河口硅酸盐物理化学过程研究——Ⅳ、河口活性硅转移机理的分析

河水带下较多量的溶解硅酸盐(用“硅钼黄法”测出量称为“活性硅”),在河口处与海水混合过程中,溶解硅酸盐有没有一部分转移到非溶解相?是生物吸收转移为主还是无机化学转移为主?最后转移形成什么物质并归宿到何处?有多大部分重新参加硅的地球化学循环?如何循环?这些过程搞清楚,对研究硅在海洋中的地球化学、河口及近海海底沉积的形成与性质、港湾的淤积与变迁、生物的初级生产力以及河口各种水化学特征(进而涉及到河口各种污染物质的分布转移机理),都会有所帮助.它们一直是近十几年来国际上海洋化学工作者所注意的问题之一,然而直到现在仍然争论不休,没有取得一致见解.     

河口硅酸盐物理化学过程研究——Ⅰ.活性硅含量分布变化及其影响因素的初步探讨

河水中所合“活性硅”量(郎用硅钼黄法能测出的硅酸根量,主要是单体和二聚体硅酸离子)较海水高得多;在河口滨海区附近一带,活性硅合量的水平梯度往往很大。究竟河水入海时,其中所合的大部分活性硅经过什么变化?向何处转移?各种物理、化学与生物条件对这种变化的影响如何?这些都是目前国际上一些海洋化学家和海岸地貭学家所注     

河口硅酸盐物理化学过程研究——Ⅲ、河口活性硅转移机理的现场验证初步研究—悬浮物中硅、铁和铝的含量分布

在本研究第二篇中,我们通过实验室模拟研究,发现海水中Fe+++或Al+++离子在适当pH条件下生成Fe(OH)₃或Al(OH)₃胶体沉淀后,对活性硅有相当大的吸附能力;同时还通过吸附热计算、淋洗脱附实验和重溶解实验,判断上述吸附并不是一般可逆的离子交换吸附,而比较可能是化学吸附,吸附后基本上不转化为高聚硅酸结构,而比较可能进行结构重排转入内部结构中去.根据这些结果,我们提出一个关于河口活性硅地球化学转移的理论图象:即活性硅主要通过由于pH和盐度提高而生成的铁、铝等元素氢氧化物胶体沉淀的吸附而转移,再进一步转化为比较稳定的铁、铝的硅酸盐化合物形式,沉积到海底.为了进一步验证这个理论图象的现实性,我们再度在九龙江口进行了一些现场取样分析研究,试图通过河口各处海水悬浮物中各化合形式硅、铁、铝的分布变化资料,加以初步归纳总结,并和理论图象相对照.     

钱塘江河口溶解硅的变化与影响研究

根据2013年~2014年四个季度的调查资料,结合历史数据并采用数理分析与经验模型计算相结合的方法,分析讨论了钱塘江河口溶解硅的分布、年代际变化和潜在影响。结果表明,研究区域受到河流冲淡水和东海海水混合的双重影响,溶解硅的分布与浓度呈现出明显的梯度变化与季节规律,其浓度在秋季最高,夏季次之,春季与冬季较低。近些年来溶解硅的浓度呈降低趋势,较历史水平降低了12%~25%,硅氮比也有大幅度的降低,比值自1.25降低到0.52。钱塘江河口溶解硅浓度降低主要是由于东海低溶解硅浓度海水的稀释造成的,而浮游植物量对溶解硅浓度影响有限。另外,河口叶绿素a含量与历史数据相比也存在明显降低,浮游植物细胞总量和种数都有显著下降;硅藻种类减少了近70%,并出现了绿藻、蓝藻和甲藻等非硅藻类生物,造成这几方面变化的原因很可大程度上与营养盐结构和浓度的变化有关。     

河水与海水混合过程中Eh-p H的变化特征及影响因素

河口是河水和海水混合地带,河口地区每时每刻都在发生复杂的物理、化学、生物作用,该过程中水体Eh、pH参数的变化直接关系到氧化还原元素的行为以及重金属、有机污染物的迁移、转化和清除.本研究采集了长江河水、东海陆架海水,设置了盐度为5、12.5、25的3组混合实验,模拟长江河口水体混合过程,实时测定混合过程中水体Eh、pH...     

