三峡工程一期蓄水后长江口悬浮体形态及物质组成

2003年6月1-10日为长江三峡工程一期蓄水期,为了研究长江三峡工程蓄水对长江口环境的影响,2003年6月15-25日组织了长江口及其邻近海域环境综合调查,对该次调查所取得的悬浮体样品进行了显微观察和X射线衍射测定,分析了不同水体中悬浮体颗粒的形态特征和物质组成。结果表明:从徐六泾到长江口邻近海域,悬浮体颗粒形态特征不同,徐六泾至南支主槽,悬浮体颗粒以单颗粒为主;拦门沙最大浑浊带,悬浮体颗粒以大絮团、团状絮团和絮网为主;长江口邻近海域,悬浮体颗粒以有机质絮团和单颗粒并存为主。长江口区悬浮体矿物颗粒主要以粒状或片状形式存在。悬浮体矿物颗粒主要由石英、长石等碎屑矿物和黏土矿物组成。从河道到长江口外的邻近海域,石英和长石含量逐渐降低,伊利石和绿泥石含量逐渐增加,高岭石含量先降低后增加。与蓄水前相比,蓄水后徐六泾附近小絮团数量有所增加,蓄水前后拦门沙和长江口邻近海域悬浮体形态特征和长江口地区悬浮体物质组成并未发生明显变化。     

长江口悬浮体中Pb,Mn,Cd,Fe的形态分析

本文参照Tessier推荐的方法,采用顺序提取法测定了长江口内外悬浮体中Pb、Mn、Cd、Fe元素五种化学形态的含量,并研究了盐度从接近零到33之间各重金属元素形态的分布和变化。     

不同时间尺度下长江口海域表层悬浮体浓度变化

长江入海泥沙是中国东部陆架海沉积物的主要来源之一。本文基于MODIS-Aqua卫星的遥感资料并结合实测悬浮体浓度,建立了基于颗粒物后向散射系数的悬浮体浓度的反演方法,获取了2002—2017年长江口海域的表层悬浮体浓度分布,并分析其在潮周期、季节内以及年际等不同时间尺度下的变化特征。结果表明,在潮周期内,长江口122.3°E以西海域表层悬浮体浓度大潮高于小潮,落潮大于涨潮,高潮大于低潮;在季节尺度内.6—8月表层悬浮体浓度逐渐增加。而122.3°E以东海域,则出现相反的情况;长江口122.3°E以西海域的夏季平均表层悬浮体浓度年际变化明显,主要受长江入海水沙量年际变化的影响。长江口122.3°E以东海域表层悬浮体浓度的年际变化几乎不受长江入海泥沙的影响。风向对悬浮体浓度的扩散具有显著的作用,南风有利于高浓度悬浮体向外海扩散,东风则抑制扩展。     

长江口悬浮体粒度特征及其季节性差异

1998年11月和1999年5月长江口悬浮体样品的激光粒度仪分析结果表明，长江口悬浮体粒度较细，分选较差，偏态和峰态偏小，粒度组成以粉砂为主；粘土含量次之，基本不含砂或砂含量很小，由陆向海平均粒径有由粗到细的变化趋势。粒度分布呈典型的非正态分布，存在“双峰”和“三峰”两种形式，表层样品以“双峰”分布为主，底层“三峰”或“双峰”并存。标准偏差-粒度曲线上多峰出现，反映了长江口悬浮体组成的复杂性。长江口悬浮体粒度特征有较大的季节变化。悬浮体粒度变化的影响因素包括泥沙来源、底质再悬浮、生物作用和絮凝作用，粒度特征的季节差异是这些因素综合作用的结果。     

长江口海域悬浮颗粒物中铜、铅、镉的化学形态及分布特征研究

研究了重金属Cu,Pb,Cd在长江口及其邻近海域悬浮颗粒中各化学形态间的含量,及其在长江内河段—河海混合界面—海区间的各形态间的迁移转化特征。结果表明,长江口海域中重金属以非残渣相为主要存在形式,其中铁锰氧化物为重要的清除载体;以铁锰氧化物和碳酸盐形式存在的重金属含量受水环境盐度和pH控制;通过多元回归计算求得重金属与pH值、盐度(X_s)、悬浮体(X_(s.s))的多元一次方程。     

长江口及其邻近海域悬浮体地球化学组成及其影响因素

基于2010年10月国家自然科学基金委东海调查公共航次所获得的数据和悬浮体样品,使用ICP-AES、ICP-MS仪器对悬浮体中的主、微量元素含量进行了测定,对悬浮体中元素组成、空间分布及其影响因素进行了研究,结果表明:长江口及邻近海域悬浮体中主量元素铝、镁、铁、钙等含量为1%~30%,含量以铝为主;微量元素镉、铬、钴、铜、锰、镍、铅、钒等含量为n×10-6~n×10-9,以锰最高;铝与铁、锰以及大部分的微量元素都有良好的相关性,指示这些主量元素以陆源输入为主和微量元素被细颗粒物质吸附为主的特征。水团对长江口及邻近海域颗粒态地球化学组分的空间分布具有重要的影响,其中铝、铁及铬、钴、铜、锰、镍、钒等元素受水团的制约更加显著。     

