2011年夏秋季辽东湾营养盐分布及环境容量研究

利用2011年夏季和秋季辽东湾海域水质现场调查资料,讨论了整个辽东湾海域氮、磷营养盐的分布特征,进而通过计算富营养化指数(EI)和氮磷比(N/P)对辽东湾富营养化现状进行了评价,并估算了无机氮和活性磷酸盐的环境容量。结果显示,无机氮(DIN)和PO4-P浓度均呈现出河口大于远海、底层大于表层、秋季大于夏季的特征。夏秋季海水EI值均大于1,富营养化状况较为严重;海水N/P值大于16,营养盐结构严重不平衡,浮游植物生长处于显著的磷限制状况。整个辽东湾PO4-P环境容量仍有剩余,DIN环境容量夏季仅有极少余量,秋季已无余量,需对DIN的入海负荷进行大力削减。     

潮汐驱动下的辽东湾水动力及入海污染物输移特征

通过建立水动力学模型、物质输运模型和年龄模型,对渤海辽东湾潮汐驱动下的水动力状况和污染物输移扩散过程进行了数值模拟研究。结果表明,辽东湾海域入海径流对辽东湾整体流场和水交换过程影响不大,其主要影响集中在河口附近海域。在潮汐的驱动下,辽东湾内形成了复杂的环流结构,辽东湾南北海域分别存在顺时针、逆时针的环流,而辽东湾湾口又存在逆时针环流,使得水交换能力较弱,对辽东湾向外海的物质输运产生不利影响,湾顶附近海域的物质主要通过扩散过程与外海进行交换。年龄模型的计算结果表明,辽东湾河流入海污染物在河口附近停留时间较长,向远区的输运需要较长时间。入海污染物的影响具有局地性,对局部海域水质尤其是辽东湾湾顶的水质会产生不利影响。     

大辽河口海域环境容量计算和承载力预警技术研究

以2019年大辽河口海域水环境调查资料为基础,构建了二维流体动力学方程和水质控制模型,运用保守物质扩散方程,求得污染源排放量-输出响应浓度相关方程,用反演迭代法计算该海区污染源的环境容量。按照海洋功能区划水质标准,以不同类型功能区管理环境要求为控制目标,计算污染物COD、无机氮和磷酸盐的标准环境容量。按污染物承载力等级标准来评价,该海区环境承载力的结果为COD和磷酸盐可载,无机氮严重超载。最后,利用计算机语言编写的海域污染物承载力预警系统对海域环境承载力进行评价和预警。     

渤海海区COD分布及对海水富营养化贡献分析

于2002年8月10～18日和2003年8月12～28日对渤海海区进行了海水水质调查。结果表明,调查海域化学耗氧量(COD)平均浓度分别为0.70 mg/L±0.21 mg/L和0.63 mg/L±0.18 mg/L,其中相对高值区(>1 mg/L)主要分布在辽东湾北部,莱州湾南部和中央海区西北部海域,而相对低值区(<0.6 mg/L)主要分布在中央海区东南部。分析表明,调查海域COD浓度不仅远远低于国家一类海水水质标准,而且也大大低于渤海沿岸水。进一步分析表明,COD对于调查海域富营养化的贡献仅为1/4左右,这一结果证明了造成渤海海区富营养化的化学污染物不是COD。     

青岛奥运水域主要污染物环境容量的预测

通过对青岛奥运水域现场调查和资料分析,确定了奥运水域污染物的主要来源和主要污染物,然后在潮流模拟的基础上,利用物质输运方程数值模拟了2000~2003年污染物浓度的空间分布,其结果与现状调查基本吻合。最后再利用该输运方程,预测了奥运帆船水域的化学需氧量(COD)、氨氮(NH4 -N)、总磷(TP)的环境容量(中潮时分别为:69.948 t/d,7.46 t/d,0.5455 t/d),为奥运水域的目标管理提供科学依据。     

1980—2008年莱州湾主要污染物的时空变化

莱州湾水质受河流入海、生活排污和养殖业等多方面影响,污染问题日益突出而备受关注。论文以1980—2008年间相关文献和监测数据为基础,研究了莱州湾主要污染物———无机氮、无机磷、COD浓度的变化趋势,并用网格化方法还原文献数据讨论污染物的区域分布特征。结果表明:莱州湾无机氮丰水期与枯水期浓度比1.26,无机磷1.07,COD 1.06,污染物主要是由陆源向海输运产生。无机氮是莱州湾的主要污染物,1990年代无机氮的年均浓度是1980年代的3.2倍,2001—2008年又增加了38%,2004年以来超出三类水质标准。NH4-N在1990年代之后占DIN比例由70%～85%下降到20%左右。无机磷、COD浓度近15a来保持在一类水质,但无机磷有潜在上升趋势。从区域分布看,第1区块受黄河口、小清河口影响是无机氮、无机磷的高值区。第2、3区块水质较好,而第4区块的无机氮、无机磷浓度自2004年之后已远远超过第1区块,莱州湾的主要污染源有黄河口向湾底诸河口转移的趋势,应引起重视。第4区块始终是COD的相对高值区。     

