渤海湾水中的总溶解无机砷

砷是人们认识最早的毒物之一,它是环境质量评价中一个不可忽视的研究对象。近年来,近海、海湾等砷的研究工作,已引起国内外海洋工作者的重视。作为渤海湾环境质量评价研究课题的一个组成部分,我们对渤海湾水中溶解无机砷的含量及其分布进行了考察,现将研究概况及其初步结果报告如下。     

胶州湾水域重金属砷的分布及迁移

根据1982年的胶州湾水域调查资料,分析了重金属砷在胶州湾水域的分布、迁移和季节变化。研究结果表明:砷在胶州湾水体中的表层含量范围为0.22~2.80μg/L,底层含量范围为0.84~4.48μg/L。通过水域水平分布的判断就能够确定从陆地向水域是否输送物质,以及输送的方式。在陆地迁移过程中,雨季决定了胶州湾水体中砷的含量变化。在水域迁移过程中,胶州湾水域无论有没有砷的来源,在湾中心都会形成砷的底层高含量区。     

基于模糊分析的胶州湾水质综合评价

水环境质量评价是环境质量评价的重要组成部分,本文根据胶州湾2005年水质监测资料,分别采用单因子指数法和模糊综合评价法进行水质现状评价。运用单因子指数法的评价结果表明,胶州湾东北部和西北部无机氮超标严重;粪大肠菌群超标较严重,主要分布在胶州湾东北部和东南部。模糊综合评价结果表明,胶州湾大部分水质类别为Ⅳ级,东部、北部海域污染较为严重。     

胶州湾水域有机农药HCH的分布和残留量

根据1984年7月、8月和10月的胶州湾水域调查资料,对有机农药HCH在胶州湾水域的分布、来源和季节变化进行了分析,研究结果表明,胶州湾水域没有受到HCH污染。通过7月,HCH含量变化的水平分布,发现土壤中残留的HCH通过地表径流方式汇入近岸水域,并且HCH的含量很低,HCH来源是面来源。通过10月,HCH含量变化的水平分布,发现胶州湾水域输入的HCH只有通过外海的海流输送。HCH含量的季节变化展示了:HCH含量在7月比较高,在10月比较低。这揭示了在7月,HCH的表层含量高,通过沉降,在10月,HCH的表层含量变低。7月和10月,胶州湾水域水体中表层以及胶州湾的湾口水域水体中表、底层HCH含量水平分布表明:表层的HCH的含量减少完全依赖胶州湾潮流的稀释。在禁止HCH农药的使用后,海水中HCH含量大幅减少,这表明陆地残留量的衰减引起水域HCH的减少。而且,海水中HCH含量的快速下降,说明陆地HCH残留量的衰减也较快,下降了38.14%~212.17%。     

胶州湾浮游动物生物完整性指数的建立

为补充中国海湾环境质量状况评估方法,作者通过整理和综合胶州湾常规监测项目中6年(2003~2008)的监测数据,经数据整理与综合、生境区域划分、评价因子选择、因子阈值确定、指数建立、指数验证与应用6个过程,初步建立了胶州湾浮游动物生物完整性指数(指数存在季节性差异,本实验以夏秋季节为例)。指数建立过程中将生境区域通过溶解性无机氮(DIN)、磷酸盐(PO_4)及透明度3项指标划分为参照区和受损区,低营养盐、高透明度海域划为参照区,相反则划为受损区。通过检验11项浮游动物因子参照区与受损区的差异性,最终确定7项为指数建立的评价因子。对7项评价因子得分加权平均即得胶州湾浮游动物生物完整性指数得分。将指数得分划分为5个等级,分别表征不同的浮游动物要素质量状况。胶州湾浮游动物生物完整性指数的建立为从浮游动物角度评估胶州湾环境质量提供了新的方法,是对胶州湾生态环境质量综合评价的良好补充,能够更全面地反映海区浮游动物的质量状况,同时为发展和完善海湾生态系统质量综合评价体系奠定良好基础。     

