渤海水质监测站位优化研究

以2000年-2010年无机氮、活性磷酸盐和化学需氧量这三个主要污染因子趋势性监测数据为基础,采用水质空间稳定性评价、监测站位时空重要性评价以及站位网络优化设计等技术方法,对渤海2010年原有的海洋环境趋势性水质监测站位进行优化调整,为渤海海域水质的时空变化趋势评价,提供更为有效、客观的支撑。     

港湾海洋环境监测站位布设方法研究——以象山港为例

本文在水质污染物扩散模拟的基础上结合港湾生物、水质、水团、水动力等分区特征,确定港湾监测代表单元,结合质心点计算方法,建立港湾海洋环境监测站位优化布局方法,并在象山港进行示范。结果表明:(1)象山港作为典型半封闭港湾,水交换能力较差,水团分布相对均匀,根据无机氮、活性磷酸盐水质模拟结果及港湾生态分布特征,象山港分成9个区,各区内主要水质指标及生物生态特征基本一致。(2)采用质心点计算方法,在象山港9个区及区间(分界线)共设置16个代表性站位,各站位可作为象山港落潮时无机氮、活性磷酸盐、温、盐、生物等指标的监测站位;(3)站位优化验证结果表明,优化前后2组数据之间无显著性差异,说明优化后的16个监测站位能较好地代表象山港海域的生态环境质量,其所表征的监测信息量与现有监测站位的信息量等效。     

黄河口附近海域营养盐行为及年际变化分析

根据2004 年-2010 年5 月和8 月共13 个航次对黄河口附近海域24 个站位的海水化学调查资料,研究了该海域的 无机氮、活性磷酸盐和活性硅酸盐等营养要素的行为及年际变化。结果表明,无机氮中硝酸盐浓度与盐度呈显著负相关;7 年间,无机氮浓度略有下降,磷酸盐和硅酸盐浓度呈波动趋势,2008年以前铵盐浓度上升趋势明显;由于无机氮浓度相对过 高造成该海域属于磷限制潜在性富营养状况。     

乐清湾海域冬季水环境质量评价

文章根据2014年2月乐清湾海域23个站位的海水监测数据,选取pH值、溶解氧、化学需氧量、活性磷酸盐、无机氮、石油类和重金属等参数,分别采用单因子标准指数、有机污染指数、富营养化指数和综合水质指数等评价方法,综合评价水环境质量状况。结果表明,乐清湾海域水体受到严重污染,处于严重富营养状态,水环境质量较差,其中无机氮和活性磷酸盐含量过高是重要影响因素。     

南麂列岛附近海域潮间带水环境质量现状评价与分析

利用2003年3月和6月对南麂列岛附近海域潮间带环境质量调查结果,采用环境质量单项评价标准指数法,对该海域潮间带水环境质量现状进行了评价与分析,结果表明:(1)该海域潮间带水质的pH值、溶解氧、化学需氧量和石油类物质均符合一类海水水质标准,春季时无机氮和活性磷酸盐超标较严重,绝大部分海域水质达不到一类海水水质标准,夏季时仅个别站位水质的活性磷酸盐未超标;(2)该海域营养盐结构中N/P值很高,活性磷酸盐是非常敏感的生源要素,它在海水中含量的变化可能会影响整个海域的生态系统。     

山东近海水质营养状况分析与评价

根据2006年春秋季对山东近海调查结果,分莱州湾及渤海湾南部海域、山东半岛北部海域、山东半岛南部海域和海州湾海域分析评价了山东近海水质的营养状况。结果表明,无机氮和活性磷酸盐含量,莱州湾及渤海湾南部海域均明显高于其他海域,COD含量各海域差异较小。无机氮、活性磷酸盐和COD整体基本呈现由近岸向远岸逐渐降低的分布态势。少数站位无机氮和活性磷酸盐超标严重,COD整体质量较好。从营养结构看,N/P比值大于Redfield值16,P相对缺乏。根据营养化评价模式和有机污染指数计算结果,春秋季表层水质均处于中营养水平,底层处于轻度富营养化;两季节的表层有机污染程度均属于有机污染Ⅰ级,底层属于Ⅱ级,表层水质质量较好,底层已受到污染。     

