙门航道口外海域;底层从近岸向远岸梯度减小,高值区出现在舟山本岛附近海域.各荧光组分的分布与盐度之间存在明显负相关关系,与叶绿素a的线性关系不明显.分析表明,春季舟山渔场CDOM表、中层主要受长江输入和舟山工农业等人为活动排放影响,而底层主要受舟山工农业等人为活动排放影响.从垂直分布模式上,CDOM在30°N断面上由中、表层水体向底层呈现逐渐减小的趋势,并在近岸和远岸海域都出现了高值区,且与盐度低值区、叶绿素a高值区相对应,反映该断面近岸区CDOM主要受长江输入影响,远岸区CDOM主要受生物活动影响;在30°N断面,CDOM分布模式与30.5°N断面基本类似,只是在近岸区域底层出现CDOM高值区,可能是由于潮汐、底层上升流等物理外力作用下,沉积物间隙水中高浓度的CDOM释放出来,使得靠近沉积物界面的底层水体中CDOM浓度升高.5种荧光组分中,C1、C3、C4之间相关性较强,与C2、C5相关性相对较弱,说明C1、C3、C4在来源上具有相似性与C2、C5有一定的差异性.春季舟山渔场CDOM腐殖化指数(HIX)的值较小,反映了春季舟山渔场CDOM的腐殖化程度较低,稳定性较差,在环境中存在时间较短;生物指数(BIX)在舟山外海出现高值区,近岸海域出现低值区,反映出在近岸海域人类活动的影响较大,而在外海生物活动的影响较为明显.     

渤海湾海域生态环境的研究Ⅱ.水体富营养化的评价与分析

根据2003年7月15日、2003年11月4日、2004年2月29日和2004年5月25日在渤海湾多项生态因子的调查结果,应用单因子法和综合指数法对该海域海水的质量状况进行了评价与分析,并与历史资料进行了比较.结果表明,渤海湾水体整体呈现富营养化,主要为无机氮严重超标;另外,春季水体有机污染较为严重,秋季无机磷含量也达到富营养水平.无机氮、无机磷、COD以及营养状态指数(EI)的时空分布大体呈现北高南底,近岸大于外海的趋势,分布趋势与历史资料基本吻合,但比历史同期无机氮、COD浓度增加,水体富营养状态呈现愈发严重的趋势.     

东营市近岸海域营养盐时空分布及富营养化评价

为深入研究现阶段东营市近岸海域的营养盐状况,本文以东营市管理海域为独立单元,根据东营市近岸海域2021年冬季、春季、夏季、秋季4个航次30个站位的海水水质监测数据,分析了东营市近岸海域中营养盐溶解性无机氮（DIN）和活性磷酸盐（DIP）的时空分布特征,分别应用富营养化指数法及潜在性富营养化评价模式对整个海域的水质富营养化程度进行评价。结果表明,东营市近岸海域冬季、春季、夏季3个季节均有80%以上的站位DIN浓度符合二类海水水质标准,且空间分布整体呈现南部高、北部低的趋势;秋季DIN浓度整体较高,符合二类海水水质标准的站位仅占比6.7%;4个季节所有站位DIP浓度均符合一类海水水质标准,季节变化和空间分布未呈现明显差异;富营养化指数法评价结果显示,东营市近岸海域除秋季富营养化程度较高外,其他季节基本未呈现富营养化状态;潜在性富营养化评价模式分析结果表明,东营市近岸海域的氮磷摩尔比均大于Redfield比值（16）,总体呈现磷限制状态,秋季尤为凸显,93.3%的站位为磷限制潜在性富营养状态。研究结果可为掌握东营市近岸海域环境质量时空状况和陆海统筹的环境治理提供科学依据,为深入打好渤海污染防治攻坚战,推进黄河流域生态保护和高质量发展提供技术支撑。     

河北省近岸海域环境质量评价

根据2006年1—12月的水质调查数据,运用水质质量单项标准指数法、综合指数(WQI)法和富营养化评价法,对河北省近岸海域环境质量进行评价. 结果表明:河北省近岸海域水质基本保持稳定,主要污染物为石油类,整个海域属轻度污染区,呈现富营养化趋势,表现为南高北低;但不同海域主要污染物变化较大,其中秦皇岛海域主要污染物为石油和PO₄3--P,唐山和沧州海域主要污染物为石油和DIN.      