长江口海水盐度和悬浮体对中肋骨条藻生长的影响

2001年5月通过实验室培养的方法研究了长江口优势赤潮浮游植物种类——中肋骨条藻(Skeletonema costatum)在长江口海水中的生长情况。实验结果显示,在实验光强范围内该藻相对生长速率常数随光强的减小而减小,表明光照的可得性是影响其生长的重要因素;悬浮体的遮光效应会限制其生长。海水盐度超出其适宜生长的范围也会对其的生长产生不利影响。两个相互对比的实验说明在泥沙含量很高的长江口咸淡混合水中光照的可得性和盐度均影响中肋骨条藻的生长,综合这两个因素,在实验盐度范围内最适宜中肋骨条藻生长的盐度是约为19．2的咸淡水。适于中肋骨条藻适宜生长的盐度为14～23。     

台风“灿鸿”对长江口外海域悬浮体分布的影响

台风作为事件性的强动力因素,其对河口海域沉积环境的影响目前研究较少,开展典型台风事件对长江口外海域悬浮体分布的影响研究对于深入理解长江径流挟带陆源物质向东海陆架扩散机制等具有重要意义。利用2015年09号台风"灿鸿"过境前后长江口外海域现场调查数据,分析台风前后长江口外水体结构和悬浮体粒度分布变化,结合同期环境观测数据与开源数据,阐明台风对河口外海域悬浮体分布的影响机制。结果表明:长江口外海域悬浮体中细颗粒组分(≤ 128μm)主要为无机矿物颗粒,而粗颗粒组分(>128μm)主要是生源有机颗粒。生源有机粗颗粒主要分布于中上层水体,而无机细颗粒主要分布于底层水体,使得长江口外海域悬浮体平均粒径分布呈双层结构。台风前后悬浮体粒度分布变化反映了台风对长江口外海域物理和生物过程的双重影响,其中物理过程主要影响无机细颗粒分布变化,生物过程主要影响有机粗颗粒。台风期间强烈的偏北风使得长江冲淡水在口门外海域由东北输运转为往东输运,与长江冲淡水输运方向一致的表层无机细颗粒在台风后输运方向同样往东。另外,台风作用在河口区产生的下降流将12250-4站位底部再悬浮的泥质沉积物向东搬运至12300-4站,导致12300-4站底层悬浮体浓度增加、粒度变细。台风过境还造成长江口外海域初级生产力提高,而浮游植物生长对悬浮体中有机粗颗粒的形成有促进作用,使得口门外海域上层水体中有机粗颗粒体积浓度升高。长江口外海域由于台风过境导致悬浮体中无机细颗粒和生源有机颗粒含量均增加,使得其平均粒径整体变化不大。     

现场测量与室内分析悬浮体粒度方法的比较

2008年8月,在长江河口最大浑浊带边缘地区,利用现场激光粒度仪LISST-100X在无扰动情况下,定点连续观测了水体悬浮体粒径和体积浓度,并结合采取水样进行了实验室分析,比较两种方法得到的悬浮体颗粒的平均粒径、体积浓度和粒径的分布,结果显示,进行悬浮体含量测量时,两种方法得到结果均能有效反映悬浮体含量;LISST现场无扰动测量可真实有效反映悬浮体的粒径及物质组成,但在浑浊带地区,尤其是浮泥发生地区必须借助于现场水样的室内分析。     

三峡大坝启用后长江口及邻近海域秋季悬浮体、叶绿素分布特征及影响因素

基于2010年10月在长江口海域海洋综合调查,利用多参数CTD现场调查数据、悬浮体浓度测定数据,对该区悬浮体和叶绿素的空间分布及影响因素进行系统的研究,探讨三峡工程蓄水7a以来长江口的悬浮体和叶绿素的分布特征及变化.结果表明:浊度值与悬浮体浓度存在良好的线性关系,盐度对该线性关系没有明显的影响;长江口及其邻近海域悬浮体主要分布在123°E以西的海域,表现为近岸高、离岸低,表层低、底层高,其分布主要受到水团、长江输入、上升流等的影响;叶绿素在123°E往东的海域含量较高,近岸低,在123°E～124°E之间叶绿素含量最高,其分布主要受到水团、浮游植物种类和季节变化及营养盐的共同影响.与三峡工程蓄水前对比,悬浮体高值区的界限往西移动了近半个经度,同季节的叶绿素含量的平均值降低.     

