宁德海域表层沉积物氧化还原环境特征及其影响因素

通过2015年8月对宁德海域表层沉积物氧化还原电位(Eh)的现场调查(119.867°E~120.649°E,26.348°N~26.994°N),分析了该海域表层沉积物Eh的分布特征,并从水团性质、盐度、p H、溶解氧等上覆水体特征参数以及硫化物、有机质、底质类型等沉积物特征因子两大方面探讨了Eh的影响因素。结果表明,研究海域表层沉积物Eh的变化范围为-162~110 m V,平均值为-89 m V,基本属于弱还原性-还原性环境,空间分布呈近岸高外海低的特征。相较于20世纪80年代福建沿岸Eh调查结果,本次调查宁德近海表层沉积物Eh明显降低。上覆水体的盐度、DO等参数与Eh表现出一定的相关性,DO与Eh的正相关性极为显著(r=0.729,p0.01),且空间分布特征也较为相似。表层沉积物中硫化物含量高低直接影响Eh值,并表现出极显著的负相关(r=-0.806,p=0.000)。近年来,受人类活动影响,研究海域表层沉积物氧化还原状态发生了明显改变,这种改变在一定程度上会影响沉积物中生物的生存活动,因此有必要采取相应措施,加强该海域底质环境的监测,在保持地区经济发展的同时也要加强海域环境的保护力度。     

夏秋季长江口邻近海域水体中颗粒态汞及溶解态汞的研究

分别于2018年7月和10月随“科学三号”科学考察船对长江口邻近海域水体中颗粒态汞（PHg, particulate mercury）和溶解态汞（DHg, dissolved mercury）的时空分布及影响因素进行了研究。结果显示:两种形态Hg在不同站点表层海水中的浓度变化范围较大,且在不同季节间的差异明显,其中表层PHg在夏季呈现近岸高远海低的分布特点,而在秋季没有这种规律。该海域DHg占主体,不同水层DHg普遍表现为秋季高于夏季,且表层大于底层,表、底层的分配系数均从近岸到远海方向增加。表、底层PHg与总悬浮物（TSM, total suspended matter）呈显著正相关,PHg/TSM随盐度增加呈指数增加（R2=0.3365, p <0.01）。秋季冲淡水减少和较多大风天气是影响表层PHg时空分布变化的主要原因,颗粒物粒径变小和海源性有机颗粒物增加决定了DHg的分布特征,而在30° N处出现普遍较高浓度的DHg则反映了河流输送和周边污染排放的影响。     

山东近岸海域夏季pH分布特征及影响因素分析

本文基于山东近岸海域2020年7月-8月表层海水pH、温度、盐度、叶绿素a、溶解氧等数据,研究了夏季山东近岸海域表层海水pH的分布特征及受控因素。结果表明：2020年夏季,山东近岸海域表层海水pH范围为7.76～8.62,平均值为8.12±0.11;莱州湾pH最高,渤海湾pH最低,在不同区域环境条件下pH的受控因素存在差异;夏季,渤海湾表层pH受径流引起的水团混合以及微生物对有机质的矿化分解的影响显著;由陆源营养盐输入引起的浮游植物光合作用的增强,是控制夏季莱州湾表层海水pH的主要因素;烟威北部海域pH受黄海冷水团影响明显,由温度、盐度控制的碳酸盐解离平衡过程对pH也产生影响;南黄海近岸海域pH除受黄海冷水团的影响外,部分区域还受浮游植物光合作用等因素的影响。     

2015年秋季长江口有机碳的分布特征及其影响因素

依据2015年11月对长江口及其邻近海域的综合调查,分析了秋季长江口颗粒有机碳（POC）和溶解有机碳（DOC）的分布特征及其与环境因子的关系。结果表明:2015年秋季长江口POC的质量浓度为0.65~8.25 mg/L,均值为1.34 mg/L,整体呈现近岸高、远岸低,表层低、底层高的分布趋势;DOC的质量浓度为0.77~2.69 mg/L,均值为1.49 mg/L,整体表现为近岸高、远岸低,表层高、底层低的变化特征。有机碳与总悬浮颗粒物（TSM）的线性回归关系表明,陆源输入对POC含量分布贡献很大;有机碳和盐度（S）的极显著相关性说明,S对有机碳的影响主要体现在海水对有机碳的稀释作用及促进POC向DOC转化两个方面;DOC与COD的显著相关性,揭示了DOC的来源与长江径流和河口沿岸工农业排污输入密切相关。     