春季黄渤海溶解有机碳的平面分布特征

依据2010年4～5月对黄渤海调查所得的数据,分析了黄渤海溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)的含量及其平面分布特征,并对其影响因素进行了初步探讨.结果表明,2010年春季黄渤海DOC的浓度范围为0.96～4.71 mg.L-1,平均浓度为2.27 mg.L-1.平面分布上,DOC整体呈现南北近岸浓度高、中部外海浓度低的特点.在渤海西部近岸、山东半岛东部及长江口东北部均存在高值,尤其是渤海西部近岸,DOC浓度最高达到4.71 mg.L-1,这主要是受河流输入和沿岸流的影响;低值区则主要集中在南黄海中部外海,DOC浓度普遍低于1.50 mg.L-1.     

洋河水库泄洪对近岸海域水质的影响

基于验证良好的秦皇岛河流-海岸一二维耦合数学模型,探讨了洋河水库泄洪对近岸海域水质的影响。由于水库COD浓度略高于近岸海域COD标准浓度,但远低于河道水体COD浓度,水库开闸放水初期,河口海域COD日平均浓度和超标面积较泄洪前有所增大,此后随着水库的不断泄洪,海域COD日平均浓度和超标面积逐渐减小,最终趋于稳定,海域水质较泄洪前得到明显改善。在相同水库放水COD浓度下,泄量越大,携带水库下游河道的污染物入海越多,海域COD日平均浓度超标面积越大,且泄量与超标面积间服从线性函数关系。在污染物入海通量相同的情况下,减小污染物入海浓度在一定程度上可以改善近岸海域水质状况。     

基于环境一号卫星的四十里湾透明度遥感反演

利用环境一号小卫星的CCD数据及同步地面观测数据,进行了烟台四十里湾海域透明度的遥感反演研究。结果表明,红蓝波段比值与实测透明度具有较高的相关性,并以此为基础建立了该区域水体透明度的遥感反演模型,反演值与实测值的平均相对误差为8.6%,均方根误差为0.1 m。据此模型绘制了四十里湾水体透明度分布图。研究发现,透明度具有近岸低、远岸高的特点,且从近岸向外海基本呈逐渐递减的趋势。     

天津近海富营养化及环境因子的时空变化特征

基于1995—2010年监测数据,通过Mann-Kendall趋势检验和Kriging空间插值等方法,对天津近岸海域氮磷营养盐、有机污染物和富营养状况的时空变化趋势及其成因进行了分析. 结果表明:在天津近岸海域的48个监测时段中,有81.3%的监测时段处于富营养状态,有39.6%的ρ(DIN)和16.7%的ρ(DIP)超过海洋水质四类标准,有89.6%的ρ(COD_Mn)符合海洋水质一类标准;氮和磷为主要污染物,污染物质量浓度和富营养状态的季节性差异显著. ρ(DIP)、ρ(COD_Mn)和营养状态指数的年际变化主要呈下降趋势,ρ(DIN)呈先下降后显著上升的趋势;ρ(DIN)、ρ(DIP)和ρ(COD_Mn)在空间分布上基本遵循近岸高、远岸低的规律,其中ρ(DIN)和ρ(DIP)均显著呈带状分布,并且基本为北高南低. 防治天津近岸海域水体富营养化的关键是削减丰水期和平水期入海径流的氮负荷以及北部海域入海径流的磷负荷.      

春季黄渤海海水中尿素分布特征及溶解态氮的组成

2014年4~5月对黄渤海海域进行了一次大面现场调查,分别采用二乙酰一肟-盐酸氨基脲法和分光光度法测定了调查水样中尿素及各形态氮的浓度,分析了该海域尿素的浓度状况、分布特征以及溶解态氮的基本组成,并分析了该海域尿素的主要影响因素.结果表明,春季黄海渤海海域尿素的浓度范围是0.21~2.17μmol·L-1,平均浓度为(0.84±0.20)μmol·L-1.各调查海区中,北黄海海域尿素平均浓度最高,南黄海浓度最低.同时结果表明尿素是调查海域中溶解有机氮(DON)的重要组成部分,占DON的7.90%.在黄海海域尿素浓度由近岸到远海逐渐降低,高值区主要位于大连、青岛等人口密度较高且离岸较近城市的外海海域.渤海海域尿素浓度呈现由近岸到远海依次增加的趋势,说明河流输入不是渤海尿素的主要来源,同时也可能存在着河口附近泥沙对有机氮的吸附作用.     