九龙江河口区营养盐分布特征及其影响因素分析

根据2009、2010年"丰水期"和"枯水期"四航次九龙江河口混合区的调查资料,且结合历史资料对营养盐含量及分布特征、周日变化特征进行了统计和相关分析,研究了九龙江流域营养盐输入海洋的变化过程,探讨九龙江河口营养盐伴随潮汐变化,以及河口混合过程中的生物地球化学行为。调查期间溶解无机氮、硅和磷含量的平面分布呈现出由径流冲淡水高值向河口外海端递减的变化趋势;在涨潮时,河口区感潮段高溶解无机氮、硅、磷营养盐的陆源冲淡水与低溶解无机氮、硅、磷营养盐外海水相遇,随着外海水的侵入,外海水的作用逐渐加强,在稀释混合过程中呈现出无机营养盐逐步降低的变化趋势,退潮时则相反;营养盐在这复杂的河口过程中往往表现出在水动力的作用下稀释混合是主要过程,无机氮和活性硅酸盐在河口稀释混合过程中呈现保守性特征,活性磷酸盐在河口转移(补充)过程的行为复杂化,呈现缓冲作用为主。     

夏季渤海西南部及黄河口海域营养盐分布特征

河口及近岸海区营养盐含量较丰富,是海洋生物繁殖的良好环境,因此调查研究这些区域水体中的营养盐有重要的现实意义。AsTon指出,近年来河口区磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐及其它无机形式氮行为的研究已引起了许多研究人员的注意。一方面是由于这些物质对生物过程包括对控制生产力的过程具有重要作用;另一方面是由于对排入河口富营养污水(例如生活污水等)影响的关注。 关于河口及近岸区营养盐含量变化及行为的研究情况曾进行了大量的研究工作。当河水与海水混合时,河流带入营养盐的行为,如活性磷酸盐、活性硅酸盐及硝酸盐是否有转移,保守性如何,是近年来较为关心的问题之一,也是一个十分复杂的过程。且影响     

海水中痕量硅酸盐硅钼黄分析法研究

海水中痕量硅酸盐常用硅钼黄法测定[1-4].本文进一步研究酸度对硅钼黄形成反应的影响,采用合理的高酸度以获得较高的灵敏度和稳定性,使盐效应校正系数降低至4%.试验用人工海水工作曲线,结果免除了盐效应校正手续.试验将反应试剂事先混合后一次加入,简化了分析操作,缩短了工作时间,减少了船上的工作量.监于硅酸盐可能有聚合及水解反应,曾试验本方法制备的硅标准溶液的稳定性,结果可稳定一年之久.     

河口硅酸盐物理化学过程研究——Ⅴ.河口硅酸盐吸附形成自生矿的模拟实验

在本研究系列的前四篇中,我们就河水中溶解硅酸盐在河口转移机理问题,提出了我们的观点和研究结果,指出河口溶解硅酸盐在一定的水文与地理条件下是有明显转移的,不仅通过生物转移,且包含有相当程度的化学转移,因而,提出了“溶解硅酸盐在河口区水体中有一部分是通过河、海水混合时新生成的Al(OH)₃与Fe(OH)₃等水合氧化物对它的吸附,再逐步经过结构重排转化为不溶性的自生硅酸盐矿物,下沉海底”这一地球化学图象.在测定这一过程的吸附热时,我们又发现在氯化镁溶液介质中吸附热特别高,说明镁离子可能参与了这一化学吸附过程,而成为新自生硅酸盐中的一个主要成分.     

九龙江河口水体叶绿素a含量和初级生产力的时空变化

根据2009年春（5月）、夏（8月）、秋（11月）在九龙江河口水域进行的生态安全示范区综合外业调查资料,研究了九龙江河口水体叶绿素a含量和初级生产力的时空变化．结果表明,九龙江河口水体叶绿素a含量变化范围为0．77～15．89mg／m。,平均含量为3．11mg／m。;初级生产力变化范围为19．05～332．91mr,／（m。·d）,平均值为103．51mg／（m。·d）．叶绿素a含量均值以夏季的为最高（4．01mg／m。）,其季节变化呈夏季〉春季〉秋季;初级生产力均值以春季的为最高[112．16mg／（m。·d）],季节变化呈春季〉夏季〉秋季的趋势．与本研究区上世纪90年代的调查结果比较,本次调查的表层水叶绿素a含量均值（3．11mg／m’）为1990年均值（2．24mg／m。）的1．3—1．6倍,而初级生产力均值[103．5mg／（m。·d）]则比1990年的[151．6mg／（m。·d）]降低了约32％．叶绿素a含量与初级生产力、可溶性硅酸盐含量、水温在这3个季节均显著正相关,与浮游植物密度的分布并不一致,二者的相关性并不显著．在高无机氮和高可溶性硅酸盐含量状态下,水温与活性磷酸盐含量对九龙江河口水体叶绿素a含量和初级生产力的时空变化起调控作用．     

