九龙江—厦门湾河口区溶解226Ra的分布

利用锰纤维富集和直接射气法测定海水中226Ra的方法,对九龙江-厦门湾溶解226Ra的分布进行了一次调查。结果发现在河口区内溶解态的226Ra呈非保守行为,与世界上几大河流河口区226Ra的行为极为相似。在海门岛附近的水体中(S≈9)发现溶解态226Ra浓度最大,其值为0.598dpm/dm3,说明咸淡水在此处混合最激烈。本河口区溶解226Ra的最大值比Mississippi河的值小,比其他河流的值大2～5倍。     

九龙江河口水体粪类有机质污染时空变化特征研究

河口是陆源污染物入海的主要通道,在全球气候快速变化和人类活动加剧的背景下,河流入海污染物通量急剧增加,导致河口、海湾及其周边海域水体污染、生态受损等严峻的环境问题发生。本文选取了受极端事件和人类活动影响显著的我国东南强潮型的九龙江河口,利用粪甾醇有机标志物手段开展河口环境粪类污染示踪研究,探讨九龙江河口区粪类污染物（“源”）进入河流后的入海行为（“到”）,揭示粪类有机质在近河口海域时空分布特征及受控因素（“汇”）。研究发现,不同季节的河口径流过程和潮汐作用影响粪类有机污染物的时空分布,潮汐过程对中上游河口区水体环境中粪甾醇的赋存影响较大,呈现高潮低浓度而低潮高浓度的潮周期变化特征;河口区粪甾醇在陆-海输运过程的赋存特征还受控于最大浑浊带复杂的水体和沉积动力过程,对粪类有机污染物有一定的净化作用;研究还通过对比人为源贡献主导的氨氮等河流输入的营养盐说明粪甾醇在河口区的时空分布特征与人类活动密切相关。     

九龙江河口区三维盐度数值计算及分析

本文利用ECOMSED模式建立了一个九龙江河口区水动力及盐度的三维数值模型.利用ECOMSED中的物质输运模块,模拟了九龙江河口区的盐度随着潮流运动的变化过程;模型采用河口区丰水期实测水文资料进行验证,计算和分析了河口区水平以及垂直断面的盐度分布情况,分析表明,河口区的盐度分布受潮流运动及九龙江淡水共同作用,有明显的潮周期特征,落潮时在河口区表层以九龙江淡水为主,外海高盐水占据底层区域;而在涨潮时垂向混合较强,表底分层不明显.     

九龙江河口区水体中238U、234Th地球化学行为的研究

对采自九龙江河口区盐度介于0～21.97的10个表层水样,铀、钍同位素的测定结果表明,九龙江河口区水体中溶解态的238U含量与盐度之间存在着良好的相关关系,其相关系数可达0.972,表明九龙江河口区水体中的238U呈现保守行为.当S=0时,溶解态234U/238U放射性比值为1.19和1.55(两份水样);而当S=0.90～21.97时,该比值=1.02～1.14,分别呈现河水及河口水铀同位素组成的特征.对于颗粒态铀,其238U含量则介于0.50～9.83×10-3Bq/dm3,且随盐度的增大而呈逐步降低的趋势.九龙江河口区水体中234Th的地球化学行为属于非保守行为,不可逆稳态清除模型计算的结果表明,当盐度介于9.76～17.07时,234Th相对于化学清除的停留时间为6～19d,远低于盐度为0和21.97所对应的停留时间(分别为203d及117d),反映了在该盐度范围内,胶体絮凝沉降对溶解态234Th的快速清除作用.     

北黄海水体的~(224)Ra

用锰纤维富集-射气法测量了北黄海水体的224Ra,研究了该海域夏季和冬季2个季节224Ra比活度及其垂直分布,并对其进行了比较研究.北黄海夏季224Ra比活度为0.24～3.48Bq/m3,平均值为1.14Bq/m3;冬季224Ra比活度为0.37～6.68Bq/m3,平均值为0.94Bq/m3.北黄海的表层水有3个224Ra高值区,分别位于东北部海域、渤海海峡南部和北黄海中北部海区.30m水深将224Ra比活度的垂直分布分成上层和下层2层.在0～30m水层,夏季,随着水深增加224Ra比活度逐渐增加,比活度变化较小;冬季部分站位由表层向下224Ra比活度逐渐降低.30m水深以下,224Ra比活度随着水深的增加而增加,而且变化幅度较大.由224Ra比活度的垂直分布得出该海域的垂直涡动扩散系数为2.5～43.5cm2/s,夏季北黄海冷水团中心海域底层溶解态化学物质输运补给到上层所经历的时间为9～15d左右.     