象山港海洋生态环境评价方法研究

本文基于1988—2014年的监测数据,针对象山港海洋生态环境状况,建立了象山港海洋生态环境评价的科学方法,结果表明:(1)根据象山港生物生态、水质、水动力、水团提出了三类三级评价指标体系,其中水质指标的确定综合考虑了水体中主要超标物质、长时间序列的波动及变化趋势;(2)根据东海E2断面、象山港及口门监测数据统计分析确定象山港的活性磷酸盐和无机氮的环境污染变化推荐基准年分别为1993年和1992年;结合频数分析法,象山港海域活性磷酸盐和无机氮的推荐基准值分别是0.023mg/L和0.50mg/L;(3)评价分级根据生态环境现状及分区衔接确定为3个等级,其中水质指标选择2011年25%、75%所对应的营养盐浓度值为分级依据;(4)评价结果表明,2011年象山港从口门至港底生态环境分别为好、较好、一般,2014年为好、较好、一般、差;与2011年相比2014年象山港2、4、5、7、8、9区的综合环境有所下降。     

海河口近岸海域2005-2010年间水环境变化分析

通过分析海河口及其邻近海域2005-2010年进行的多次环境现场调查资料,同时结合历史数据进行对比分析,结果表明:(1)河口水体中COD、BOD5、氨氮是突出污染因子,海河口水体污染程度整体呈现先降低再升高的趋势而大沽排污河河口区域水质状况相对更差整体仍然呈现进一步恶化态势;邻近海域水体中无机氮为最主要污染物,而其中硝酸盐是无机氮中最主要组成部分,不过亚硝酸盐所占比例正在逐年升高,说明区域水体氧化还原环境潜在变化正在发生;(2)丰水期陆源大量无机氮输入使得区域水体大部分时间超该区域功能区划要求的Ⅳ类海水水质标准;不过底质沉积物环境相对比较稳定,各监测项目全部符合一类海洋沉积物质量标准要求;(3)与1983年历史监测数据相比,海河口邻近海域活性磷酸盐、无机氮含量增速迅猛,丰水期时最高增幅活性磷酸盐和无机氮分别高达了2430%和5919%;整体看来同一时期水质和底质环境有缓和趋势,但潜在威胁仍然严重;最后,在认真分析对海河口及其邻近海域造成污染的各污染源基础上,进一步提出了有针对性的对策建议。     

滦河口-北戴河海域水环境质量状况评价

为加强对重点海域水环境质量的掌握以及保护海洋生态环境,文章基于24个站位的监测结果,综合单因子污染指数法、富营养指数法和有机污染评价指数法的评价方法,评价2015-2019年滦河口-北戴河海域水环境质量状况。研究结果表明：研究区域整体水质较好;无机氮、活性磷酸盐和化学需氧量存在不同程度的超标现象,但大部分站位符合第一类海水水质标准;2015年和2018年位于河口的站位处于富营养状态,其他年份和站位均处于贫营养状态;除近岸和河口的个别站位外,海水未受到有机污染,水质处于较好或良好状态,且有继续向好发展的趋势。     

ArcGIS不同插值方法在镇海湾海水无机氮评价中的应用

为充分发挥监测数据的作用,进而科学评价海洋环境和促进生态修复,文章分别采用ArcGIS的普通克里金法、反距离权重法和含障碍的样条函数3种插值方法,对2017年11月镇海湾海水无机氮监测数据进行插值分析,并通过插值结果比对选出最优方案。研究结果表明:通过对照点监测数据的验证,含障碍的样条函数的插值结果相对误差较小,比普通克里金法和反距离权重法更适用于海岸线复杂和岛屿众多的监测区域;根据含障碍的样条函数的插值结果制作镇海湾海水无机氮浓度空间分布图,并应用属性数据计算海水无机氮各类水质面积,与相关公报结论相符;合理采用ArcGIS插值方法对监测数据进行制图和计算,水质评价结果直观、可靠且具有应用价值。     

