南沙海域沉积物／海水界面分配与转移

根据１９９３年１１￣１２月航次调查结果,研究南沙海域铁和锰在沉积物／间隙水／海水的界面分配和转移。结果表明,沉积物中Ｆｅ含量与其他海域差不多,Ｍｎ具有明显特色：不但含量很高,在不同站位差异悬殊,且Ｆｅ、Ｍｎ之间存在分离现象。沉积物中Ｆｅ、Ｍｎ呈与水深呈正相关。估计本海区有锰的微结核存在。在间隙不中Ｆｅ、Ｍｎ均产生明显富集,比海水含量高３０多倍。Ｆｅ、Ｍｎ的界面分配和转移与水深密切相关,与沉积物的氧     

南沙群岛海域沉积物-海水界面间营养物质的扩散通量

主要研究了南沙群岛海域泻湖及礁外沉积物间隙水生态系中的营养 组份 ＮＯ３－Ｎ， ＮＯ２－Ｎ， ＮＨ４－Ｎ， ＰＯ４－Ｐ， ＳｉＯ３－Ｓｉ及其在沉积物一海水界面间扩散转 移通量，结果表明：（１）该海域间隙水中营养组份的浓度较高，∑Ｎ／Ｐ礁外间 隙水高于泻湖间隙水，相对而言，泻湖间隙水中缺氮，礁外间隙水中缺磷，礁外 间隙水中营养组份的垂直分布各异。（２）该海域沉积物活性明显高于东中国 海，沉积物中大量营养组份向上覆海水扩散转移，Ｈ４ＳｉＯ４是礁外界面扩散是最 大的组份，而在泻湖中ＮＯ３－或ＮＨ４＋是最大扩散量的组份，礁外界面Ｈ４ＳｉＯ４， ＮＯ３－扩散大于泻湖，这些扩散转移特征由组份本身的性质与环境特性决定； （３）该海域水温高是造成间隙水中营养组份大量产出并向上覆海水扩散转移 的主要原因，温度高，沉积物释放出营养组份的表现活化能降低，沉积物的活 性增强，从而释放扩散出大量的营养组份。     

河口重金属在沉积物-海水的界面转移

本文主要综合多年来我们在海洋重金属固-液界面过程的研究结果,从广泛的调查资料入手,结合深入的理论研究,对重金属在沉积物-海水的界面转移作一次较定量系统的介绍。     

ICP-AES光谱法测定南沙海域沉积物中的少量和微量元素

本文用ICP-AES法对南沙海域沉积物中的Cu,Sr,Ba,Co,Ni,V,Sc,Mo,Mn,Ti,Ga,Cr的测定作了探讨。测量了检测限和背景当量浓度,拟订了较有效的分析方法。     

南沙海域深水区表层沉积物声速与孔隙度相关关系

采用同轴差距测量法对南沙海域海底沉积物取样进行甲板现场声学测量,并计算了声速,结合沉积物取样分析获得的孔隙度,研究了海底表层100 cm沉积物的声速和孔隙度之间的相互关系,分析获得了孔隙度与海底沉积物声速关系的经验公式,结果表明此海域沉积物声速的临界孔隙度为67.80%。将此公式与国内外其他学者建立的经验公式进行了对比,分析发现各预测方程之间存在着差异,说明不同海域的沉积物声学特性具有差异性,经验公式具有区域性,同时分析了其他影响声速的因素。此项工作对于建立和研究南海声场环境具有重要意义。     

胶州湾海底沉积物-海水界面磷酸盐交换速率和通量研究

根据交换速率连续函数计算法,应用实验室培养法测定了PO_4-P在胶州湾16个站位沉积物-海水界面上的交换速率。结果表明,PO_4-P的交换主要表现为由沉积物向水体的释放,其交换速率一般在 0.1～90 μmol·m~(-2)·d~(-1)范围内。根据 PO_4-P在不同类型沉积物-海水界面上的交换速率,估算出其在胶州湾海底沉积物-海水界面上的交换通量为 9.76×10~6mmol·d~(-1),仅占河流输入量的 24％,可提供浮游植物生长所需磷的 9％±3％。     