渤、黄、东、南海沉积物中~(226)Ra的含量比较

我们测定了渤海、黄海、东海和南海沉积物中~(226)Ra的含量,从所测结果表明:四大海区的所有近岸河口区,~(226)Ra的含量都小于0.017Bq/g,而南海中部的深海区,~(226)Ra的含量基本上都大于0.017Bq/g。另一方面,在近岸河口区,~(226)Ra的含量也有差别,其中珠江口最低,为0.006Bq/g;九龙江口最高,为0.014Bq/g;长江口、黄海和渤海三个海区,~(226)Ra的含量基本相等,即在0.012～0.013Bq/g之间。这些现象说明,在近岸河口区~(226)Ra主要来源于陆源物质;在深海区~(226)Ra主要来源于海底沉积物中~(230)Th的衰变产物,这种规律和世界其他海区基本一致。     

基于拉格朗日方法的洪泽湖与巢湖河流出入湖水体追踪计算

利用耦合北斗和GPS双定位系统的拉格朗日随体法水质点追踪仪，在2018年9月至2019年10月期间开展了总数为18次的洪泽湖和巢湖主要河流河水入湖后表层、中层和底层水体运移同步追踪观测，研究了两个湖泊河水入湖后的运移轨迹和速度特征。结果表明：淮河主河道河水入洪泽湖后流向南北两侧；徐洪河河口处水体表层流速在洪泽湖5条河道出入湖口处为最大；巢湖双桥河河口处水体流速受巢湖闸运行影响强烈，各层流速在7条入湖河流中最大。洪泽湖、巢湖入湖水体流速由表层至底层逐渐降低，洪泽湖各层水体流速大于巢湖。洪泽湖河口处表层水体8次测量平均流速为6.11cm/s；巢湖为5.51cm/s；二者中层流速分别为5.32和3.85cm/s；底层则分别为4.96和3.67cm/s。     

秋季红沿河核电站海域水龄分布及其对水母丰度分布的影响

本研究调查了秋季红沿河核电站海域镭、氡同位素的活度水平及分布情况，结合镭同位素表观年龄模型计算该海域的水体年龄，进而得出研究区域的水体运移方向，初步探讨了水母丰度分布与水体运移的相关关系。得到结论如下:(1)红沿河核电站海域表层水体中224Ra、226Ra及222Rn的活度水平分别为2.9～62.4 dpm/(100 L)，11.9～57.4 dpm/(100 L)及0.1～1.3 dpm/L，镭同位素活度呈现出近岸高、远岸低的分布趋势，氡同位素的分布则更大程度上受水温控制；(2)通过224Ra/226Ra表观年龄模型计算得出红沿河海域表层水体年龄范围介于0～16 d，平均年龄(10.9±3.6) d，水体主体流向为北偏东方向，流速为7.2 cm/s；(3)水母丰度分布与水体流向呈现出较为一致的对应关系，在主体流向方向上，水体年龄较大的海域水母丰度最高。     

渤、黄、东、南海沉积物中^226Ra的含量比较

我们测定了渤海、黄海、东海和南海沉积物中^226Ra的含量，从所测结果表明：四在海区的所有近岸河口区，^226Ra的含量都小于0．017Bq/g，而南海中部的深海区，^226Ra的含量基本上都大于0．017Bq/g。另一方面，在近岸河口区，^226Ra的含量也有差别，其中珠江口最低，为0．06Bq/g；九龙江口最高，为0．014Bq/g；长江口、黄海和渤海三个海区，^226Ra的含量基本相等，即在0．012－0．013Bp/g之间。这些现象说明，在近岸河口区^226Ra主要来源于陆源物质；在深海区^226Ra主要来源于海底沉积物中^230Th的衰变产物，这种规律和世界其他海区基本一致。     

用镭同位素评价胶州湾水体表观年龄及地下水入海通量

为评价胶州湾水体表观年龄和地下水入海通量,2011年9—10月在胶州湾地区分别采集地下水、河水和海水样品,对水样的224Ra和226Ra活度进行测量。基于224Ra和226Ra半衰期的差异,运用224Ra与226Ra的活度比值计算了胶州湾水体表观年龄;采用三端元混合模型计算了胶州湾海水中地下水、河水与湾外海水的混合比例;在水体表观年龄和混合比例的基础上,计算了地下水入海通量。结果表明:研究期间胶州湾水体表观年龄分布范围为3.2—39.4d,平均值为14.7d,呈现从湾顶到湾口年龄逐渐增大的趋势,地下水的平均混合比例是11.0%,地下水的入海通量为7.29×106m3/d,海底地下水排泄速率为3.8cm/d。     