胶州湾水域重金属As的分布及质量浓度

根据1981年的胶州湾水域调查资料,分析了重金属As(砷)在胶州湾水域的分布、迁移和季节变化。研究结果表明:As在胶州湾水体中的表层质量浓度范围为1.00～2.70μg/L,底层质量浓度范围为1.00～2.40μg/L。在一年中,胶州湾整个水域都未受到As的污染。在胶州湾水域,As的质量浓度来源于河流的输送,其质量浓度小于2.70μg/L。在陆地迁移过程中,在胶州湾周边地区的土壤、水体没有受到As的污染,进而使得胶州湾周边河流的As质量浓度也非常的低。在水域迁移过程中,在胶州湾,As的表、底层质量浓度都相近。在时间尺度上,夏季胶州湾的表层水体中As的质量浓度几乎都高于春季。而在整个湾内底层水体中,春季和夏季的As底层质量浓度都没有高低可分的。在空间尺度上,在海泊河的入海口的近岸水域,As在底层质量浓度中比较高。而在湾口的近岸水域,As在表层质量浓度比较高。这揭示河流的输送能力决定了底层质量浓度的分布和表、底层的垂直分布。     

胶州湾西北部沉积物中重金属元素分布特征及评价

研究了胶州湾西部大沽河口附近沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn等7种重金属元素含量在平面和垂向上的分布特征。研究表明,表层沉积物化学要素性质与沉积环境密切相关,重金属元素高值区主要分布在三角洲侧缘、前三角洲等泥质发育区,而低值区主要在分流河道、河口沙坝发育区。重金属元素的垂向变化特征表明沉积物环境质量总体上变化不大,仅Hg元素有逐渐富集规律,但在某一事件沉积过程中沉积物的环境质量有较大的变化。从平面分布特征分析,大沽河对胶州湾沉积物中重金属元素的贡献不及湾东部主要的排污河流,但在不同区域的不同沉积环境中重金属含量有相应的变化,在对全区进行含量对比以及污染源的分析时应考虑沉积环境和沉积相的影响。用地质累积指数对表层沉积物环境质量进行评价,结果显示沉积物主要受到Pb,Zn的污染,但污染程度较轻,沉积物环境质量总体较好。     

基于RBF神经网络的胶州湾东北部海水环境质量状况分析

介绍了 MATLAB 6.5 工具箱中 RBF 神经网络的基本原理、训练算法以及实现函数.将其应用于胶州湾东北部海水环境质量评价,研究了训练样本集、检测样本集及其目标输出的构造,以及原始数据的预处理、神经网络的构建和训练、检测及仿真,确立了各监测站位的水质等级,取得良好的评价结果.还与 BP 网进行对比,BP 网表现出结构和初始权值确定的人为性.另外,运用克里格插值法进行平面空间分析,更为准确地反映了该海域水质的变化状况,为胶州湾东北部海水环境质量的改善提供科学依据.     

全新世以来胶州湾中部沉积物矿物变化特征与沉积环境

为了探索全新世以来青岛胶州湾中部沉积物中的矿物变化特征及对地质环境的评价,2004年6月在胶州湾中部进行了1个钻孔的连续取样,通过室内显微镜下对轻重矿物进行全样鉴定,根据各矿物组分在整个钻孔的分布特征及组合类型的不同,对全新世以来的沉积环境进行了讨论。     

胶州湾水域有机农药HCH的分布和稀释过程

根据1983年5月、9月和10月的胶州湾水域调查资料,分析了有机农药六六六(HCH)在胶州湾水域的分布、来源和季节变化。研究结果表明:在胶州湾水域没有受到HCH的污染。通过河流输入近岸水域和通过地表径流直接输入近岸水域的HCH含量是一样的,非常低。HCH来源是面来源。在夏季,输入的胶州湾水域的HCH含量与春、秋季相比,相对较高。根据HCH在胶州湾水域的分布、来源和季节变化,认为1983年HCH含量变化由胶州湾附近盆地的雨量大小所决定。在胶州湾湾口水域,表层的HCH水平分布状况与底层的HCH水平分布状况一致。HCH的含量在表层的减少完全依赖胶州湾潮流的稀释,不仅在水体表层中HCH含量会形成低值区域,而且在水体底层中HCH含量也会形成低值区域。     