东海浅陆架区溶解有机氮的时空分布特征及生物可利用性

通过2014年5~6月(春末夏初季)和9~10月(秋季)在东海浅陆架区的现场调查,分析该海域DON来源和时空分布特征,结合同步进行的船基受控生物降解培养实验,评价了该海域两个季节DON的生物可利用性。春末夏初季和秋季东海浅陆架区DON为总溶解态氮(TDN)的主要存在形式,在TDN中占比均值分别为57.88%±21.42%和66.09%±19.74%。受陆源输入和黑潮水涌升及浮游生物分泌和微生物降解作用共同影响,表层海水DON春末夏初季呈现近岸高、远岸低的变化特征,高值区与长江冲淡水影响范围基本一致;秋季高值区则位于该海域的东北部和东南部;而受长江冲淡水影响显著的调查海域北部DON浓度高于南部;从水体表层到底层DON浓度及其在TDN中的占比都呈现逐步降低的变化趋势。该海域DON的生物可利用性具有较大时空差异性,具有高生物可利用性的DON(L-DON)含量基本呈现近岸高、远岸低的分布特征,春末夏初季和秋季受陆源输入影响显著的海域中L-DON在DON中占比分别达到28.3%和23.6%,高于受陆源输入影响小的海域的1.3%和18.9%。     

鸭绿江口邻近海域夏季粒级叶绿素a分布及影响因素研究

于2016年8月在鸭绿江口邻近海域采集水样,讨论了鸭绿江口邻近海域夏季粒级Chl a含量的空间分布规律及环境影响因素。结果表明,调查海域总Chl a含量介于2.91~17.46 μg/L之间,平均含量为6.54±3.56 μg/L,表层Chl a含量高于底层。小型级（Micro）Chl a含量表、底层分布规律相近,高值区均位于河流入海口处;表层和底层微微型级（Pico）Chl a分布规律相近,含量值在河流入海口处由东北向西南逐渐降低。微型级（Nano）Chl a含量在表层高值区位于河流入海口处偏西方向,底层则呈现北低南高的分布趋势。Micro级Chl a为夏季鸭绿江口邻近海域总Chl a的主要贡献者,平均贡献率为55.10%;Pico级和Nano级Chl a平均贡献率为27.61%和17.29%。Chl a主成分分析结果表明:底层各粒级Chl a含量与各环境因子均呈显著正相关（p < 0.05）;表层各粒级Chl a含量与盐度、透明度呈显著负相关,与硝酸盐（NO₃-N）、亚硝酸盐（NO₂-N）、磷酸盐（PO₄-P）、DIN、氮磷比、悬浮物浓度等呈显著正相关（p < 0.05）;Micro级Chl a含量与营养盐因子相关性更显著。     

伶仃洋石油污染及油品鉴别

１９９７年３月于伶仃洋北四大口门（虎门、蕉门、洪奇沥和横门）和近岸海域布设１０个采样点．采集退潮期表、底层样品进行石油污染调查．结果表明：该水域在退潮时石油浓度的垂向分布是表层＞底层；其平面分布是，虎门＞横门＞蕉门＞洪奇沥＞近岸海域．虎门和横门水域受城市污水和船舶油污水的影响，石油浓度较高（０．１０５～０．１１７ｍｇ／Ｌ），超过Ⅱ类水质标准．蕉门和洪奇沥水体虽然受佛山市和南海市污水的影响，但石油污染程度较轻，处于Ⅱ类水质水平．四大口门出海口水域水质也属Ⅱ类．为了能准确测量水体中石油污染的浓度，采用“指纹”鉴别法对该水体的污染油品进行鉴别．鉴定结果，该调查区内主要受２０＃重柴油和大庆原油的污染．     