长江水体溶解态无机氮和磷现状及长期变化特点

于2006年2、5、8和11月对长江从攀枝花至河口和上游的两条支流雅砻江和嘉陵江的溶解态无机氮(NO-3-N、NO-2-N和NH+4-N)和磷酸盐(PO43--P)进行了取样调查,同时结合长江营养盐的历史数据,分析了长江水体中溶解态无机氮、磷的长期变化特点。结果表明,长江NO-3-N、NH+4-N、DIN(包括NO-3-N、NO-2-N和NH+4-N)和PO3-4-P浓度从上游到下游显示出增加趋势,但存在季节差异;NO2-N浓度总体较低,在长江中下游(武汉—南京)浓度较高。长江从上游到下游DIN通量的变化主要受径流量的影响,从上游到下游单位面积年产N量逐渐升高;PO3-4-P输送通量从上游往下游呈增加趋势,也主要受径流量控制,但从季节变化来讲,PO3-4-P的月输送通量受其浓度的控制更加明显。自20世纪60年代来,长江水体中NO3--N、NO2--N、DIN和PO3-4-P的浓度都处于缓慢上升趋势,但到80年代上升速度明显加快;不同阶段DIN和34PO-P的季节变化特点也不尽相同,反映了其来源的差异。目前,长江水体中溶解态无机氮、磷浓度与国内及国际河流相比处于中等水平。     

胶州湾围隔浮游生态系统氮、磷营养盐迁移-转化模型研究

通过对目前生态动力学模型的总结和综合,以生态系统中氮、磷营养盐循环为主线,建立了适用于海洋围隔浮游生态系统的多变量的营养盐迁移-转化动力学模型.该模型包括浮游植物、浮游动物、溶解无机态营养盐、溶解有机态营养盐和生物碎屑5个模块,涉及溶解无机氮、磷酸盐、溶解有机氮、溶解有机磷、浮游植物、浮游动物和生物碎屑7个状态变量.分别利用1999年秋季和2000年夏季胶州湾围隔生态实验数据进行了模型和验证工作,成功地模拟了富加营养盐条件下围隔浮游生态系统中氮、磷营养盐生物化学迁移-转化过程,并确定了20余个参数的量值.     

长江口及邻近海区营养盐结构与限制

通过研究长江口及邻近海域溶解无机氮(DIN=NO₃-+NO₂-+NH₄+)、磷酸盐(PO₄3-)、硅酸盐(SiO₃2-)所表征的营养盐区域结构特征及影响因素,在分析营养盐绝对限制情况的基础上,划分了潜在相对营养限制区域。结果表明,123°E以西近岸表层区域DIN/P比值全年均高于16,而Si/DIN除秋季外基本小于1,显示出长江冲淡水影响下"过量氮"的特征。春夏季河口锋面区(31°~32.5°N,122.5°~124°E)硅藻的大量生长可使DIN/P异常升高和Si/DIN异常降低。秋季研究区域北部DIN/P西低东高且Si/DIN西高东低是由于在高DIN、低PO₄3-的长江冲淡水影响下,近岸受相对低DIN、高SiO₃2-的苏北沿岸流南下入侵影响而被分割而成。冬季长江口门东北部存在的高DIN/P和低Si/DIN区则主要由于寡营养盐的黑潮水深入陆架,向东北输送的部分长江冲淡水和增强的苏北沿岸流共同作用造成DIN升高所致。利用Redfield比值进行了不同站位表层潜在相对营养限制情况的区分。近岸123°E以西受高DIN、SiO₃2-长江冲淡水影响,四季多呈现PO₄3-潜在相对限制,而在春夏季由于浮游植物的大量吸收PO₄3-,造成局部PO₄3-绝对限制及潜在相对限制。春夏季氮限(DIN潜在相对限制)一般发生在外海部分站位,但较为零散。秋季除了东南外海大部分站位外,受苏北沿岸流影响在长江口北部近岸也存在氮限。随着低DIN/P的黑潮表层水(KSW)的入侵加强,冬季外海氮限站位增多。硅限(SiO₃2-潜在相对限制)在夏季发生在赤潮高发区,而冬季南部存在较多硅限站位表明KSW中SiO₃2-相对较为缺乏。     

