秋季胶州湾潮间带汞通量的初步研究

分别于2010年10月、11月,利用动力学通量箱对胶州湾东北部潮间带沉积物与大气界面间的汞交换通量进行了现场测定。结果表明:大气汞含量较高(4.8±1.3ng/m3),高于全球背景值,沉积物汞含量超过海洋沉积物质量一类标准;2次采样潮间带沉积物-大气汞的释放通量均在午后出现最大值,分别为2.47ng/(m2·h)和2.75ng/(m2·h)。潮间带沉积物-大气间的汞交换通量与太阳辐射、沉积物温度以及大气温度有显著的正相关关系,与大气相对湿度呈负相关关系。     

渤海湾沉积物中的汞

本文采用H_2SO_4-KNnO_4-K_2S_2O_8快速消化,然后用冷原子荧光测汞仪测定汞的方法,测定了渤海湾海域27个站的表层沉积物中的汞含量。结果表明,表层沉积物中汞的浓度为0.025至0.170 mg/kg,平均为0.054mg/kg。水平分布以蓟运河口为最高,湾西部比湾中部高些。 沉积相中的汞含量与沉积相中有机质含量和水体中悬浮体含量成正相关,而与盐度成负相关。     

海洋沉积物中汞的释放通量及热力学研究

以胶州湾海泊河口和李村河口为对象,研究了其沉积物中的汞向海水的释放.结果表明,在静态条件下,沉积物汞向海水释放,平衡时海泊河口和李村河口沉积物汞的释放量分别为 0.070 5 ～ 0.117 μg/g 和 0.056 5 ～ 0.093 5 μg/g;汞的释放通量在前 2 h 最大,随后逐渐减小,通量与温度呈指数正相关.通过对汞释放的热力学分析,汞释放的反应热大于零,分别为 9.92 kJ·mol-1 和 9.98 kJ·mol-1,说明汞的释放是一个吸热过程;汞的释放是一个熵增过程;两个实验反应的标准自由能变分别为 2.34 ～ 3.22 kJ·mol-1和 1.19 ～ 2.20 kJ·mol-1,而且温度越高,ΔG0 越小,越利于反应向正方向进行.     

粤东柘林湾表层沉积物的汞和砷研究

2002年8、9月对柘林湾进行了2个航次的沉积物调查,测定了采自9个站位18个表层沉积物样品中的汞、砷含量,并对其来源和分布特征进行了分析。结果表明,调查海区汞的平均含量为0.055±0.020μg·g-1,砷的平均含量为12.23±1.83μg·g-1,与广东省土壤背景值接近。汞与总有机质的相关性较差,与其它海区的研究结果相异。认为大规模海水养殖业的存在是造成这一现象的主要原因。以中国海岸带和海涂资源综合调查报告中的标准对柘林湾表层沉积物的汞、砷含量进行评价,结果均未超标,但养殖过程对汞甲基化和砷释放作用的促进应引起重视。     

胶州湾海水中一氧化碳的分布与海-气通量研究

CO是大气中的重要痕量气体,它对控制大气中羟基自由基的浓度、参与全球碳循环进而影响全球气候变化等方面起着重要作用。本研究分别于2007年6,8和10月开展了3个航次的调查,对胶州湾海水中CO的时空分布进行了研究。3个月中胶州湾表层海水中CO的浓度分别为(4.90±2.24),(6.31±1.56)和(3.50±1.27)nmol/L,表现出明显的季节性变化,其中8月大于6月大于10月。水平分布上,6月和10月沿岸平均浓度高于同航次湾内和湾口的平均浓度;8月沿岸平均浓度小于本航次湾内和湾口平均浓度。分别将3个月中CO的浓度按取样和测试时间以小时为单位分割求平均值,平均浓度和时间的分布关系总体符合周日变化的规律。但是胶州湾东部近岸站位的浓度出现周日变化的异常值,说明人文活动对CO的分布也起重要作用。结合中国大气中CO的平均浓度(0.329×10-6v/v)可知胶州湾表层海水中CO处于绝对的过饱和状态,6,8和10月3个月过饱和系数分别为(18.2±8.3),(20.6±5.1)和(10.3±5.28)。胶州湾CO的海-气通量6月大于10月,而小于8月。     