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。     

广海湾海域营养盐时空分布及富营养化评价

依据2014年10月（秋季）和2015年4月（春季）的广海湾海域海洋环境调查结果,对盐度、营养盐和叶绿素等环境生态因子的时空分布特征进行了分析,采用富营养化指数法（EI）和营养质量状态指数法（NQI）评价海域的富营养化状态水平,研究了营养盐、氮磷比、浮游植物量及种群结构之间的联系。结果表明:广海湾海域春季营养盐分布呈近岸、湾顶向湾口下降的变化趋势;秋季广海湾海域营养盐呈西北海域低、东南海域高的趋势。营养盐分布与浮游植物之间相互影响,是一种相对动态变化关系。春、秋两季广海湾均呈现富营养化状态,分布呈近岸高、远海低的趋势,秋季的富营养化状态比春季严重。     

2014年秋季黄河口附近海域营养现状与评价

根据2014年10月对黄河口附近海域56个站位水质的调查结果,分析了该海域营养盐的空间分布特征,并对该海域的营养水平和有机污染状况进行了评价。结果表明,该调查海域表、底层无机氮（DIN）平面分布表现为近岸向远岸降低的趋势,特别是在黄河口附近有高值区,且与盐度有显著负相关性,表明DIN主要来自黄河等入海径流的输入。表层海水中活性磷酸盐（PO₄-P）平面分布表现为东北高西南低的趋势;底层海水中PO₄-P平面分布较为均匀;PO₄-P与海水盐度相关性不十分显著,表明调查海域PO₄-P的补充并非主要来自黄河口等河流输入,而可能与有机物的分解矿化再生、浮游植物的大量繁殖以及海底表层沉积物中PO₄-P向上输送补充等因素有关。从营养盐结构看,本次调查海域N/P均值大于Redfield比值;P与N相比显得相对缺乏。根据N/P比值与浮游植物生物密度平面分布表明,过高比值的N/P可能引起浮游植物的生长受到某一相对低含量元素的限制,从而导致浮游植物的生物密度较低。根据富营养化指数评价和有机污染综合指数计算结果,2014年秋季黄河口附近海域已处于富营养化状态,而DIN应是造成黄河口附近海域富营养化的主要因子;该海域有机污染程度属于2级,表明该海域开始受到有机污染。     

珠江口伶仃洋及磨刀门盐淡水混合特征及机制分析

基于2016年1月3日至18日的珠江口盐度分层观测资料,对比分析伶仃洋与磨刀门盐淡水混合特征及其机制,结果表明:（1）伶仃洋及磨刀门水域口门处盐度分层最明显,小潮阶段分层特征最显著;（2）磨刀门分层较伶仃洋更为显著,主要原因在于上游流量的差异;（3）大潮转小潮过程中,伶仃洋上游盐度虽向口门下落,但下落速度较慢,分层逐渐明显,而磨刀门水道中盐淡水却混合充分,这是由于盐度在河道中剧烈震荡并快速退出河口所致;（4）在伶仃洋及磨刀门口门附近,重力环流与潮汐剪切产生的抑制混合作用大于潮流紊动促进混合的作用,因此分层显著,河口上游水深较浅,潮流紊动作用较强,起到促进混合的作用。     

安徽铜陵铜尾矿硫形态及硫同位素分布特征

分析讨论了安徽铜陵水木冲S和SP剖面尾矿砂的理化指标、硫形态变化和硫酸根硫同位素组成与分布特征.结果显示：S和SP剖面整体呈酸性,pH值为2.59~6.12和3.50~6.27,由下而上有明显的降低趋势;Eh随剖面由下至上明显升高,范围为66~457和-37~307mV;酸可挥发性硫（AVS）含量为0~62.36和0~3.44mg/g,黄铁矿硫（CRS）含量为0.70~32.30mg/g和0.17~5.39mg/g;AVS与CRS的变化趋势基本一致,随剖面自下而上减少,且AVS先于CRS被氧化.2个剖面元素硫（ES）含量为0~8.83和0~3.62mg/g,随深度变化无明显规律.硫酸根硫（SO₄^2--S）含量为8.44~66.34和8.48~29.87mg/g,自下而上呈降低趋势,且分别在剖面的氢氧化物薄膜层（11.5~16.5cm和18~54cm）出现高值区.2个剖面总硫（TS）含量为9.18~109.69和12.38~37.72mg/g,表层由于淋滤含量较低,底层变化则不大.位于斜坡上的SP剖面TS及各形态硫含量均低于S剖面,表明淋滤对硫含量影响更明显.硫酸根硫同位素δ³⁴S为-3.32‰~13.43‰和-3.08‰~1.80‰,S-9硫酸根δ³⁴S为13.43‰,指示其来自于伴生硬石膏,其余层位δ³⁴S偏负且变幅较小,指示其硫酸根主要来源于硫化物的氧化.     