北黄海水体的^224 Ra

用锰纤维富集-射气法测量了北黄海水体的^224 Ra，研究了该海域夏季和冬季2个季节^224 Ra比活度及其垂直分布，并对其进行了比较研究．北黄海夏季^224 Ra 比活度为0．24—3．48Bq／m2，平均值为1．14Bq／m2；冬季^224 Ra比活度为0．37～6．68Bq／m2，平均值为0．94Bq／m2．北黄海的表层水有3个^224 Ra 高值区，分别位于东北部海域、渤海海峡南部和北黄海中北部海区．30m水深将^224 Ra比活度的垂直分布分成上层和下层2层．在0～30m水层，夏季，随着水深增加^224 Ra比活度逐渐增加，比活度变化较小；冬季部分站位由表层向下^224 Ra比活度逐渐降低．30m水深以下，^224 Ra比活度随着水深的增加而增加，而且变化幅度较大．由^224 Ra比活度的垂直分布得出该海域的垂直涡动扩散系数为2．5～43．5cm2／s，夏季北黄海冷水团中心海域底层溶解态化学物质输运补给到上层所经历的时间为9～15d左右．     

苏北浅滩海底地下水排放及其对海域营养盐通量的贡献

海底地下水排放(SGD)是近海海域的一个重要的营养盐来源。本研究借助多种天然镭同位素对春季苏北浅滩海域的SGD及其携带入海的营养盐通量进行量化评估。研究发现:苏北浅滩海域的~(224)Ra、~(223)Ra和~(226)Ra等镭同位素的浓度水平较高,呈现近岸高、远岸低的分布趋势;根据~(224)Ra/~(226)Ra的"表观年龄模型"估算的水龄的分布情况推断,春季该海域表层水体主体流向为东北向,流速约为0.1m/s,这与前人物理海洋数值模拟结果一致;最终利用226Ra质量平衡模型发现海域的SGD通量为(46±29)cm/d,由其携带入海的溶解态无机氮、磷、硅营养盐(DIN、 DIP、 DSi)等的通量分别为(2.6±3.1)×1~09、(3.0±2.5)×10~6和(5.5±4.2)×10~8mol/d。     

228Ra, 226Ra, 224Ra and 223Ra in potential sources and sinks of land-derived material in the German Bight of the North Sea: implications for the use of radium as a tracer

Activities of the naturally occurring radium nuclides ²²⁸Ra, ²²⁶Ra, ²²⁴Ra and ²²³Ra were determined in waters of the open German Bight and adjacent nearshore areas in the North Sea, in order to explore the potential use of radium isotopes as natural tracers of land–ocean interaction in an environment characterised by extensive tidal flats, as well as riverine and groundwater influx. Data collected at various tidal phases from the Weser Estuary (²²⁸Ra: 46.3 ± 4.6; ²²⁶Ra: 17.1 ± 1.1; ²²⁴Ra: 26.1 ± 8.2 to 36.5 ± 6.1; ²²³Ra: 1.8 ± 0.1 to 4.0 ± 0.4), tidal flats near Sahlenburg (²²⁸Ra: 39.3 ± 3.8 to 46.0 ± 4.5; ²²⁶Ra: 15.5 ± 1.5 to 16.5 ± 1.7; ²²⁴Ra: 34.3 ± 2.2 to 85.3 ± 6.3; ²²³Ra: 3.6 ± 0.5 to 8.0 ± 1.2), freshwater seeps on tidal flats near Sahlenburg (²²⁸Ra: 42.1 ± 4.1; ²²⁶Ra: 21.3 ± 2.2; ²²⁴Ra: 5.1 ± 0.9; ²²³Ra: 2.6 ± 1.3) and also in permanently inundated parts of the North Sea (²²⁸Ra: 23.0 ± 2.3 to 28.2 ± 2.8; ²²⁶Ra: 8.2 ± 0.8 to 11.8 ± 1.2; ²²⁴Ra: 3.1 ± 1.0 to 10.1 ± 0.9; ²²³Ra: 0.1 ± 0.02 to 0.9 ± 0.05; units: disintegrations per minute per 100 kg water sample) reveal that, except for the fresh groundwater, the potential end-members of nearshore water mass mixing have quite similar radium signatures, excluding a simple discrimination between the sources. However, the decreasing activities of the short-lived ²²⁴Ra and ²²³Ra isotopes recorded towards the island of Helgoland in the central German Bight show a potential to constrain fluxes of land-derived material to the open North Sea. The largest source for all radium isotopes is generally found on the vast tidal flats and in the Weser Estuary. Future work could meaningfully combine this so-called radium quartet approach with investigations of radon activity. Indeed, preliminary data from a tidal flat site with fresh groundwater seepage reveal a ²²²Rn signal that is clearly lower in seawater.     