长江口水体活性硅、氮、磷含量的时空变化及相互关系

海水中的活性硅、氮、磷是海洋浮游植物的主要营养元素,其含量与海域的初级生产力有一定的关系,各国海洋学家已进行了大量的研究。我国李法西,顾宏堪,等对河口硅、近海氮等营养要素也进行了很多研究,得出了一些有意义的结论,积累了宝贵的资料。本文根据1981年8月和11月两航次,“曙光07”号轮的观测资料,探讨了长江口水体活性硅、氮、磷诸营养盐的时空变化及各要素的相互关系,并估算了可溶性硅、氮、磷的输入通量。     

闽江河口咸淡水混合过程中营养盐含量的变化特征

为研究闽江水体营养盐等物质的输运作用,于2009年11月(秋季),分3个航段(北支、南支及闽江河口区)同步对闽江下游及其河口区表、底层水的盐度、营养盐、悬浮物含量等进行观测,并在北支流、南支流交汇处的19站(罗星塔附近)进行了一个潮周期的连续观测.调查期间闽江表层水体中无机氮含量变化范围在0.640～3.873 mg/dm3之间,平均值为1.789 mg/dm3;活性磷酸盐含量变化范围在0.011～0.059 mg/dm3之间,平均值为0.027 mg/dm3;可溶性硅酸盐含量变化范围在0.82～7.10 mg/dm3之间,平均值为3.77 mg/dm3;总氮含量变化范围在0.67～3.91 mg/dm3之间,平均值为2.39 mg/dm3;总磷含量变化范围在0.027～0.289 mg/dm3之间,平均值为0.087mg/dm3.水体各营养盐含量的平面分布呈闽江北支流的含量均高于南支流,其高值区受陆源输入的影响集中出现在21～23号站区间.受城市污水影响的北支流水体与南支流水体交汇后,近海河段水体营养盐含量迅速降低.在一个潮周期内,涨潮时,随着外海水占比的提高,营养盐含量呈现随着盐度升高而逐步降低的趋势;在退潮时,陆源冲淡水的作用逐渐加强,营养盐在河口表现为随着盐度降低而逐步增高的趋势.闽江河口水体活性磷酸盐含量与盐度没有显著的相关性,为非保守要素;而无机氮、可溶性硅酸盐和总氮整体表现为保守要素.同时,发现在闽江河口盐楔端浊度最大值的"滤器"滞留区,总氮含量受其富集的影响在底层产生一个高值区.     

河口海区污染物稀释规律的研究——污染物稀释过程的一种数学模式

本文探讨了受污染河流影响,水体混合较好的河口海区污染物稀释过程的规律。根据河口海水每一个水样都可看作是由海水与河水按一定比例混合而成的概念,提出了河口海区污染物稀释过程的一种数学模式,分别叙述了单纯物理混合及有转移作用情况下,污染物浓度与稀释比的关系。利用这些关系及实际调查资料,有可能确定对于有转移作用的污染物在海水中浓度与已转移浓度之间的经验关系。这对研究污染物在海水中的转移作用,海水自净机理,及其地球化学过程等都具有一定的意义。     

河口生物学

河口生物学是研究河口这一特定水域中的生物的科学。河口是海水与淡水交汇及混合的水域,也包括一部分沿岸水域;其盐度和温度条件短期(半日)和长期(周年)变化都很大。河口水域的饵料很丰富,为许多生物的栖     

潮汐河口区水化学研究中若干问题的初步探讨

河口滨海区的水体是由组成和性质显著不同的河水和海水混合而成的。在河口区河水和海水的混合作用是复杂的动力学过程。在这一过程中还伴随着其他化学过程、物理化学过程和地质过程。诸如由于水质条件的剧变所引起的难溶物的沉淀作用,胶体和悬浮物的聚沉作用,各种固相与溶解成份之间的交换吸附与沉积作用以及气体交换作用等。因此,河口区混合水体所含物质的组成不仅与河水和海水的化学组成以及江河流量、涌入河口的海水量、河口的地形地貌、沿岸的地质、潮汐过程和气象等外界环境条件有关,也与伴随着混合过程而产生的许多复杂的化学、物理化学过程密切相关。这些过程尤其对混合水体中的微量元素的迁移及溶解气体的分布变化有显著的影响。     