Influence of flooding and vegetation on carbon, nitrogen, and phosphorus dynamics in the pore water of a Spartina alterniflora salt marsh

Four sites were selected in a salt marsh in the Bah′?a Blanca Estuary (Argentina): (1) low marsh (flooded by the tide twice daily) vegetated by S. alterniflora; (2) non-vegetated low marsh; (3) high marsh (flooded only in spring tides) vegetated by S. alterniflora; (4) non-vegetated high marsh. The pH and Eh were measured in sediments, while dissolved nutrients (ammonium, nitrate, nitrite and phosphate) and particulate organic matter (POM) were determined in pore water. pH (6.2–8.7) was only a ected by vegetation in low areas. Eh (from –300 to 250 mV) was lower at low sites than at high ones; in the latter, the values were higher in the non-vegetated sediments. The POM concentration was greater in the high marsh than in the low marsh, with no e ect of vegetation. Ammonium was the most abundant nitrogen nutrient species in pore water, except in the non-vegetated high marsh where nitrate concentration was higher. All nitrogen nutrients were a ected by both flooding and vegetation. Phosphate was always present in pore water at all sites throughout the year and its concentration varied within narrow limits, with no e ect of flooding and greater values always at non-vegetated sites. Our results showed that the variability of the pore water composition within the marsh is greater than the temporal variation, meaning that both tidal flooding and vegetation are important in the dynamics of nutrients and organic matter in the sediment pore water.     

2016年冬末长江口及邻近海域海气CO2交换特征分析

基于2016年3月对长江口及邻近海域的调查,剖析该海域CO₂分压及相关参数的区域分布特征,估算其海-气界面CO₂的交换通量,并探讨了源/汇分布特征背后的物理机制。研究表明,调查区域海表pCO₂变化范围为321~575 μatm,整体呈现出近岸高、离岸低的分布趋势。至冬季末期,海表pCO₂分布主要受控于低温低盐高pCO₂的河口水与高温高盐低pCO₂的东海陆架水的水团混合影响,水体垂直混合作用对海表pCO₂影响不大。长江口及邻近海域冬季整体表现为大气CO₂的弱汇,通量值为-4.43±7.41 mmol/m2/d。从区域碳汇强度看来,近岸长江冲淡水区近乎与大气保持平衡,黄东海混合水区和台湾暖流区表现为大气CO₂的中/强汇,是冬季末期海洋吸收大气CO₂的主要贡献区域。     

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。     

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。     

沉水植物生长期对沉积物和上覆水之间磷迁移的影响

分别在春季培养黑藻(Hydrilla verticillata)和苦草(Vallisneria natans),在冬季培养菹草(Potamogeton crispus),跟踪监测在沉水植物影响下环境因子的变化,及上覆水和沉积物各形态磷的浓度变化,以探讨沉水植物对磷在沉积物和上覆水中迁移转化的规律.结果表明,不同季节实验条件下沉水植物均能不同程度降低上覆水中各形态磷的浓度.在植物生长期上覆水磷浓度保持在相对较低的水平,黑藻、苦草和菹草组上覆水中总磷(TP)的浓度分别保持在0.03～0.05、0.04～0.12和0.02～0.11 mg.L-1.沉水植物组沉积物中各形态磷的浓度均呈现不同程度的降低,黑藻、苦草和菹草组沉积物TP的含量最大降低幅度分别为35.34、60.67和25.92 mg.kg-1.植物组上覆水溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)和pH均显著提高(DO 10.0～14.0mg.L-1;Eh 185～240 mV;pH 8.0～11.0),沉积物中Eh(-140～-23 mV)也明显提高,并使得沉积中pH保持在中性范围内(7.2～8.0).沉水植物通过提高上覆水中的DO、Eh和pH及沉积物Eh的方式影响上覆水和沉积物之间磷的迁移转化.     