基于223Ra和224Ra的桑沟湾海底地下水排放通量

海底地下水排放（SGD）是陆地向海洋输送水量和营养物质的重要通道之一,对沿海物质通量及其生物地球化学循环有重要的影响,对生态环境起着不可忽视的作用。本文运用天然放射性同位素223Ra和224Ra示踪估算了我国北方典型养殖基地桑沟湾的海底地下水排放通量。结果表明,海底地下水样尤其是间隙水中Ra活度[224Ra=（968±31）dpm/（100 L）,223Ra=（31.4±4.9）dpm/（100 L）,n=9]远高于表层海水[224Ra=（38.7±2.0）dpm/（100 L）,223Ra=（1.70±0.50）dpm/（100 L）, n=21]。假设稳态条件下,考虑Ra的各源、汇项,利用Ra平衡模型,估算出桑沟湾SGD排放通量为（0.23~1.03）×107 m3/d。潮周期内的观测结果显示,涨潮时,水力梯度较小,SGD排放变弱,落潮时,水力梯度较大,导致了相对较多的SGD排放。在一个潮周期间,基于223Ra和224Ra得到的SGD排放通量平均为0.39×107 m3/d。潮汐动力下的SGD排放平均占总SGD排放的61%,因此桑沟湾沿岸的地下水排放主要受潮汐动力的影响,并对海水组成及海陆间物质交换有显著贡献。     

厦门近岸210Po和210Pb的大气沉降通量

为揭示中国东南沿海地区210Po和210Pb的大气沉降时空变化特征，探讨该地区气溶胶的停留时间，于2013年1月至2014年12月对厦门地区210Po和210Pb的大气沉降通量进行了时间序列研究。结果发现，210Po和210Pb的平均日沉降通量分别为（65.38±4.79） mBq/（m2·d）（n=54）和（0.78±0.09） Bq/（m2·d）（n=54），表现出明显的周年变化。东北季风期间，210Po和210Pb的沉降通量较高，而西南季风期间其通量较低。2013年和2014年，210Po的年沉降通量分别为19.29 Bq/（m2·a）和9.25 Bq/（m2·a），210Pb的年沉降通量分别为159.2 Bq/（m2·a）和189.6 Bq/（m2·a）。两核素的年沉降通量表现出不同程度的年际差异。210Po与210Pb沉降通量之间存在显著的线性正相关关系，揭示了大气中210Po和210Pb具有相同的迁出机制，降雨和大气中核素含量是影响210Po和210Pb沉降通量的主要因素。该研究结果可以为探求台湾海峡海水中210Po与210Pb的收支平衡提供大气来源项。     

The distribution of the carbonate parameters in the waters of Anadyr Bay of the Bering Sea and in the western part of the Chukchi Sea

The distribution of the total alkalinity (TA), the total inorganic carbon (TCO₂), the calcium (Ca), and the CO₂ partial pressure in the waters of the northwestern Bering Sea (Anadyr Bay) and in the western part of the Chukchi Sea is considered according to the data obtained in August–September 2002. It is shown that the areas treated were sinks of atmospheric CO₂ in the summer of 2002: the total CO₂ exchange between the atmosphere and the seawater was equal to about −20 mmol C/(m² day). The net community production according to the TCO₂ decrease in the upper photic layer in the west of the Chukchi Sea and in the Anadyr Bay waters amounted to 48 ± 12 and 72 ± 18 g C/(m² year), respectively. The comparison with historical data allows one to tell about the pronounced increase of the TCO₂, TA, and Ca concentrations in the waters of Anadyr Bay and in the western part of the Chukchi Sea in the summer 2002. The processes that might have caused the changes observed are the enrichment of the estuarine waters in marine salts under the ice formation in winter and the decrease of the supply of the waters of the Bering Slope Current to the northwestern part of the Bering Sea.     