渤海沉积物-海水界面附近磷与硅的生物地球化学循环模式

现场模拟了渤海沉积物-海水界面磷、硅的交换通量,在此基础上提出了渤海磷、硅的生物地球化学循环模式,渤海的磷、硅主要来源于河流的输入和沉积物向海水的扩散提供,输出则是主要通过向黄海输送。计算结果表明,渤海每年沉积物向海水提供的磷、硅分别为102×106和190．6×106kg,分别占渤海磷、硅循环总量的86．4％和31．7％。说明沉积物-海水界面过程在渤海磷、硅循环中所起的作用是巨大的。     

用于沉积物-海水界面污染通量监测的自动采样技术

研究海底沉积物一海水界面污染物迁移规律的最佳方法是通过原位无扰动采样技术获取该界面水样,经过实验室分析计算得出污染通量.文中介绍了用于沉积物-海水界面污染通量监测的自动采样技术,通过测量通量舱在海底沉积物上隔离海水中的污染物含量的变化,能实现痕量重金属等污染通量的实时、现场、自动采样和监测.     

东海中北部海域秋季表层海水中无机碳与海气界面碳的迁移

基于2010 年11 月对长江口外东海中北部海域的综合调查, 系统研究了该海域的无机碳体系参数的分布特征、海?气界面二氧化碳通量及其影响因素。研究结果表明, 该海域秋季溶解无机碳(DIC)高值区主要出现在调查海域东北部及长江口附近海域, 而调查海域南部DIC 含量较少且变化平缓, 其主要是受台湾东部流向东北方向的黑潮支流及长江冲淡水的影响; 表层海水CO₂分压(pCO₂)值变化范围为40.8～63.5 Pa, 呈现沿黑潮支流流入方向由东南向西北逐渐增高的趋势。秋季表层海水pCO₂与温度(T)、盐度(S)有较好的负相关性, 说明海水温度升高和盐度增加, pCO₂降低, 反之亦然。另外, 通过估算得出, 秋季CO₂海-气交换通量为2.69～33.66 mmol/(m²·d), 平均值为(14.35 ± 7.06 )mmol/(m²·d),其在长江口邻近海域相对较大, 而在调查海域南部相对较小; 2010 年秋季水体向大气释放CO₂的量(以碳计)为(2.35 ± 1.16)×104 t/d, 是大气CO₂较强的源, 说明东海中北部海域秋季总体上是CO₂的源。     

南沙海域初级生产力与水柱垂直稳定度的关系

海洋中浮游植物利用光能吸收水体中的CO₂和营养盐合成有机物,不但为海洋食物链的运行提供物质和能量基础,而且还通过海一气界面气体交换影响着大气CO₂浓度.水柱垂直稳定度对海洋初级生产力有重要影响,对此人们早已认识,但通过实测数据分析两者定量关系的文章至今仍极为罕见.此外,南沙海域是世界最大的边缘海之一,然而有关该海域的初级生产力仅见报道过两个测站的实测数据[1].     

胶州湾沉积物-海水界面硅的交换速率及其影响因素探讨

采用实验室培养法在原位温度和溶氧条件下测定了胶州湾沉积物-海水界面硅的交换速率,并探讨了相关环境因子对界面交换速率的影响机制。结果表明,胶州湾沉积物-海水界面硅的交换表现为从沉积物向水体释放,其交换速率在947~4 889 μmol/（m2·d）范围内,平均速率为1 819 μmol/（m2·d）。表层沉积物中叶绿素a（Chl a）和总有机碳（TOC）是影响胶州湾沉积物-海水界面硅交换速率的主要环境因子,同时表层沉积物的含水率（φ）、生源硅（BSi）和粘土含量以及间隙水中溶解硅酸盐（DSi）对沉积物-海水界面硅的交换也有重要影响。由此可推知,胶州湾沉积物-海水界面硅的交换速率主要受生物活动和溶解-扩散双重过程调控,而表层沉积物粒度与底层水体中DSi对胶州湾硅的释放影响较小。     