大辽河口及其毗邻区域水体反硝化功能基因的定量研究

近年来随着辽河口两岸经济的发展,大辽河水质受氮素污染越来越严重.反硝化作用是微生物介导的氮循环中一个重要过程,对河口水体中过量氮素的去除和富营养化的缓解意义重大.因此,开展大辽河口水体反硝化作用的研究尤为重要.以大辽河入海河段、大辽河河口和近岸海域为研究对象,采用实时定量PCR法对其进行了水体中反硝化细菌（以功能基因nirS、nirK和nosZ为主）的空间分布特征研究,并通过因子分析和冗余分析（RDA）研究了基因丰度与环境因子间的相关性.结果表明:①不同站位大辽河口及其毗邻区域的水样中nirK、nirS和nosZ基因的丰度变化范围分别为7.73×105~2.54×108、3.19×105~3.19×107、3.22×103~4.92×105 copies/L,各基因平均值大小表现为nirK > nirS > nosZ;3种基因中,nirK和nirS基因大多在调查河流的上游和入海口站位丰度较高,而nosZ基因丰度在河流段由上游到河口逐渐增高,且由河口到近海呈现降低的趋势.②大辽河口及其毗邻区域（nirK+nirS）/nosZ在3.23×101~1.76×103之间,平均值为454.77,表明存在较多的N₂O气体排放,特别是河口到近海区域.③ρ（As）、ρ（Cd）、ρ（Cr）、ρ（SiO₃2-）、ρ（NO₃-）、T、pH和盐度主导了大辽河口及毗邻区域水环境的整体状况,应继续关注主导因子对水环境的影响;水环境因子对反硝化功能基因丰度影响的相关性大小表现为ρ（DO）> ρ（TN）> ρ（NO₂-）> ρ（SiO₃2-）> ρ（Cd）> ρ（NO₃-）>盐度> ρ（As）> ρ（Cr）> T > ρ（Zn）> pH,蒙特卡罗检验得出无显著影响的因子,因此大辽河口及毗邻区域反硝化功能基因丰度是由各项环境因子相互作用、共同影响的结果.研究显示,水体中反硝化有关的微生物对环境的响应不同,各项环境因素共同控制了群落组成,为了更好地进行水体治理与保护,应持续关注水体中的反硝化功能基因.      

湖滨带氧化还原环境的时空变化及其环境效应

在太湖梅梁湾,沿开阔水体至湖滨带方向,对植被型湖滨带(A区)、裸露型湖滨带(B区)和开阔水体(D区)水体中DO和水/沉积物Eh进行为期1a的现场观测.结果发现,梅梁湾水体DO时空变化明显.B区和D区水体中DO常年饱和,而A区DO浓度较低(年均(5.5±1.7)mg·L-1).在植物生长季,从开阔水体至湖滨植被区溶解氧浓度从12.7 mg·L-1降到4.5 mg·L-1;在非植物生长季则从9.7 mg·L-1降到6.2mg·L-1.湖滨带水体Eh在150 mV左右波动,空间变化趋势与溶解氧变化同步.沉积物Eh也表现出明显的时空变化,在植物生长季,各区沉积物均处于较强的还原状态(-158～-101 mV);而在非植物生长季,由开阔水体向植被型湖滨带Eh逐渐升高.在沉积物的垂直剖面上,开阔水体Eh自表层沉积物向下逐渐降低,而在A区的植被覆盖区则是先降低,大概在5 cm深处开始逐渐升高,于20 cm深左右达到峰值.根据上述植被型湖滨带氧化还原环境的特点,可以推知进行湖滨带生态修复,有利于去除湖泊氮污染.