中型海洋围隔生态系中汞通量、形态和收支的研究

在海洋围隔生态系实验中加入迄今最低浓度的无机汞,以研究汞的迁移通量、形态分布和收支。加汞后,汞从水柱中被排除的行为可用一级反应动力学描述。在该生态系内汞被排除的半寿期,与初级生产力和浮游植物特性如个体大小、浮游能力等有关。对照围隔生态系内,0.01μg Hg/cm~2·a的汞垂直通量与海湾现场测量值一致。在自然条件下,溶解汞是水中的主要形态,占73％。加汞后,颗粒汞迅速上升,可达70％以上。浮游植物对汞的富集因子为10~5级。汞在沉积物、器壁和水体中的回收只占52.3％。     

胶州湾海水总汞含量及其分布特征

本文根据１９９３－１９９５年对胶州湾进行得每年３个航次季节性环境监测资料,初步分析了该海域海水总汞含量及其分布特点。     

胶州湾海水总汞含量及其分布特征

本文根据１９９３～１９９５年对胶州湾进行得每年３个航次季节性环境监测资料,初步分析了该海域海水总汞含量及其分布特点。认为：１．无明显季节性差异,年平均值略呈上升趋势;２．各站位略有变化,即几个河口小部分水域略高于其他站位;３．表、底层含汞量基本一致;４．我国和日本国近海几个海区基本持平。总之,胶州湾海水总汞含量较低,尚未受到汞的污染。     

Si在胶州湾沉积物-海水界面上的交换速率和通量研究

本文应用实验室培养法研究了 Si O3 - Si在胶州湾 1 6个站位沉积物 -海水界面上的交换速率。考虑培养时间、取样时间和间隔等因素 ,采用连续函数的方法计算了 Si O3 - Si交换速率。结果表明 ,Si O3 - Si在胶州湾沉积物 -海水界面上的交换表现为由沉积物向水体的释放 ,交换速率一般在因为 1～5mmol·m-2· d-1范围内 ,平均为 3.3mmol·m-2· d-1。高含量有机质沉积物 ,特别是生物扰动作用可以增大 Si O3 - Si交换速率。考虑胶州湾各种沉积物类型占胶州湾总面积的权重 ,Si O3 - Si在胶州湾沉积物 -海水界面上的交换通量为 1 .0 6× 1 0 9mmol·d-1 ,是河流输入量的 5.3倍 ,可提供浮游植物生长所需硅的 58%。     

桑沟湾养殖海域营养盐和沉积物-水界面扩散通量研究

利用2006年4,7,11月和2007年1月4个航次对桑沟湾养殖海域的观测资料,分析了该海域营养盐分布、结构特征、主要控制过程以及沉积物-水界面扩散通量,结果表明,该海域的营养盐分布具有明显的季节变化,海水中NO3-,NO2-,PO43-,DOP,TDP和SiO32-浓度皆是秋季最高,而NH4+,DON,TDN浓度则为夏季最高;各种营养盐的最低值除DON外都出现在春季。春季湾内外海水交换不畅,再加上大型藻类海带等生长旺盛期的消耗,使营养盐浓度处于较低水平,在夏秋两季丰水期沿岸河流注入对该海域营养盐的影响较大,冬季无机营养盐浓度分布主要受沿岸流的影响。磷的结构变化较大,其中DOP百分含量在夏季最高,达到81%。从春季到秋季海水中TDN的结构变化从以DON为主转变成以DIN为主。硅和氮的原子比值全年变化不大,硅和氮和氮和磷原子比值春夏两季的高于秋冬季的。分析营养盐化学计量限制标准和浮游植物生长的最低阈值结果表明,磷是春夏两季桑沟湾浮游植物生长的限制性因素;春季硅浓度低于浮游植物生长的最低阀值,也是一个潜在的限制因素。计算结果显示桑沟湾沉积物释放的NH4+,SiO32-和PO43-对初级生产力的贡献较小,与其他浅海环境相比,桑沟湾沉积物-水界面的营养盐通量处于较低或中等水平。     