黄海和东海海域溶解铋地球化学分布特征

结合大面调查,典型断面剖析及关键站位连续观测结果,研究了黄海和东海海域溶解铋的含量水平,时空分布特征及与生态环境的耦合关系,探讨其主要来源和影响因素.结果表明,表层海水溶解铋含量在0~0.029μg·L-1之间,平均值为0.008μg·L-1;底层海水浓度稍高,介于0.001~0.189μg·L-1之间,平均值为0.016μg·L-1.水平方向上,溶解铋低值分布与盐度所示长江冲淡水双支扩散特征吻合,表明其可示踪长江冲淡水路径;高值出现在黄海暖流和苏北沿岸流途经之处及长江冲淡水与沿浙闽沿岸水交汇之处,表明其分布受控于海流系统循环.垂直方向上,水体对流和涡动混合使近岸海水均匀混合,陆架区强潮混合锋面将近岸垂向混合区和离岸层化海水区分隔,阻挡了溶解铋向外输运,使锋区内溶解铋含量明显高于外海.周日内,溶解铋变化主要与潮汐、再悬浮作用和温盐跃层等海域特定水动力条件密切相关,与温度,盐度等环境因素波动尚未呈现明显关系.溶解铋与悬浮颗粒物显著正相关,表明其易从固相释放至水体,并确定由颗粒态转化为溶解态的最佳温度(22~27℃)、盐度(28~31)和pH(7.9~8.1).     

2009-2018年天津近岸海域水质状况及变化趋势分析

本文基于天津近岸海域2009－2018年的调查资料,系统分析了海水水质污染状况、变化趋势以及不同环境监测项目水质类别的情况。结果表明,天津近岸海域海水水质总体上呈现逐渐好转的趋势,但趋势并不明显,尚未形成根本改善的态势;主要污染物为氮和磷,化学需氧量（COD）和石油类的污染不明显,重金属浓度基本处于优良水质的范围;陆源输入是该海域主要污染物的主要来源,但大气沉降和海水养殖的输入也不可忽视;围填海工程对纳潮量和局地水动力的改变会导致沿岸区域物质的输运受阻,导致污染物集聚而影响局部海域的水质。建议在严控氮、磷污染物陆源排海的同时,加强对大气输入和水产养殖业的监管,优化产业结构,制定精准减排方案,确保陆海统筹下渤海湾环境保护与经济社会发展的和谐统一。     

夏季南黄海西部溶解氧的分布特征及其影响因素分析

基于2006年夏季对南黄海调查所得的溶解氧(DO)资料,重点分析了DO的分布特征及影响因素。结果表明,2006年夏季南黄海DO的浓度范围为1.36～10.36 mg/L,平均值为7.21 mg/L;DO的水平分布趋势主要受控于环流结构,水体层化和生物化学作用明显影响着夏季南黄海西南部海域和冷水团范围内的DO含量,同时温度也是影响石岛外海、苏北近岸和海州湾东南部-苏北浅滩外侧DO含量的主要因素;从DO的垂直分布来看,30 m层的DO浓度最高,这是DO垂直分布最大值现象的具体表现,而且DO断面分布存在四种典型的类型。总体来看,南黄海西南部底层DO低值现象和受黄海冷水团影响的外海层化区存在的DO垂直分布最大值现象是调查海域DO分布的两个最显著的特征。     

辽东湾海域水体富营养化的模糊综合评价

基于2007年夏季辽东湾海域的水质监测资料,以高锰酸盐指数(COD_Mn)、溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(PO₄3--P)和溶解氧(DO)为海水富营养化评价指标,运用模糊综合评价方法并对其中的评价等级确定方法加以改进,评价了辽东湾海域水体富营养化状况,分析了水体富营养化的关键因子和控制性因素. 结果表明:对评价方法的改进,取得了较好的效果;辽东湾沿岸和河口口门附近海域已达到富营养化程度,而海湾中部则处于贫营养状态,富营养化程度从海湾中部向近岸逐渐增加;影响辽东湾海域水体富营养化的关键因子为无机氮;辽东湾海域的富营养化水平主要受入海河流冲淡水影响范围的控制.      