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。     

长江河口最大浑浊带的悬沙输移特征

根据１９８８年洪、枯季在和长江口南、北槽进行的最大浑浊带专项水文观测的资料，对悬沙输移的分项因子进行研究。结果表明，长江口最大浑浊带的悬沙输移过程存在明显的潮泵效应及强烈的悬沙、底沙双向交换；长江口南、北槽之间存在一个大尺度的平面环向悬沙输移，同时南、北槽自身还有次一级尺度的槽内平面环向悬沙输移。本文还探讨了最大浑浊带与拦门浅滩相互影响、彼此制约的关系。     

长江入河口区水沙通量变化规律

根据大通站１９５０－１９８５年的水、沙实测资料,运用统计分析方法研究长江入河口区水、沙通量的季节性变化、年际变化以及水、沙通量之间的关系。结果表明,长江入河口区的水沙通量有明显的季节性变化,其中沙通量的变化更为显著;丰水年很少连续出现,枯水年有７５％以连续两年的形式出现;多沙年的出现形式有１年出现一次的,也有２－３年出现的,少沙年基本上以连续２－３年的形式出现;水沙通量间的相关性较差,其中细颗粒泥     

长江河口悬浮颗粒物研究

１９９４年１１月、１９９６年９月和１９９７年１月使用ＦＡＣＳｃａｎ流式细胞仪技术等分析观测手段对长江河口悬浮体进行了研究。结果表明,长江河口悬浮体中,具有有机性的颗粒数占总颗粒数的６０％￣７０％;在颗粒粒径分布上,粗颗粒物质（〉８μｍ）主要为有机物质（生物残体、小型藻类、矿物－有机物集合体）,细颗粒物质（〈８μｍ）主要为粘土矿物、有有机物附着和具有有机裹层的粘呈集合体;有机性颗粒物质含量随盐度变化     

厦门西港和九龙江口悬浮颗粒中主要元素含量及其控制因素的研究

厦门西港和九龙江口春季(3月)表层海水TSM含量分别为17.80±6.16和60.11±75.25mg/dm~3,整个调查海区平均为38.96±56.50mg/dm~3。河流输入是河口区悬浮颗粒的主要来源。悬浮颗粒中Si,Al,Fe的含量最大(47.4～190×10~(-3),C,Ca,Mg,Ti,Mn的含量次之(平均在1.6～29.5×10~(-3)),其它元素的含量一般小于1×10~(-3)。因子分布表明:陆源输入、各种地球化学过程以及与生物活动有关的过程是控制悬浮颗粒化学组成的主要因素。     

夏、冬两季长江口及邻近海域悬浮物的分布特征及其沉积量

利用2001年7～8月 ,2002年1月两个航次的悬浮物浓度资料 ,并参考其它水文参数 ,简要分析长江口及邻近海域悬浮物的分布特征 :无论夏季还是冬季 ,长江入海悬浮物总是向东南方输运 ;冬季由于再悬浮作用显著 ,悬浮物浓度明显高于夏季 ,且南北分布范围也明显增大 ,垂向分布均匀。同时采用数值模拟的海流流速值和观测的悬浮物浓度值计算悬浮物的断面通量 ,并最终得计算区悬浮物夏、冬两季的沉积量 ,夏、冬季长江口及邻近海域悬浮物的沉积量分别为0.79×108t,1.44×108t。     

长江口悬沙及其运移

长江口现代沉积动力过程一直为中外学者所关注。1976年以来,我们对长江口徐六泾以下航槽底质和悬沙进行了沉积学的研究。本文就长江口的悬沙特性、航槽间泥沙交換和泥沙运移作一初步探讨,以期为长江口河床演变和航道治理提供一些科学依据。     

长江河口北槽抛泥作业状态下的悬沙浓度分布与扩散过程

在长江河口北槽抛泥过程中，应用ASSM－Ⅰ型声学悬浮泥沙观测系统观测悬沙浓度的时空分布规律，结合多普勒流速剖面仪走航式断面流速测量。研究发现：（1）泥沙浓度垂向分布形成至少三种结构类型，即上小下大的“L”型和指数型，上大下小的“漂浮”型；（2）受抛泥泥沙输移的影响，断面流场形成低流速区，或分布在水体表、中层，或贯穿整个水体，形成流速切变锋，它们的强度随抛泥泥沙输移扩散逐渐减弱；（3）在落潮流和颗粒重力共同作用下，抛泥泥沙同时存在输移扩散和沉降过程。小潮型抛泥泥沙主要就近扩散和沉降，中潮和大潮型抛泥泥沙输移扩散范围较远。