渤海湾沉积物中总汞的分布及本底值

本文就渤海湾沉积物中总汞的分布特征、本底值及其污染状况等问题作一初步探讨。 一、材料及方法 1978年6月(枯水期)、9月(丰水期)两次在渤海湾40个测站用大样50型采泥器取表层样,为进一步了解汞自陆源入海后的扩散范围及污染过程,于1979—1980年在含汞较高的北     

桑沟湾养殖海域沉积物中碳埋藏通量的长期记录

对取自桑沟湾北部和南部养殖海域2个站位柱状沉积物样品进行研究,测定了它们的总碳(TC)、有机碳(TOC)、无机碳(TIC)含量,估算了海源有机碳(Ca),结合沉积物年代序列测定,对碳的来源和埋藏通量(BF)进行分析。结果表明:从19世纪到20世纪初,桑沟湾碳埋藏基本处于平稳期;20世纪初开始,伴随着中国工业革命兴起,湾内营养水平提高,大量天然小型贝类繁殖及残骸埋藏使桑沟湾碳埋藏量有大幅度突跃;20世纪60年代以来人工养殖活动兴起及到90年代大规模养殖后,天然贝类繁殖受抑制且伴随养殖产品的不断收获,使此期间碳埋藏量又处于平稳期。20世纪60年代前BFCa/BFTOC和BFCa/BFTC的比值分别在20%和4%以下波动,其后随养殖活动增加呈显著增大趋势;但BFTOC/BFTC比值基本在40%以下范围内波动。并将该区与取自黄海中部一柱状沉积物的BFTIC/BFTC比值作对比,桑沟湾BFTIC/BFTC比值基本在60%~98%之间远高于黄海中部(约15%)的比值,桑沟湾TIC与TC含量高比值使仅应用TOC或Ca含量估算碳埋藏通量可能带来巨大误差。     

溶解无机氮在胶州湾沉积物一海水界面上的交换速率和通量研究

应用实验室培养法测定了溶解无机氮(DIN)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, NH4 -N,NO2 -N和NO3 -N的交换速率一般分别在-0.5~1.6,0.005~0.67, + - --2.0~2.8 mmol/(m2·d)范围内。由于间隙水中DIN主要以NH4 -N形态存在,DIN在胶州湾沉 +积物-海水界面上的交换以NH4 -N的扩散为主,在大部分站位表现为由沉积物向水体的释放, +NO3 -N主要来自NH4 -N的硝化反应,而NO2 -N是NH4 -N和NO3 -N之间化学转化过程的中 - + - + -间产物。考虑胶州湾沉积物类型, 在胶州湾沉积物-海水界面上的交换通量为9.68×108 DINmmol/d,是河流输入DIN的50%左右,可提供维持胶州湾初级生产力所需DIN的52%。     

南海的碳通量研究

根据水通量的箱式模型,南海由跃层深度和海槛深度分成3个箱子.当海水上升至箱子Ⅰ时,由于生物的同化作用,海水中溶解的无机碳转化成颗粒态有机碳.这部分颗粒碳有一部分在箱子Ⅰ中即分解转化为溶解态的无机碳,而其余部分沉降至箱子Ⅱ,同样在箱子Ⅱ中一部分分解,一部分继续沉降至箱子Ⅲ,在箱子Ⅲ中也进行同样过程,最后的一部分颗粒碳未被溶解而进入沉积物中.由南海的初级生产力、沉积速率、沉积物含碳量及深海盆水溶解氧的平均消耗率计算了南海碳的固-液通量;根据碳在各箱子的质量平衡方程,求得了各箱子碳的通量值,从而建立起南海碳的通量模型.进入南海的碳通量,占总输入碳99%的碳主要经由中层水和底层水进入南海,然后随海水的上升而进入南海上层,在南海上层与河水和雨水带来的,占总输入的1%的碳相汇合.进入南海碳的总量为601×10⁴mol/s,而通过沉积离开南海的碳量为3.8×10⁴mol/s,即有0.6%的碳损失到沉积物中.南海对大气而言,净通量是吸收约为4.4×10⁴mol/s,而南海对全球海洋的净通量是输出约1×10⁴mol/s,碳在南海箱子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的更新时间分别为1.5a、44a和79.3a.     