五龙河口海域水质分析与评价

根据2013年8月份开展的水质监测,分析五龙河口海域夏季表层海水中pH值、盐度、溶解氧(DO)、无机氮(DIN)、活性磷酸盐(DIP)、化学需氧量(COD)等因子的含量和分布状况,评价富营养化程度和有机污染程度。结果显示各调查指标均超出了一类海水水质标准,调查海域有机污染状况严重,海水富营养化水平为高富营养,通过营养盐N/P比值判定为磷限制潜在性富营养,水质状况较去年同期有所下降。     

钱塘江河口细颗粒泥沙絮凝沉降特性研究

钱塘江口河口上游河流和海域来沙多为细颗粒泥沙,粘性细颗粒泥沙由于其特殊的表面电化学性质遇到强电解质海水而产生絮凝沉降,是形成河口淤积的原因之一。影响絮凝的因素很多,除了电解质,还有泥沙粒径的大小、盐度、含沙量、PH值、温度、有机质含量、矿物成分、水流速度及紊动情况等。本文通过粒度分析、静水沉降、动水沉降等各种实验手段分析钱塘江口泥沙的基本特性,找出最佳絮凝盐度以及泥沙不淤流速等值,初步探讨了细颗粒泥沙的絮凝机理,为治理钱塘江口提供科学依据。     

河口浮游动物生态学研究进展

河口位于河流与海洋的交汇处,是二者相互作用的复杂区域,其营养物质丰富,生物生产力大,生态环境多变。河口范围通常划分为三段:河口上游段,主要为淡水控制,每天经受潮汐的影响;河口中游段,发生咸淡水混合;河口下游段,与开阔的海洋自由相通。河口是一种独特的生态系统,理化环境与河流和海洋均有差异[1～4]。河口是水产资源的宝库,是渔业的重要基地。     

长江口及邻近海域表层海水硅酸盐混合模式的初步研究

根据2006年7月—2007年12月,对长江口及邻近海域春、夏、秋和冬季4个航次的现场调查数据,对硅酸盐(SiO₃-Si)在长江口及邻近海域表层海水的混合模式及影响因素进行初步探讨。结果表明:(1)该海域表层海水SiO₃-Si浓度四季均与盐度(S)相关性较好,秋、冬季稀释模式与理论稀释线(TDL)相符,春、夏季因生物作用、悬浮颗粒物解析和沉积物再溶作用的影响,稀释模式与TDL线存在差异。(2)长江口及邻近海域S<18海域,表层海水四季SiO₃-Si浓度随温度升高略有上升,可能是由于悬浮颗粒物中SiO₃-Si的解析量和沉积物的再溶增加;pH值为7.7~7.9时,SiO₃-Si浓度基本不变,pH值为7.9~8.2时SiO₃-Si浓度随pH升高而降低,主要受物理混合作用影响;SiO₃-Si浓度与溶解氧(DO)含量无明显相关关系。(3)长江口及邻近海域S>18海域表层海水,长江口和杭州湾SiO₃-Si含量相对较高,除上述2个高硅区域外,四季在5~32 ℃温度范围内,SiO₃-Si浓度均低于20 μmol/L,且相差不大;春、夏季受生物作用和物理混合作用共同影响,秋、冬季受物理混合作用影响,pH值为7.9~8.3时SiO₃-Si浓度随pH升高逐渐降低,pH大于8.3时SiO₃-Si浓度基本不变;春、夏季主要受生物作用影响,SiO₃-Si浓度与DO含量呈负相关,秋、冬季因物理混合作用影响呈正相关。     

黄河入海径流量与河口沉积物的侵蚀关系

河口地区海水环境变化复杂,岸滩侵蚀严重,入海径流对侵蚀的影响不可忽视。从入海径流量与河口盐度变化的关系入手,主要阐述了海水盐度变化对河口泥沙沉降及泥沙沉降后固结的影响,进而讨论盐度变化对河口沉积物侵蚀的影响,其中,着重对黄河口地区入海径流量与河口沉积物侵蚀的关系进行了探讨;并且概述了黄河口沉积物侵蚀相关的研究情况,指出在黄河三角洲等河口岸滩侵蚀的研究中,可以以盐度等为媒介,把入海径流与沉积物本身联系起来,综合考虑分析岸滩侵蚀机理。