青岛市近岸海域环境状况及变化趋势研究

根据2007-2011 年青岛市近岸海域环境质量监测结果,分析和评价了该区域海水、沉积物、陆源入海污染物、海洋 功能区等环境质量状况及变化趋势。结果表明：青岛市近岸海域环境质量整体较好,但是,胶州湾局部海域受到N、P、石 油类污染;养殖区和自然保护区无机氮、磷酸盐含量较高;由于青岛沿岸排污口分布较多、设置不合理、入海污染物排量较 大,对临近海域生态环境造成一定的影响;同时,海洋灾害种类较多且频发,危害较大。在此基础上,提出了污染治理与环 境改善的相应建议。     

胶州湾水体重金属Hg的质量浓度和分布

根据1982-04、06、07和10月胶州湾水域调查资料,探讨和研究胶州湾重金属Hg的水质、平面分布、垂直分布、季节变化以及来源.结果表明：Hg在胶州湾水体中的质量浓度范围为：0.006～0.049 μg/L,在胶州湾整个水域,没有受到Hg的污染.在胶州湾西南沿岸水域,地表径流直接输送Hg入海,其质量浓度都非常低;在胶州湾东部沿岸水域,河流输送Hg入海,其质量浓度相对较高.Hg的表、底层水平分布证实了Hg的水域迁移过程和水域迁移机制.Hg质量浓度的垂直分布展示了胶州湾表层水质受到陆地地表径流输送Hg的影响,而胶州湾底层水质受到累计沉降的效应.通过胶州湾Hg的时空分布,发现控制Hg的排放得到实施,输入胶州湾水域的Hg大为减少.     

基于无监督机器学习的胶州湾海底工程环境适宜性综合评价

海岸带工程地质环境的稳定性对于海洋工程的建设安全和沿海经济繁荣十分重要。在胶州湾海域已有地质、水文等数据的基础上,对胶州湾海底工程环境适宜性进行了分区。通过无监督机器学习的谱聚类算法,构建了胶州湾海底工程环境适宜性综合评价模型。结果表明,胶州湾整体工程环境适宜性趋势为北高南低,从北向南依次可分为适宜性高、适宜性较高、适宜性较低和适宜性低四个区域。相关性分析表明,影响胶州湾海域海底工程适宜性的因素从高到低依次为冲淤分布、沉积物类型、坡度、第四系沉积物厚度、水深、海流流速、断裂分布。本研究可为胶州湾工程环境和地质灾害预防提供参考,有助于海洋工程环境稳定和经济安全保障。     

有机农药六六六对胶州湾海域水质的影响——水域迁移过程

根据1979—1984年(缺少1980年)的胶州湾水域调查资料,分析了胶州湾水域有机农药六六六(HCH)的垂直分布,提出了六六六的水域迁移过程,研究结果表明,此过程出现3个阶段:从污染源把六六六输出到胶州湾水域、把六六六输入到胶州湾水域的表层、六六六从表层沉降到底层。在胶州湾,六六六的垂直分布按照时空分布来划分区域。在时间尺度上,一年中的春季、夏季和秋季;在空间尺度上,把胶州湾水域分为3部分水域:湾内、湾口和湾外。通过不同的时空区域六六六的垂直分布,进一步提出了六六六的水域迁移机制,阐明了六六六垂直分布的规律及原因。     

胶州湾表层沉积物重金属元素分布特征及其影响因素

利用胶州湾高密度网格化的306个表层沉积物样品地球化学分析数据,研究了胶州湾表层沉积物重金属空间分布规律,探讨了影响其空间分布差异性的因素。研究结果表明:Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As重金属元素由近岸向湾内呈现出差异性的分布规律,值得注意的是,Cu、Pb、Zn、Hg和Cr5种重金属元素在黄岛北部也存在一个明显的高值区;20世纪80年代以来人类活动的加强使得胶州湾的物质来源发生了明显的改变,其成为影响胶州湾表层沉积物重金属空间分布的最主要因素,此外,胶州湾的底质类型、复杂海洋水动力环境、底质类型多样性及生物作用等因素也对重金属的空间分布起到了不同程度的影响。     