渤海湾中化学需氧量(COD)扩散、降解过程研究

对渤海湾中水质因子化学需氧量(COD)的随流输移扩散和生物化学过程进行了研究。在对有机污染物的生化降解过程进行试验研究的基础上,建立了模拟浅水、缓坡海湾有机物(COD)迁移转化规律的水质模型,并应用实测资料结果对水质模型进行了验证。     

宁波-舟山海域污染物扩散的数值模拟

基于宁波-舟山海域潮流场,建立了该海域三维变边界的污染物扩散模型,对COD、无机氮、活性磷酸盐的浓度进行了数值模拟,并对界面源的影响进行了分析。结果表明:污染物浓度在海域内呈由西北向东南方向递减的趋势;COD浓度在大部分海域满足一类水质标准,无机氮和活性磷酸盐浓度在研究海域超出二类水质标准;研究海域的界面源对该海域污染物浓度”贡献”在85%以上。     

大亚湾大鹏澳油污染状况和自净能力的研究 --污染有机物可降解性研究

将已知浓度的污染物石油烃加入到取自大亚湾大鹏澳天然海水中，进行污染物自净能力实验室模拟试验，探讨了各种条件下微生物对有机物降解的影响，用有机物浓度、ATP、DO、BOD5、COD描述了有机物的降解过程。根据实验结果，得出BOD5和ATP可用来指示降解过程中微生物量的变化；此外，在一定条件下，石油烃的生物降解一级反应方程可描述为OIL=17.442e^-0.1949d。     

大连湾海域水质污染因子权重分析

在评价大连湾海域水质状况的基础上,以无机氮,无机磷、石油类及COD四项四子构造判断矩阵,通过计算矩阵的最大特征根所对应的特征向量,得出四项因子的权重,其权重排序表明无机氮,无机磷在该湾污染因子中占有较大权重,应依据海域功能区划及环境治理目标,控制该湾陆源污染物入海总量,逐步降低海水无机氮,无机磷及石油类等污染物的浓度,使海域环境质量得以改善。     

纳污海水中COD生化降解过程的模拟试验研究

1995年5－11月期间,采取渤海湾海水,控制不同的试验水温和不同的有机物起始浓度,采用试验室模拟方法,测定COD生化降解曲线。依据COD降解动力学理论,得出不同环境条件下的COD生化降解动力学参数。经过归纳综合,建立了纳污海水中COD的生化降解动力学参数方程式。试验结果显示,渤海湾天津近岸排海污水COD生化降解过程符合一级反应动力学模型,其降解速率系数足值介于0．023－O．076d-1之间。k值受温度变化的影响较大,温度越高,k值越大。     

基于CART方法计算的黄河淡水水龄在渤海的分布变化特征

通过计算黄河淡水在渤海内部的水龄变化,能够进一步了解由黄河口排出的溶解性污染物在渤海中的输运时间和分布规律。利用ROMS(Regional Ocean Modeling System)数值模型,加入了基于CART(the constituent-oriented age and residence time theory)方法计算水龄的模块,用于计算黄河淡水水龄在渤海的分布以及长期变化规律。模式较好地再现了渤海物理场以及黄河淡水水龄在渤海中的分布。模拟结果显示水龄在空间分布上差异很大,莱州湾平均水龄为700天,而辽东湾则高达1760天。渤海中部与辽东湾水龄时空分布表现出季节变化,冬季辽东湾水龄西低东高,高龄水自辽东湾东侧入侵渤海中部;夏季辽东湾水龄西高东低,渤海中部低龄水占优。黄河淡水水龄在年际时间尺度上存在明显差异,1998—2003年黄河淡水水龄较高且存在上升趋势,而2003—2007年则迅速下降,此变化主要由黄河入海径流量的改变导致;径流量增大会使淡水水龄降低,反之则会使水龄升高。黄河径流量对黄河淡水水龄的影响主要是通过改变目标区域黄河淡水浓度和低龄淡水质点在水团中所占的比例来实现的。     

渤海辽东湾区海底地形分区特征和成因研究

为了探明辽东湾区海底地形,通过测深系统对辽东湾区海底地形进行了高进度、全覆盖测量,进而根据地形起伏特点对辽东湾区海底地形进行了分区,并分析了影响辽东湾地形发育的主要因素。结果表明:辽东湾区海底地形分为5个子区,地形发育受地质构造、水动力来源和沉积物供应的复合影响。     

