基于光学技术的水下气泡探测实验研究

热液/冷泉溢出含有硫化氢、甲烷、二氧化碳等化学成分的气泡。实验室模拟海底热液/冷泉资源溢出气泡环境搭建了实验平台,以甲烷气体为实验气体,在黑暗环境下用高速光电探测器对气泡后向散射光进行接收,用拉曼光谱仪实现甲烷气体气泡后向散射光的拉曼检测,并与计算拉曼光谱比较。由结果可知激光拉曼光谱可以探测到气泡后向散射光,并识别气泡中含有的气体成分。通过探测气泡成分,从而判定这些气泡是否来自海底热液/冷泉等甲烷资源溢出。这样的探测方式,探测准确率高,缓解探测深度,同时避免探测设备直接与海底资源直接接触而造成的寿命缩减,为将来的海洋探测与实际应用打下了良好的基础。     

多通道化学传感器及其在热液喷口探测中的应用

热液喷口附近的羽状流中存在明显的化学及浊度异常，通过探测这些异常可判断是否存在热液喷口及确定喷口的具体位置。本文研制了一款可用于探测热液喷口的多通道化学传感器，该传感器具有体积小、精度高的特点，且可在4000米深海中进行工作。该化学传感器共配备五个全固态电极，一个为参比电极，其余四个为离子选择性电极，并且可根据所测量的化学离子进行更换。本文基于该化学传感器共进行了两组实验。在第一组浅海试验中，化学传感器集成了pH，Eh，CO₃^2-和SO₄^2-电极，在浅海海域中测量对应化学量，结果表明该化学传感器可在实际应用中获得高精度、稳定的测量数据。第二组实验为深海热液探测，装配了pH，Eh，CO₃^2-和H₂S电极的化学传感器在西南印度洋中脊区域的29次测线中投入使用，共获得有效数据27组。通过对测量所得到的化学量进行分析，本文提出了一种确定热液喷口的化学异常探测方法，若某时间段内Eh和H₂S的电势降低，而pH和CO₃^2-的电势上升则可判定存在化学异常。利用该方法对27组有效数据进行分析，共发现5个潜在的热液喷口。实验结果表明，该化学传感器可有效地探测由热液引起的化学异常，适用于实际热液探测中。     

热液喷口探测化学传感器的研制及应用

海底热液喷口周围的水体具有显著的浊度和化学组分异常,是寻找热液喷口的重要标志。文章提出了一种海底热液喷口的探测技术方法,设计了低功耗化学传感器。该化学传感器可搭载在相关平台,实时探测水体的Eh、H_2S、pH及CO_3~(2-)等电位值,结合浊度异常,可以推断热液喷口的位置。在西南印度洋中脊海试结果表明,该化学传感器可有效探测由热液活动产生的水体异常,是一种探测海底热液喷口的有效技术。     

热液喷口探测化学传感器的研制及应用*

海底热液喷口周围的水体具有显著的浊度和化学组分异常, 是寻找热液喷口的重要标志。文章提出了一种海底热液喷口的探测技术方法, 设计了低功耗化学传感器。该化学传感器可搭载在相关平台, 实时探测水体的Eh、H₂S、pH及CO₃^2-等电位值, 结合浊度异常, 可以推断热液喷口的位置。在西南印度洋中脊海试结果表明, 该化学传感器可有效探测由热液活动产生的水体异常, 是一种探测海底热液喷口的有效技术。     

福建东山湾八尺门海域水体及沉积物中的重金属污染评价

本研究分析了2013年10月东山湾八尺门海域表层海水和沉积物中重金属Zn、Cu、Pb、Cd含量,并基于多种方法进行评价。结果显示,研究海域表层海水中重金属含量符合《海水水质标准》第一类标准,重金属污染指数法评价显示污染风险较低。沉积物中Pb、Cd、Zn含量均符合《海洋沉积物质量》第一类标准,整体污染水平较低;潜在生态风险指数大小顺序为：Cd>Cu>Pb>Zn,沉积物重金属污染整体情况良好,但个别站位的Cd的潜在生态风险指数超过40,应加以关注;地累积指数评价法显示总体污染情况较轻,其地累积指数平均值大小依次为Zn>Cu>Pb>Cd。纵观1990年至2013年的研究结果,东山湾水体中重金属含量总体呈先升高后降低的趋势;与同期相比,东山湾水体中的重金属含量与福建其他海域相差不大,而沉积物中重金属含量比其他海域稍高。     

Study on the Adsorption of Metal Ions by Immobilized Marine Algae with the Existence of Clay

The process of adsorption of metal ions by immobilized marine algae with the existence of clay was investigated. It can be noted from the results that, after mixing with clay, the adsorption rate increases rapidly with the increasing amount of the marine algae. When pH=5, the best ratio between the clay and the marine algae is 1：4 for Pb^2＋. The result of in situ handling of the waste water containing heavy metals shows that the average adsorption rates of heavy metal irons Cu^2＋, Cd^2＋, Pb^2＋ and Ni^2＋ are all over 70 %.