广西北海半岛夏季营养盐及水质状况分析

近年北部湾藻华灾害频发,为了解与藻华暴发密切相关的营养盐及水质状况,2020年8月作者对北部湾北海半岛铁山港、营盘、涠洲岛、斜阳岛及涠洲岛西部远岸海域共21个站位采集表层海水,分析营养盐含量和结构特征,并利用富营养化指数和有机污染指数对该海域水质进行等级划分与评价。结果表明:北海半岛海域DIN、PO₄-P和SiO₃-Si均值分别为0.210、0.021和0.270 mg/L。其中,铁山港营养盐由港内至港外呈递减趋势,营盘海域由近岸至远岸, DIN和SiO₃-Si含量先递减再增加, PO₄-P则表现为递增,涠洲岛海域及远岸各站位营养盐分布无明显特征。北海半岛海域N/P、Si/N和Si/P均值分别为11.8、1.7和14.6,显示47.6%海域为潜在N限制,而潜在P限制和Si限制海域均为9.5%;叶绿素a仅与COD显著相关,相关系数为0.475。调查海域富营养化指数均值1.82,以铁山港港内富营养化程度最高,由港内严重富营养至港外贫营养递减,营盘近岸7号站位中度富营养,其余76.2%调查站位仍处于贫营养...     

珠江口夏季水体中的氮和磷

根据1999年7月17～28日于珠江口现场调查和实验的资料,研究夏季水体中氮、磷的分布、形态变化和初级生产力的限制因素.结果表明该海域氮含量高,N/P属于世界上高值区之一.从河口向外海运输过程中,氮和磷的形态和浓度均有剧烈的变化.虽然氮在中途中有新源的补充;但由于外海水的入侵稀释、生物吸收和形态变化的迁移作用,NO₃-和可溶无机氮的浓度总的变化趋势仍是随盐度增大而大幅度地降低,以至珠江口外出现N/P低于16.由于夏季水体层化稳定,在表、底层其生物地球化学变化方向相反,PO₄3的浓度变化互成镜像关系并可按盐度分为3段不同特征的反应区.初级生产力的限制因素在大部分区域是磷,但从口门至最大浑浊带和口外区则分别是浊度(或光照)及可溶无机氮.现场培养实验再现了真光层和底层氮和磷的生物地球化学过程差异并表明磷的循环和再生比氮迅速;在可溶无机氮浓度大且高N/P的海域,磷的再生可成为水华的引发因素,而氮被耗尽却是水华消亡的原因.总体上夏季该区水体氮的迁出率比磷高.于水体层化稳定的区域,氮和磷的生物地球化学作用在真光层以浮游生物吸收占优势、在下层以有机物的降解和可溶无机态的再生为主,当层化消失、上下水体充分混合则可完成循环.     

长江口及其邻近水域硅酸盐的公布变化特征

Based on the data obtained from quarterly investigations in the Changjiang estuary and its adjacent sea areas in 2004,the distributions and variations of SiO₃-Si are discussed. The reslts show that the concentrations of SiO₃-Si were higher near the changjiang estuary and lower outside ghe sea.Generally,the concentrations of SiO₃-Si were higher in the surface than in the buttomin shore;the opposite distributions off shore.The SiO₃-Si concentrations both inside and outside the mouth in summer and autumn were higher than those in spring and winter.Distributions of SiO₃-Si varied with increase and decrease of runlff and with enlarge and reduce of the extent of Changjiang dilution water.The concentrations of SiO₃-Siin May were relatively less because of phytoplankton blooming. The seasonal variations of SiO₃-Si/DIN and SiO₃-Si/PO₄-P ratios were mainly controlled by the variations of SiO₃-Siconcentrations. Compared with the data of 1985-1986, the concentrations of SiO₃-Sihave inereased2.3 times,both SiO₃-Si DIN and SiO₃-Si/PO ₄-P ratios have ascended 1.6 and2.5 times respectively, which depended on the increasing of the SiO₃-Si concentrations,May is the fitting season of phytoplankton blooming compared with other seasons,in which it is the relaively least that SiO₃-Si/DIN and SiO₃-Si/PO ₄-P ratios departure from Redfield ratios. The removals of SiO₃-Siin the estuary showed that aside from biological removal, there was a main effect coming from seawater dilution.     

