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。     

河口生物地球化学研究

河口区由于其水环境中物理、化学、地质及生物过程的复杂性与特殊性,其生物地球化学研究与开阔海洋相比有很大差异。过去的研究集中在对河口化学元素的测量。分析及其与河流之间的对比上,并由此产生了一批突出的成果,提出了一些描述河口生态－地球化学系统的理论,然而。关于河口生物地球化学的模式研究至今仍相当薄弱。     

海岸河口潮流数值模拟的研究与进展

对海岸河口地区潮流场的数值模拟方法进行了较为系统的归纳总结和评述,对潮流数值模拟的发展趋势进行了分析.     

中国主要河口沉积物的重金属地球化学研究

近年来,河口底质沉积物,不但作为污染物的主要富集介质和重要的生物栖息场所,而且作为比水介质更稳定、更强烈的区域环境质量状态和趋势指示作用的监测要素,日益引起环境界、特别是海洋环境界的普遍兴趣和重视。中国主要河口沉积物的重金属地球化学研究近年来有了长足的进展,获得了诸多成果,这些研究成果为探讨重金属含量的分布、了解其扩散范围和河口环境污染状况等提供了重要的信息。     

长江河口悬浮物对几种金属吸附的pH效应

在实验室中控制吸附反应体系的pH，研究了长江河口现场悬浮颗粒物质对添加金属Cu、Pb、Zn和Cd吸附作用。结果表明，反应体系pH值的增大使得金属在悬浮颗粒物质上的吸附百分率增大。在长江河口水体pH变化范围内，pH的变化对Cu和Pb在悬浮颗粒物上的吸附作用影响较小，而对Zn和Cd的影响则非常显著。根据固—液界面吸附模型，长江河口悬浮物质对Cu、Pb、Zn和Cd的吸附平衡常数(IgK)分别为—8．87、—6．51、—13．68和—13．65。长江河口特定的水化学环境和水、沙特征决定了金属Zn和Cd的环境行为显著受到pH变化的控制，而pH对Cu和Pb的影响可能较小。     

河口地貌对潮汐不对称性影响的数值模拟研究

河口地貌形态对潮汐不对称性的产生和发展有着至关重要的作用。本文根据英国Humber河口数据建立了概化模型,研究了在同一纳潮量情况下,主槽断面形态、平面形态和河口收缩率对河口潮汐不对称性的影响。结果表明,较深的主槽能使相位差峰值出现较晚且峰值更大,从而影响局部区域的涨潮流强弱,主槽越浅,最大落潮流速越小,落潮所需历时越长,河口更倾向于涨潮主导,窄潮滩倾向于涨潮主导型,宽潮滩倾向于落潮主导型;平面形态沿程收缩且长度较长的河口涨潮主导型最强,此外,河口宽度沿程缩窄会加大主槽的余流流速,减小潮滩的余流流速;随着河口平面收缩率的增强,主槽的余流流速减小,潮滩余流流速增大,潮滩更倾向于涨潮主导。本文进一步丰富了河口地形地貌变化对潮汐不对称性影响的认识,可为河口区工程建设和管理维护提供科学依据。     

河口、港湾潮流数值模拟中的区域分裂法

本文引用区域分裂法,建立了河口、港湾非恒定流一、二维联解的整体数学模型和二、二维联解的整体数学模型。在一、二维或二、二维模型的联接处,设计了一个重叠域,由此互为相邻子域提供水边界点(线)上的水力要素。重叠域的设置保证了各子域间的协调性,大大提高了计算稳定性。上述两模型应用于椒江河口,结果令人满意。     

滦河口沉积物重金属分布及生态风险评价

对2013年滦河口近岸海域33个表层沉积物重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和Hg)分析,研究了重金属的分布特征和污染状况。结果表明,重金属高值区主要分布在砂质粉砂和粉砂质砂等细粒沉积物覆盖的河口和南部区域,明显受粒径制约,与2007年相比,2013年的重金属含量要高得多,高值区中心更加靠近河口位置。富集因子结果表明,Cu、Zn和Cr主要来源于岩石的自然风化与侵蚀过程,Cd和Hg既有来自岩石的自然风化与侵蚀过程,也有一部分受人为影响,Pb主要受人为活动影响。河流输入和沿岸排放是重金属的主要来源,潜在生态风险评价结果显示,重金属总体污染程度和生态风险程度均较低。     

广利河口北潮滩重金属分布特征及评价

基于广利河口北潮滩45个表层沉物和2个岩心柱样重金属、粒度、TOC数据,分析了广利河口北潮滩沉积物重金属分布规律及其来源,采用内梅罗综合指数法进行质量评价。结果表明：Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As 7种元素含量低于国家一类标准;在空间分布特征上,距岸一定范围内数值相对较高,主要受沿岸余流作用的影响;就来源而言,Cr元素明显为广利河注入,表层、Z1和Z2沉积物粒度对重金属的控制作用有明显差异;研究区内Cr和As污染指数最高,Cu污染指数变化最大,综合污染指数呈“哑铃状”分布,靠近现代黄河口和广利河口各高值相对较高。目前广利河口北潮滩重金属含量没有到达污染的程度,但有向轻度污染发展的趋势。     

长江口外海域沉积物重金属分布特征及其环境质量评价

通过对长江口外海域187个表层沉积物进行重金属(Zn、Cr、Pb、Cu、As、Cd、Hg)测试,分析其空间分布特征及其污染等级。结果显示,长江输运的重金属污染物基本沉积在长江口-浙江近岸一带,而随着离岸距离的增大,重金属含量逐渐降低,等值线大致有平行于海岸的趋势。运用沉积物富集系数法和潜在生态危害法对重金属做了污染程度评价,122.5°E以西的长江口及其邻近的浙江近岸一带,沉积物富集系数大于2,处于中等环境危害等级,而其他大范围区域均处于无-低污染程度,为低生态危害程度。重金属污染程度的这种空间分布特征主要受控于长江入海物质供给和闽浙沿岸流的输运作用。     