胶州湾水生系统中Pb、Zn 的分布特征及其在生物体中的浓缩

利用在胶州湾采集的47组同站位多介质样品,进行了痕量金属Pb、Zn及其它环境因子的化学成分测试,讨论了胶州湾水-沉积物-生物系统中Pb、Zn的生物地球化学总体特征及其在各介质平面上的分布,揭示了胶州湾水-沉积物-生物系统对陆源物质输入的响应.垂向上表层沉积物是Pb、Zn组分的富集带,该系统中的生物相对于其所处水环境具有显著的富集作用,生物体中Pb、Zn生物浓缩系数分别为36、935;横向上,Pb、Zn在底层水和沉积物介质中的分布主要受控于河口,即高值区分布于胶州湾的各个主要河口区,特别是在沉积物中金属组分浓度的高值区主要集中分布于胶州湾的东部.而孔隙水中Pb、Zn的高值主要分布于水交替较弱的海域,如红岛前缘.但生物体中的痕量金属组分化学场空间分布规律与上述各介质的化学场均不吻合,亦即是生物体中痕量金属组分的浓度与其所处环境中的同名金属组分浓度无关.作者认为,生物对痕量金属组分的富集并不简单地取决于它所处环境介质中同名金属组分的总量,而存在形态上的选择性.通过回归分析揭示了孔隙水对生物体中Pb、Zn的富集贡献较大.     

胶州湾浮游植物多样性及其与环境因子的关系

2003年6月对胶州湾水域中的浮游植物进行了调查,根据所获得的资料分析了胶州湾水域中浮游植物分布规律及优势种的组成、浮游植物多样性分布及浮游植物与环境因子的关系,结果表明：胶州湾浮游植物细胞数量及多样性分布受西部陆源污染的影响很明显;浮游植物中在细胞数量上占优势的种类有中肋骨条藻、劳氏角毛藻、加氏星杆藻、锤状中鼓藻及扭鞘藻;由于各种原因浮游植物与环境因子的相关性不是很明显。     

胶州湾中溶解态铝的初步研究

本文利用改进的铝-荧光镓(Al-LMG)荧光光度法测定了2001年夏季和秋季胶州湾水样中的痕量溶解态铝,分析了夏、秋季胶州湾内溶解态铝的分布及其影响因素,在此基础上讨论了胶州湾中悬浮颗粒物对溶解态铝的贡献,并进一步探讨了溶解态铝在研究水团运动中的作用。计算了河流输入、大气干、湿沉降向胶州湾中溶解态铝的输送,及湾内外交换对胶州湾内溶解态铝的影响和胶州湾铝的存留时间。     

胶州湾航运资源综合评价指标体系研究

从胶州湾航运资源现状出发,首先提出建立航运资源评价指标体系的要求、原则和应具备的功能,然后采用多目标、多因素决策的综合评价方法结合海岸带可持续发展理论建立胶州湾航运资源评价指标体系,根据胶州湾航运资源实际情况将其评价指标划分为十二大类和若干细类,并通过专家调查法给出每一指标的评价分值和评价标准,对胶州湾航运资源进行综合评价,最后举例说明评价指标体系的具体应用。     

胶州湾东部水体、浮游植物和沉积物中的砷

根据胶州湾四个航次中水体的溶解态总砷c（AS）、溶解态三价砷c（AS（Ⅲ））、悬浮物总砷（Asp）、浮游植物总砷（Asph）、沉积物酸萃取态砷（SAsH）的调查数据，指出c（As）含量未超过国家一类海水水质标准，其高值区位于四方近岸，并由近岸向远岸浓度逐渐降低。由悬浮颗粒物、浮游植物和沉积物对水体中砷的富集因子，指出三者在砷的循环和迁移中起主导作用。