黄河下游营养盐浓度、入海通量月变化及“人造洪峰”的影响

于2009年至2011年在黄河下游采集溶解及颗粒态营养盐样品,分析了黄河下游各形态营养盐的浓度变化及营养盐入海通量,结果表明各形态氮的浓度多呈丰水期低、枯水期高,溶解无机氮是溶解态氮的主要存在形式;受黄河高悬浮颗粒物含量的影响,磷以颗粒态占绝对优势,而溶解态磷以溶解无机磷为主要存在形态;生物硅的含量平均约占硅酸盐与生物硅之和的20％,硅的浓度丰水期高于枯水期.颗粒态磷与生物硅的含量与悬浮颗粒物含量呈正相关.营养盐的组成具有高氮磷比、高硅磷比、低硅氮比的特点.近年来黄河下游溶解无机氮浓度显著升高而溶解无机磷变化不大,硅酸盐的浓度有所下降.黄河下游水沙通量、营养盐入海通量有明显的季节变化,丰水期占全年总入海通量的42％～84％.调水调沙期间,各营养盐的浓度和组成均有明显变化,氮的浓度、DIN/PO4-P下降,磷与硅的浓度、SiO3-Si/DIN、SiO3-Si/PO4-P升高,颗粒态营养盐的比例明显增加.短期内大量水沙及营养盐入海通量对黄河口及渤海生态系统产生重要影响.     

Algal Growth Potential and the limiting nutrient in Mikawa Bay

The Algal Growth Potential (AGP) of water samples collected off Gamagori in Mikawa Bay was measured from May 1978 through February 1979, and the limiting nutrient was determined using regression analysis and enrichment bioassays. The surface and bottom water samples had AGP that produced increments of chemical oxygen demand (COD) of 2.1 mg l^–1 and 3.1 mg l^–1, respectively, on average. These values ofCOD correspond to 46% and 97% of the average COD values of the raw water samples at the surface and bottom, respectively. Seasonal changes of AGP showed a close correlation with those of dissolved inorganic nitrogen (DIN) concentration. Enrichment bioassays showed that DIN was the most deficient nutrient. The DIN:phosphate-phosphorus (PO₄ ^3–-P) ratios and DIN: dissolved phosphorus (DP) ratios in the water samples were below the cellular N:P ratios of the natural algal populations. These results suggest that AGP was mainly limited by DIN concentration.     

长江口最大浑浊带及邻近水域营养盐的分布特征

根据2003年11月~2004年8月4个航次的调查数据,探讨了长江口最大浑浊带及邻近水域营养盐的分布特征。结果表明,营养盐浓度一般随盐度的增加而减小,不同营养盐表现出不同的平面分布和季节变化特点。最大浑浊带所处地理位置、水动力状况、高悬浮体含量以及生物活动等决定了营养盐分布不同于整个调查水域。与整个调查水域相比,最大浑浊带营养盐浓度更高;无机N的硝化作用进行得更为充分;高的DIN/PO4-P和SiO3-Si/PO4-P比(远高于Redfield比),相对低的SiO3-Si/DIN比等。透明度是最大混浊带浮游植物生长的主要限制因素。营养盐在河口的转移除了海水稀释作用外,还有部分的生物转移以及受悬浮体-沉积物系统的影响,特别是PO4-P。在最大浑浊带,富营养化现象更为严重。     

夏季台湾海峡水及黑潮次表层涌升水向东海近陆架区营养盐输送通量的估算

According to historical mean ocean current data through the field observations of the Taiwan Ocean Research Institute during 1991–2005 and survey data of nutrients on the continental shelf of the East China Sea(ECS) in the summer of 2006, nutrient fluxes from the Taiwan Strait and Kuroshio subsurface waters are estimated using a grid interpolation method, which both are the sources of the Taiwan Warm Current. The nutrient fluxes of the two water masses are also compared. The results show that phosphate(PO4-P), silicate(SiO3-Si) and nitrate(NO3-N) fluxes to the ECS continental shelf from the Kuroshio upwelling water are slightly higher than those from the Taiwan Strait water in the summer of 2006. In contrast, owing to its lower velocity, the nutrient flux density(i.e., nutrient fluxes divided by the area of the specific section) of the Kuroshio subsurface water is lower than that of the Taiwan Strait water. In addition, the Taiwan Warm Current deep water, which is mainly constituted by the Kuroshio subsurface water, might directly reach the areas of high-frequency harmful alga blooms in the ECS.