海南万宁乌场海域海水及沉积物重金属含量分析

为探究海南万宁乌场海域重金属的污染状况,2020年3月和9月对13个站位的海水、沉积物中重金属铜（Cu）、汞（Hg）、锌（Zn）、砷（As）、铅（Pb）、镉（Cd）含量进行测定,并采用综合污染指数法和Hankanson潜在生态风险指数法分别对海水重金属污染状况及沉积物潜在生态风险进行分析及评价。结果显示：调查期间海水中重金属含量符合第一类海水水质标准,综合污染指数小于1,海水属于清洁状态;沉积物中单项重金属潜在生态风险参数小于40,重金属总潜在生态风险指数小于150,属于低级潜在生态风险水平。研究表明：海南万宁乌场海域海洋环境较好,重金属污染属于低风险级,对人类危害较小。本文的研究结果可为下一步海域建设、海洋环评等工作提供基础资料和科学依据。     

闽江口-马祖海域表层沉积物中有机氯污染物的残留水平与分布特征

１９９５年１０月和１９９６年４月,在闽江口至马祖海域布设８个站点,采集了表层沉积物样。样品经冷冻干燥、萃取浓缩和净化分离后,用ＧＣ法分析测定其ＨＣＨs、ＤＤＴs和ＰＣＢs的含量。ＨＣＨs、ＤＤＴs和ＰＣＢs的测定结果分别为０．０３～０．５９ｎｇ／ｇ,１．１０～１４．３ｎｇ／ｇ和ＮＤ～０．７６ｎｇ／ｇ?本文基于两个航次的调查研究,综合报道了这些有机氯污染在调查海域表层沉积物中的含量分布,并对其殖留水平、分     

胶州湾沉积物-海水界面溶解无机氮的迁移特征及其影响因素解析

采用实验室培养法,在原位温度和溶氧条件下,研究了夏、冬季胶州湾沉积物-海水界面溶解无机氮(DIN)的迁移特征。结果表明,夏、冬季胶州湾沉积物-海水界面DIN主要以NO_3-N和NH_4-N的形态进行交换,夏季胶州湾沉积物表现为水体DIN的源,其交换通量为1.64×10~9 mmol/d,可以提供维持初级生产力所需氮的39.3%;而冬季沉积物表现为DIN的汇,其交换通量为–2.12×10~8 mmol/d。利用相关分析和主成分回归分析,研究界面不同形态DIN交换速率和底层环境因子的关系,结果表明,夏季胶州湾沉积物-海水界面DIN的交换主要受沉积物中有机质的矿化、底栖藻类的同化作用和扩散过程共同调控,而冬季则主要受内源有机质的矿化、底栖藻类的同化作用、吸附-解吸和扩散过程共同调控。     

南沙深海沉积物中石油降解菌的分离鉴定和多样性分析

为了解我国南沙海域中石油降解菌的多样性,认识其在环境自净中作用并获得用于石油污染生物修复的菌种资源,以不同链长烷烃及支链烷烃对南沙深海沉积物样品进行富集与烃降解菌的分离鉴定,并结合16S rRNA基因文库和DGGE技术对降解菌群的结构进行了分析.结果表明：通过16S rRNA基因文库构建及PCR-DGGE分析发现,不同链长烷烃富集后的菌群中,食烷菌（Alcanivorax）在各降解菌群中都是绝对优势菌;另外,除烃海杆菌（Marinobacter hydrocarbonoclasticus）、海绵假单胞菌（Pseudomonas pachastrellae）,以及Idiomarina与Kangiella属的细菌也是菌群中较重要的优势菌.此外,通过2种平板培养基从烷烃富集的降解菌群中分离获得了8个不同属的细菌.本研究还首次发现Kangiella属（食烷菌科）的细菌可能参与了烷烃降解.南沙沉积物烷烃降解菌多为γ-Proteobacteria;其中,食烷菌科（Alcanivoraceae）（Alcanivorax与Kangiella属）的细菌在降解菌群中是绝对优势菌,假单胞菌与海杆菌在烷烃降解过程中也起着重要作用.     