长江口水动力及污水稀释扩散模拟

利用Delft3D数学模型对长江口水动力条件、上海市现有及拟建排放口污水排放的稀释扩散场进行了模拟。模型利用潮汐数据和排放口附近的现场实测数据进行了率定和验证，分别对丰水期、枯水期的大、小潮情况下的流速场、潮位场及污水扩散场进行了研究。结果表明：长江口的水动力条件有利于污水的稀释扩散；现状排放量对长江口水环境影响不大；但如果污水在排放前不进行一定的处理，规划排放量排人长江口将会严重恶化其水质，特别是枯水期小潮时最为严重。建议根据长江口和杭州湾的环境容量，结合排放口的稀释扩散能力，合理确定污水排放方案。     

黄河口沉积物重金属含量变化特征研究

在黄河口的平水期、枯水期和丰水期采集沉积物样品。分析了铜、铅、锌、镉、铬、砷、汞浓度.结果表明,黄河口沉积物样品中的重金属含量由河到海呈现先上升后下降的趋势,平水期和枯水期Cd、Cr、As呈显著相关(0.01水平)。重金属含量为平水期>枯水期>丰水期。水文特征严重影响到沉积物中重金属的迁移。沉积物中重金属含量和沉积物的粒度密切相关.粒度越小重金属含量越高,反映了河流沉积的特征。沉积物中重金属浓度较低。各项目基本上都符合海洋沉积物质量一类标准。     

采用改进的盐度场数值格式模拟珠江口盐度分层现象

采用基于Backhaus的三维斜压模式计算珠江口水动力特性，重点模拟了夏季丰水期盐度分层现象；改进了原模式的盐度差分格式和方程，采用二阶精度差分格式并引入了物理扩散项。结果表明，改进后的盐度差分方程能较好地反映珠江口盐度成层现象。     

珠江口表层沉积物有害重金属分布及评价

应用近期珠江口水域表层沉积物有害重金属测试数据,分析了其分布特征及相互关系,并根据Hakanson潜在生态风险评估方法,计算分析了各单项因子潜在风险指数以及重金属风险指数(单项因子指数累计),结果表明,各因子潜在生态风险程度不一,局部镉、汞的较高,前者达到强,后者达到中等,而砷、铜、铅、铬、锌依次偏低,只达到轻微。从空间分布来看,重金属污染潜在生态风险程度以澳门东南最高,达到强这一等级。     

长江口北支CY孔重金属沉积特征、潜在生态风险及影响因素

通过对长江口北支CY孔47个样品的重金属Cr、Cu、Pb和Zn的数据分析,采用单因子污染参数法和Hakanson潜在生态风险指数法,评价了长江口北支CY孔沉积物的质量状况。定量确定了长江口北支沉积物重金属的潜在生态风险程度、主要污染因子和潜在生态风险因子。从环境演变角度探讨了长江口北支沉积物重金属总的潜在生态风险和单个重金属元素的潜在生态风险的演变趋势。结果表明,长江口北支沉积物重金属含量与沉积环境演变关系密切,不同的气候条件下,具有不同的沉积环境特点,形成不同的沉积物环境状况。就气候演变而言,从层1至层7,气候依次为热暖潮湿→暖热湿润→温和略干→温暖湿润→温暖稍温→温而略干→温暖湿润,对应的重金属含量变化依次按低→高→减少→增多→减少→减少→显著增大的规律变化。     

长江河口浮泥形成机理及变化过程

1976年以来，在长江河口盐水楔和最大浑浊带活动的河道进行了20余次现场观测，本文在现场观测资料基础上，确认长江河口浮泥由细颗粒泥沙组成，中值粒径在8－11.5um,小于2um的粘土占28.18%-36.39%,长江河口浮泥是悬沙在盐水混合环境中絮凝沉降于近义廾风暴潮再悬浮泥沙形成的高浓度浑水层，在成因类型上分为憩流浮泥，盐水楔浮泥和风暴潮浮泥，第1种在涨或落潮转流期低流时形成，规模大，厚度薄，第2种在盐水楔发育时形成，规模较小，厚度较大，第3种在大风后形成，规模大，厚度薄，第2种在盐水楔发育时形成，规模较小，厚度较大，第3种在大风后形成，规模大，范围广，若三者相遇，则浮泥厚度和范围最大，浮泥具有枯季，大小潮秽暴周期变化规律，长江河口河道多的浮泥层，浮泥层的变化与河口拦门沙的冲淤有良好的正相关。     

长江三角洲经济区海域沉积物重金属分布特征及环境质量评价

基于长三角经济区1 871个近海海域表层沉积物地球化学分析数据,结合相关地质资料,阐述了该区海域沉积物重金属含量及分布规律。结果表明,研究区表层沉积物重金属平均含量:As为8.12×10-6、Cd为101.53×10-9、Cr为74.79×10-6、Cu为19.33×10-6、Hg为34.87×10-9、Pb为22.31×10-6、Zn为67.13×10-6;空间分布上,元素含量从象山到乐清沿岸普遍偏高,而最低含量区见于江苏海岸;以综合指数法进行环境质量评价结果显示,重污染区分布在长江口河道内,轻污染分布在长江口附近海域、宁波-温州附近海域,清洁区主要分布在苏北海域。