基于223Ra和224Ra的桑沟湾海底地下水排放通量

海底地下水排放（SGD）是陆地向海洋输送水量和营养物质的重要通道之一,对沿海物质通量及其生物地球化学循环有重要的影响,对生态环境起着不可忽视的作用。本文运用天然放射性同位素223Ra和224Ra示踪估算了我国北方典型养殖基地桑沟湾的海底地下水排放通量。结果表明,海底地下水样尤其是间隙水中Ra活度[224Ra=（968±31）dpm/（100 L）,223Ra=（31.4±4.9）dpm/（100 L）,n=9]远高于表层海水[224Ra=（38.7±2.0）dpm/（100 L）,223Ra=（1.70±0.50）dpm/（100 L）, n=21]。假设稳态条件下,考虑Ra的各源、汇项,利用Ra平衡模型,估算出桑沟湾SGD排放通量为（0.23~1.03）×107 m3/d。潮周期内的观测结果显示,涨潮时,水力梯度较小,SGD排放变弱,落潮时,水力梯度较大,导致了相对较多的SGD排放。在一个潮周期间,基于223Ra和224Ra得到的SGD排放通量平均为0.39×107 m3/d。潮汐动力下的SGD排放平均占总SGD排放的61%,因此桑沟湾沿岸的地下水排放主要受潮汐动力的影响,并对海水组成及海陆间物质交换有显著贡献。     

桑沟湾夏、秋季悬浮颗粒物的沉降通量及再悬浮的影响

应用锚式悬挂沉积物捕捉器法,研究了我国北方重要海水养殖区域桑沟湾悬浮颗粒物沉降通量的分布特征,并通过金属Al标记法,同步测定了沉降颗粒物再悬浮比率。结果表明,桑沟湾的底层悬浮颗粒物(SPM)、颗粒有机碳(POC)、颗粒态总氮(PTN)和颗粒态总磷(PTP)平均表观沉降通量分别为1 511.4g/(m2·d)、20.01g/(m2·d)、1.497g/(m2·d)和0.474g/(m2·d),显著高于我国其他近岸海域,但底层沉降颗粒物再悬浮比率平均值高达92.8%,认为在养殖内湾,受再悬浮程度的影响,测得的底层表观沉降通量是中层的2.7倍,秋季明显大于夏季,海带和扇贝养殖区大于牡蛎养殖区。经再悬浮比率校正后的净沉降通量,仍存在着显著的空间和季节变化,但受控因素发生了根本转变;这主要表现为净沉降颗粒物质主要源于生物代谢活动强烈中上层水体,贝类的排泄作用使牡蛎和扇贝养殖区的净沉降通量显著大于海带养殖区,养殖贝类个体增大、排泄量增加使秋季净沉降通量高于夏季。在我国近岸海域,再悬浮作用的影响,会对该区域悬浮颗粒物沉降通量的估算带来巨大误差,因此该作用不容忽视。     

莱州湾口弱层结水体中沉积物再悬浮特征及其水平、沉降通量研究

近海悬浮物在海水中的运移受诸多因素影响,其中由于径流输入导致的水体层化是不可忽视的因素之一,研究层结水体中沉积物受潮流、波浪影响的再悬浮特征有重要意义.2005年5月15日在黄河口西侧18海里处的莱州湾口设立了一个周日连续观测站,试图揭示弱层结水体中悬浮物的再悬浮特征及其水平、沉降通量.利用ADCP回声强度反演得到了高...     

南海溶解氧通量的初步研究

根据南海1984－1994年的观测资料,采用箱式模型,计算溶解氧在南海三箱子的各通量值,并建立起南海溶解氧的通量模型。结果表明,南海溶解氧的总输入通量为280．4×104mol／s,其中通过外洋输入的氧量占总输入氧量的49．2％;生物光合作用释放的氧量占总输入氧量的30．3％;降雨输入的氧量占总输入氧量的3．0％;河流输入的氧量占总输入氧量的0．4％;通过海气界面向海洋输入的氧量占南海总输入氧量的17．0％。