黄渤海海域秋季营养盐及有色溶解有机物分布特征

本文利用2013年11月黄渤海海域航次采集的海水样品,对该海域有色溶解有机物(CDOM)、营养盐等的组成、来源、分布特征和主要环境影响因子进行了分析研究.通过三维荧光光谱-平行因子分析法(EEMs-PARAFAC)对CDOM进行分析,共鉴别出2类4种荧光组分:类腐殖质组分C1(325/410 nm)、C2(275,370/435 nm)、C3(270,395/495 nm)和类蛋白质组分C4(290/340 nm).3种类腐殖质组分在黄渤海海域各层的平面分布均为由近岸向远岸逐渐递减.黄海表层和渤海中层类蛋白质组分荧光强度在近岸和远岸海域均出现极大值,而其在渤海表底层及黄海中底层的分布呈现由近岸到远岸逐渐降低的趋势.各层CDOM高值区主要分布在近岸海域.渤海表层溶解无机氮(DIN)和溶解有机氮(DON)浓度高于底层浓度,底层溶解无机磷(DIP)浓度高于表层浓度.渤海DIN呈现由近岸到远岸逐渐降低的趋势,DIP由曹妃甸近岸海域及中部海域的高值区向北部、东部和南部海域逐渐降低的趋势,DON则呈现由渤海中部偏南海域的高值区向四周逐渐递减的趋势.黄海底层DIN和DIP浓度高于表层,而表层DON浓度最高.黄海表中层DIN和DIP呈现由近岸到远岸逐渐降低的趋势,底层DIN和DIP则呈现由近岸到远岸逐渐增加的趋势,DON呈现由近岸到远岸逐渐降低的趋势.渤海DIN、DON和DIP的总体浓度均高于黄海.将4种荧光组分(C1~C4)、吸收系数(a_(355))、溶解有机碳(DOC)与叶绿素a(Chl-a)、盐度(S)、溶解氧(DO)、DIN、DON、DIP进行冗余分析,结果表明黄渤海各荧光组分(C1~C4)主要受陆源输入的影响,DOC受陆源与海源的共同影响,但陆源影响较大.渤海DIN受陆源输入的影响较大,而DON受海源影响较大;黄海DIN受陆源和海源共同影响,而DON主要受陆源输入影响.黄渤海DIP均受陆源和海源共同影响.     

渤海湾天津近岸海域化学需氧量的分布特征、影响因素及与富营养化的关系

本文根据2014年春季（5月）、夏季（8月）、秋季（10月）天津近岸海域18个站位的海水质量监测数据,分析了海水中化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）的时空分布特征和海域富营养化状况,研究了COD与营养状态质量指数（NQI）的关系,浅析了赤潮生消过程中COD浓度的变化。结果表明,夏季COD高于春季和秋季,季节性差异显著;COD基本呈现近岸高外海低、南部高北部低的趋势;NQI指数的变化范围为1.68~12.50,平均值为4.46,富营养化严重;COD与NQI指数具有显著正相关性,一定程度上可以反映海域富营养化状况;COD与赤潮生物密度、Chl a呈极显著正相关关系,在反映赤潮生消过程中有重要作用。     

胶州湾海域富营养化水平与浮游植物多样性分析

在2011年对胶州湾主要营养盐调查的基础上,采用富营养化指数和生物多样性指数分别对胶州湾水体富营养化状况和浮游植物生境状况进行了分析。结果显示,2010年胶州湾富营养化严重的海域主要集中在胶州湾东北角及北部海域,呈现由北向南逐渐减轻的趋势。从季节变化来看,3月份整个海域富营养化程度最低,10月份富营养化程度最重。胶州湾浮游植物群落主要由硅藻和甲藻组成,胶州湾北部海域生境质量一般,其余海域生境质量优良。     