南沙群岛海域表层沉积物中磷的形态分布特征

根据2002年56月南沙群岛海域调查时采集的表层沉积物样品,分析了磷的含量并把磷分为总磷(PT)、无机磷(PIN)、有机磷(POR)、非磷灰石结合态磷(PNAI)、磷灰石结合态磷(PAI)5种赋存形态。利用EPM-810Q电子探针测试沉积物的化学成分,讨论了沉积物中磷的形态和分布以及沉积物的地球化学特征与环境的意义。结果表明,调查海区表层沉积物中磷灰石结合态磷与无机磷的含量变化主要受控于生物活动,它们具有同源关系,同属可被生物利用而再次进人生物地球化学循环的磷。沉积物中的总磷和有机磷与FeO显著相关。沉积物中磷灰石结合态磷与CaO显著相关,它的来源和输入方式受控于水体中碎屑颗粒沉积作用的影响。     

平面光极的制备及水母消亡对沉积物-海水界面溶解氧影响的模拟观测

制备了基于八乙基卟啉铂和香豆素的光强比率测量传感膜,结合3CCD相机构建了基于比率测量法的两维溶解氧观测系统,通过实验验证了该系统在沉积物-水界面微结构的溶解氧的时空动态变化监测的可行性。基于实验室模拟观测装置对海蜇消亡过程中沉积物-海水溶解氧的变化特征进行了观测。观测结果表明在置入水母组织的第16h后,水母分解使得沉积物-水界面的溶解氧开始下降,在2~3d内会导致沉积物-水界面空间的海水溶解氧发生剧烈变化,在沉积物-海水界面附近海水形成严重缺氧区。第1天内,沉积物-海水界面的溶解氧消耗速率为0.2mg·L-1·h-1,第2天溶解氧的消耗速率为0.04mg·L-1·h-1。在近海底的水体空间内,第1天的溶解氧消耗速率为0.28mg·L-1·h-1,第2天为0.14mg·L-1·h-1,第3天为0.13mg·L-1·h-1,表明水母消亡过程中的溶解氧消耗呈动态分布。实验证明水母在消亡过程中的3~4d内可在沉积物-海水界面附近形成一个贫氧区,水母消亡过程改变了海底区域的溶解氧分布体系,将对海底生态环境产生较大影响。     

七连屿海域表层海水及沉积物重金属环境质量评估

为研究七连屿海洋环境质量状况,于2017年8月在七连屿海域布设20个采样站位,共采集到22个表层海水样品及6个表层沉积物样品,通过原子吸收分光光度计及原子荧光分光光度计测定海水及沉积物中重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Hg)的含量,采用单因子评价法、综合污染指数法及相关性分析对水质重金属污染程度进行研究,并采用单因子评价法及Hankanson潜在生态风险指数法分别对沉积物质量及沉积物中重金属潜在生态风险进行评价。结果表明,2017年七连屿海域表层海水重金属含量CZn>CPb>CAs>CCr>CCu>CCd>CHg,部分站位海水铅含量超一类海水水质标准,但是综合污染指数小于1,该调查海域表层海水属于清洁型;海水中Zn-As、Cr-Cd含量之间存在显著负相关关系,此两组元素存在明显异源性;该调查海域表层沉积物重金属含量均符合第一类海洋沉积物质量标准,沉积物重金属对海洋生态系统仅存在轻微生态风险。