Geochemical cycling in the Hooghly estuary, India

U–Th decay series isotopes, δ¹⁸O and Si measurements in the river estuarine waters and sediments of the polluted Hooghly estuary as well as the surface waters of the Bay of Bengal, its high salinity end member, are reported. Dissolved Si indicates that there are probably two mixing regimes, dissolved U behaviour is nonconservative and δ¹⁸O behaves conservatively in the overall estuarine region. Isotopes of reactive elements, viz. ²³⁴Th and ²¹⁰Po, are removed from the estuarine waters in <2 days and <1 month, respectively, which is due to high suspended matter (30–301 mg l⁻¹). ²²⁸Ra and ²²⁶Ra are profusely released into the estuarine waters in the low to mid-salinity regions.As expected, the opposite trend is observed in the case of estuarine sediments and suspended matter. Reactive isotopes of Th, ²¹⁰Pb and ²¹⁰Po are enriched, whereas Ra isotopes are depleted with respect to their parent nuclides in the estuarine sediments and suspended matter. ²³²Th/Al ratio appears well suited to study the distribution and mixing of the bed load sediments of the Ganga–Brahmaputra (G–B) and the Hooghly rivers with those from other rivers on the Bay of Bengal floor.     

白令海表层营养盐水平输送的镭-228示踪

对白令海表层海水228Ra的分析表明,白令海表层海水228Ra比活度从低于检测限变化至0.81 Bq/m3,低于西北冰洋陆架区的报道值。表层水228Ra比活度和228Ra/226Ra)_A.R.的空间分布均呈现由西南部中心海盆向东北部陆架区增加的趋势。由228Ra/226Ra)_A.R.和盐度的关系揭示出白令海环流、白令海陆坡流和阿拉斯加沿岸流对228Ra和228Ra/226Ra)_A.R.分布有明显影响。运用一维稳态扩散模型计算出白令海由中心海盆向东北部陆架方向上水体混合的水平涡动扩散系数为1.9×108 m2/d。结合海盆-陆架界面营养盐的水平浓度梯度,估算得硝酸盐、活性磷酸盐和活性硅酸盐由白令海中心海盆向东北部陆架区的水平输送通量,该通量对白令海东北部陆架区新生产力的贡献很小,其他途径输送的营养盐更为重要。     

224,223Ra和137Cs在吕宋海峡及周边海域的分布以及其对“彩虹”台风的响应

本文报道2015年9月和2016年5月期间天然放射性核素²²⁴Ra和²²³Ra在吕宋海峡及周边海域表层和垂向水体的分布特征。为理解日本福岛核事故的影响，本文亦分析研究区域内人工放射性核素¹³⁷Cs的分布特征。结果表明，^224，223Ra和¹³⁷Cs比活度水平均处于我国南海海洋天然放射性本底变化范围之内。²²⁴Ra在吕宋海峡以西南海北部海域比活度较高，在吕宋海峡以东菲律宾海域比活度较低。¹³⁷Cs没有明显的分布趋势。基于三站位（LS3，LS5和LS8）²²⁴Ra、¹³⁷Cs以及温盐的垂向分布特征，本文揭示²²⁴Ra和¹³⁷Cs在热带表层水、次表层水和中-深层水中比活度水平和梯度变化的差异特征。彩虹台风事件扭转了整个吕宋海峡及周边海域的海流循环过程。大量以低水平²²⁴Ra为特征的西太平洋海水涌入南海，降低水体²²⁴Ra比活度水平。但是，西太平洋和南海北部海域水体¹³⁷Cs比活度水平没有明显差异，台风导致的海流变化对水体¹³⁷Cs比活度没有明显影响。     

南半球亚极地流涡的平均特征及其变化

Based on the Simple Ocean Data Assimilation(SODA) products,we study the mean properties and variations of the Southern Hemisphere subpolar gyres(SHSGs) in this paper.The results show that the gyre strengths in the SODA estimates are(55.9±9.8)×10~6m~3/s for the Weddell Gyre(WG),(37.0±6.4) ×10~6m~3/s for the Ross Gyre(RG),and(27.5±8.2)×10~6m~3/s for the Australian-Antarctic Gyre(AG),respectively.There exists distinct connectivity between the adjacent gyres and then forms an oceanic super gyre structure in the southern subpolar oceans.And the interior exchanges are about(8.0±3.2)×10~6m~3/s at around 70°E and(4.3±3.1)×10~6m~3/s at around 140°E.The most pronounced variation for all three SHSGs occurs on the seasonal time scale,with generally stronger(weaker)SHSGs during austral winter(summer).And the seasonal changes of the gyre structures show that the eastern boundary of the WG and AG extends considerably further east during winter and the interior exchange in the super gyre structure increases accordingly.The WG and RG also show significant semi-annual changes.The correlation analyses confirm that the variations of the gyre strengths are strongly correlated with the changes in the local wind forcing on the semi-annual and seasonal time scales.