滦河口水文环境要素季节性变化特征及动力响应关系

基于2013年夏、冬季的最新实测资料,分析研究了滦河口海域温度、盐度、Chl a、浊度和DO等水文环境要素的季节性变化特征。结果表明:温度季节性差异较大,夏季呈现近岸向远岸递减之趋势,冬季与夏季截然相反,呈现由近岸向远岸递增之趋势;冬季水体的盐度要高于夏季,河口南部近岸存在向南流动的低盐水舌,夏季的范围大于冬季;冬季水体的浊度远高于夏季,且在河口以北和以南海域存在高值区,表现出夏储冬运的输运特征。冬季水体的Chl a和溶解氧也高于夏季,反映了Chl a、DO与温度的负相关性。各水文要素与潮汐潮流之间具备一定相关性。温度、Chl a、DO的变化极有规律,涨潮期间,温度、Chl a和DO减小,落潮期间增大,单周日内表现出双峰结构,且峰值不同。水体浊度在周日内也出现两次峰值,均出现于两次较大流速发生时刻。     

渤海湾大型底栖生物群落结构变化及原因探讨

根据近6年来的渤海湾大型底栖生物群落的资料,以及2011年的现场调查数据,从渤海湾底栖生物群落结构的变化特征出发,分析了其变化的过程和规律.同时结合渤海湾水域近几年来的水动力条件以及营养盐、溶解氧等水质特征变化,探讨底栖生物群落变化的原因.结果表明,渤海湾大型底栖生物的物种数、生物量、丰度、丰富度指数、多样性指数的高值区皆集中分布在海河口北侧离岸较远的海域,而低值区则基本集中分布近岸海域,且呈现由近岸向外海逐渐增加的趋势.渤海湾大型底栖生物群落变化可大体分为3个明显的时间节点:第一个时间节点为2005年和2008年,底栖生物群落无论总物种数、生物量和丰度都较高;第二个时间节点为2009年和2010年,底栖生物群落的上述指标值最低,表明这两年渤海湾受自然变化和人为因素干扰的程度加剧;2011年,由于渤海湾水域的各项强有力的环保措施的实施,底栖生物群落的上述指标值最高,说明其得到一定程度的恢复.渤海湾水域底栖生物群落变化受到该区域的物理因素、化学因素和生物因素的共同影响,变化特征也与各环境因素的变化基本吻合.     

2003-2020年黄海水体透明度时空变化特征及影响因素研究

海水透明度是描述水体光学性质的重要参数,也是海洋环境质量的评价指标。本文基于三波段模型,反演了2003-2020年黄海水体透明度。结果表明,透明度呈近岸向远海逐渐增加的特征,黄海西部为低值区,南黄海中部为高值区。在时间上,透明度呈现下降的趋势。经验正交函数分析表明,第一模态与叶绿素a浓度相关性最强,与悬浮物浓度的相关系数较高,说明海水透明度的变化主要受水体光学组分的影响。第二模态和第三模态表明,海表温度、海表盐度是引起透明度变化的主要协变量。水体透明度长期监测是水质监测和海洋生态系统保护的重要内容。     

Characteristics of ozone and ozone precursors (VOCs and NOx) around a petroleum refinery in Beijing, China

A field measurement campaign for ozone and ozone precursors(VOCs and NOx) was conducted in summer 2011 around a petroleum refinery in the Beijing rural region. Three observation sites were arranged, one at southwest of the refinery as the background, and two at northeast of the refinery as the downwind receptors. Monitoring data revealed the presence of serious surface O3 pollution with the characteristics of high average daily mean and maximum concentrations(64.0 and 145.4 ppbV in no-rain days, respectively) and multi-peak diurnal variation. For NOx, the average hourly concentrations of NO2 and NO were in the range of 20.5–46.1 and 1.8–6.4 ppbV, respectively. For VOC measurement, a total of 51 compounds were detected. Normally, TVOCs at the background site was only dozens of ppbC, while TVOCs at the downwind sites reached several hundreds of ppbC. By subtracting the VOC concentrations at background, chemical profiles of VOC emission from the refinery were obtained, mainly including alkanes(60.0% ± 4.3%), alkenes(21.1% ± 5.5%) and aromatics(18.9% ± 3.9%). Moreover, some differences in chemical profiles for the same measurement hours were observed between the downwind sites; the volume ratios of alkanes with low reactivity and those of alkenes with high reactivity respectively showed an increasing trend and a decreasing trend. Finally, based on temporal and spatial variations of VOC mixing ratios, their photochemical degradations and dispersion degradations were estimated to be 0.15–0.27 and 0.42–0.62, respectively, by the photochemical age calculation method, indicating stronger photochemical reactions around the refinery.