海平面上升情景下辽东湾海岸侵蚀及影响评估

基于海洋站潮位观测和中国沿海海平面变化影响调查等数据,分析了辽东湾沿岸海平面变化及海岸侵蚀状况,并定量评估了未来海平面上升情景下,辽东湾两岸典型沙质海岸侵蚀影响和沙滩养护投入。分析预测和评估结果表明:1980-2017年,辽东湾沿海海平面上升速率为3.0 mm/a,其中辽东湾东岸沿海海平面上升速率明显高于西岸。2009-2017年,辽宁营口白沙湾、绥中网户、绥中南山港和绥中团山气象观测场岸段后退和下蚀较为严重,部分岸段滩肩蚀退达2～3 m/a。预计2100年,辽东湾沿海海平面上升幅度在20～48 cm之间,由海平面上升引发的辽东湾海岸侵蚀土地损失为23.1 km2,土地经济损失为1410万元。为减缓海岸侵蚀,旅游沙滩和一般沙滩养护总投入分别为11亿元和46亿元,全岸段养护成本较高,应选取旅游沙滩等重点岸段进行养护。     

胶州湾近岸海域污染物削减的效益分析

首先计算了2008年化学需氧量（COD）和氨氮（NH3-N）对胶州湾各类海洋功能类别造成的经济损失,其次利用COD和氨氮总量削减成本模型计算不同削减情况下的投入成本,最后将不同削减量下获得的经济效益与相应的投入成本进行对比,得出污染物削减后胶州湾的效益为：削减3%为3.351亿元,削减5%为5.562亿元,削减8%为10.745亿元,削减10%为12.764亿元。通过对胶州湾削减污染物的经济损益情况计算,以期为胶州湾环境污染治理预算和政府决策提供支持。     

发光细菌法在环渤海污水样品遗传毒性检测中的应用

建立了以经过遗传改造的发光细菌Acinetobacter sp.Rec A为受试物种的环境污染物遗传毒性快速检测方法,该方法最快可在3h内得到毒性评价结果。采用该方法评价了环渤海排污口12份污水样品的遗传毒性。环渤海12个排污口的污水样品均表现出了不同水平的遗传毒性,并呈现出一定的分布特征。其中,高毒水质集中出现在山东半岛污水样品中,中毒水质集中出现在辽东半岛地区,而低毒水质主要集中于京津冀地区。综上,在环渤海的污水样品遗传毒性检测中,这种新型发光细菌法具有快速、灵敏、简便等优点,可为以后近海环境的水质生物毒性检测提供参考依据,具有应用于近海环境水质快速监测与评价的潜力。     

中国北部辽东湾表层沉积物中PAHs源解析和生态风险评价

研究于2014年和2015年对辽东湾表层沉积物中16种多环芳烃（PAHs）的来源和生态风险状况进行了调查和评估。辽东湾表层沉积物中16种PAHs的含量范围为88.5-347 ng/g，高值区主要分布在辽东湾中部海域。对辽东湾各站位沉积物中多环芳烃的含量进行中聚类分析结果表明，辽东湾的采样站位可分为两类，一类站位主要分布在辽东湾沉积物中部海域，另一类站位主要分布在受陆源污染较为严重的近岸海域。辽东湾表层沉积物中PAHs的来源为燃烧源和石油源的混合来源，其中燃烧源为主要来源。萘、苊、苊烯、菲、二苯并[a,h]蒽可能偶尔会引发有害生物效应；辽东湾表层沉积物为低致癌风险；辽东湾中部海域表层沉积物中PAHs的生态风险和毒性污染水平高于辽东湾近岸海域。     

辽东湾北部海域沉积物重金属环境质量和污染演化

基于取自辽东湾北部海域表层沉积物和岩心样品,利用XRF等方法对沉积物中的重金属含量进行系统的测定,结合137 Cs、210Pb年代测定,分析了研究区表层沉积物中重金属分布特征、环境质量状态以及重金属污染历史。结果表明:辽东湾表层沉积物重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg含量高值区主要分布在葫芦岛附近海域,并且呈现由近岸向远岸递减的趋势;辽东湾海域部分站位表层沉积物已经受到重金属污染,轻度和重度污染率为34.5%,清洁率为65.5%,重度污染站位集中在葫芦岛附近海域;辽东湾沉积物中重金属污染大致出现在1975年,于1997年达到最大,随后,重金属污染开始明显减少。辽东湾沉积物中重金属分布及演化特征与沿海社会经济发展和国家环境保护政策有着密切的联系。     

海岸带开发活动对锦州湾环境影响分析

为正确评价海岸带开发活动对锦州湾海域产生的影响,从围填海活动和临海工业对海岸带开发活动产生的环境效应影响做了分析,并根据搜集的2004～2008年的水质监测数据对锦州湾海域进行了海洋环境质量评价。研究表明,2000～2009年,锦州湾海域面积减少了约2234ha,自然岸线减少了约2.2km;临海工业的发展及沿岸工厂排放的污染物使锦州湾海域的水质质量下降,主要的污染物为COD和油类,超标的重金属污染物主要为镉、铅、砷。