海水无机氮在监测过程中的质量保证

海水无机氮在监测过程中的质量保证＠葛仁英＠纪灵￥国家海洋局烟台海洋管区海水无机氮在监测过程中的质量保证葛仁英纪灵（国家海洋局烟台海洋管区２６４０００）在海洋监测中，无机氮（亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨盐氮）是必测项目之一。海水中无机氮是海洋浮游植物繁殖、生长必...     

第六节 海水中无机氮

海水中无机氮主要包括NO3-N、NO2-N及NH4-N。它是浮游植物所必须的营养盐之一。浮游植物大量繁殖时，海水中的无机氮下降，其中NO3-N可被消耗殆尽，浮游植物又是浮游动物的饵料，其排泄物或残骸分解释放的有机氮经细菌作用转化成无机氮而使海水中无机氮得以再生无机氮在不同环境下经细菌或酶进行硝化或反硝化而互相转化。     

东山湾海水中化合态无机氮的分布特征

1988年5月东山湾海水中硝酸盐、铵氮、亚硝酸盐和总化合态无机氮的平均浓度分别为3.44、1.60、0.49和5.53μmol/dm~3;8月航次这些要素的平均含量分别为1.83、0.88、0.39和3.10μmol/dm~3;11月航次这些要素的平均浓度分别为6.48、0.61、0.31和7.40μmol/dm~3;1989年2月航次这些要素的平均浓度分别为12.5、0.39、0.48和13.2μmol/dm~3。不同季节无机氮的主要外部来源不尽相同。除冬季外,其他季节无机氮的分布均在不同程度上受到浮游植物摄取的影响,其中秋季的影响最大。此外,夏季无机氮的分布还受到上升流的影响。     

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%。     

胶州湾海水中无机氮的分布与富营养化研究

根据2003年112月胶州湾海区12个航次海水无机氮等的调查资料,分析了该海域生态环境中无机氮的分布特征及时空变化,评价了水质的富营养化状况。结果表明,测区全年溶解无机氮的平均含量为17.70μmol／dm^3。在4个季节中,溶解无机氮以NO3-N的含量为最大,占58．2％,是氮主要存在形态,其中秋季含量最高,占溶解无机氮的64．74％。无机氮分布从东北部高含量区域向湾内及湾口方向呈逐步递减趋势。溶解无机磷的年平均含量为0．49μmol／dm^3,表层海水4个季节中N／P比平均为39．41,胶州湾海水中的磷相对于氮是匮乏的。据营养状态指数划分,胶州湾的东、北岸海域属富营养化区,夏、秋两季可能受到赤潮的严重威胁。     

大鹏湾海水中各形态无机氮的分布变化

依据香港特别行政区环境保护署于1999—2007年106个航次的调查资料,并结合国家海洋局南海分局于1998—2007年10个航次的调查资料,简要描述和分析大鹏湾中海水各形态无机氮含量平均分布的变化。结果表明,由于受到香港和深圳的陆源排放的影响,氨氮含量在吐露港西部和沙头角海区明显偏高。大鹏湾香港海区全层海水中可溶性无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)各组分的平均百分含量高低顺序为氨氮>硝酸盐>亚硝酸盐,而氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐的多年平均含量分别为0.041、0.019和0.007mg.L-1。在夏季,外海高盐水入侵导致底层水中的硝酸盐含量明显高于表层水中的硝酸盐含量。调查期间氨氮含量航次均值的年际变化呈较明显下降趋势,而硝酸盐和亚硝酸盐含量航次均值的年际变化不大。     

三亚湾海水温度季节变化及溶解无机氮的垂直分布特征

根据2000年4月－2001年3月在三亚湾的定点现场观测资料分析结果表明：6－8月份受外来冷水上升流的入侵和影响，使该湾水域在该季节形成明显的温跃层，底部和中部有明显的低温层。在上升流入侵期间，该湾水域平均温跃层强度为0．138－0．283℃.m^-1，最大温跃层强度为419－0．440℃.m^-1，底部最低水温在22℃左右。9月－翌年3月温跃层消失，海水混合流动充分，温度垂直分布均匀。3月份水温开始升高，至5月水温总体升至最高，并由于高气温及强太阳的辐射作用，5月份形成温跃层。溶解无机氮（DIN）的分布特征表明，硝酸盐、亚硝酸盐在冷水上升流入侵季节，其含量明显提高，比平时分别提高：10．20％（表层）、37．20％（中层）、83．81％（底层）和60．04％（表层）、82．96％（中层）、119．41％（底层）。氨态氮不直接受上升流影响，但季节变化特征明显。     

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。     

Mapping Submerged Aquatic Vegetation with GIS in the Caloosahatchee Estuary: Evaluation of Different Interpolation Methods

This article evaluates different spatial interpolation methods for mapping submerged aquatic vegetation (SAV) in the Caloosahatchee Estuary, Florida. Data used for interpolation were collected by the Submersed Aquatic Vegetation Early Warning System (SAVEWS). The system consists of hydro-acoustic equipment, which operates from a slow-moving boat and records bottom depth, seagrass height, and seagrass density. This information is coupled with geographic location coordinates from a Global Positioning System (GPS) and stored together in digital files, representing SAV status at points along transect lines. Adequate spatial interpolation is needed to present the SAV information, including density, height, and water depth, as spatially continuous data for mapping and for comparison between seasons and years. Interpolation methods examined in this study include ordinary kriging with five different semivariance models combined with a variable number of neighboring points, the inverse distance weighted (IDW) method with different parameters, and the triangulated irregular network (TIN) method with linear and quintic options. Interpolation results were compared with survey data at selected calibration transects to examine the suitability of different interpolation methods. Suitability was quantified by the determination coefficient (R2) and the root-mean-square error (RMSE) between interpolated and observed values. The most suitable interpolation method was identified as the one yielding the highest R2 value and/or the lowest RMSE value. For different geographic conditions, seasons, and SAV parameters, different interpolation methods were recommended. This study identified that kriging was more suitable than the IDW or TIN method for spatial interpolation of all SAV parameters measured. It also suggested that transect data with irregular spatial distribution patterns such as SAV parameters are sensitive to interpolation methods. An inappropriate interpolation method such as TIN can lead to erroneous spatial representation of the SAV status. With a functional geographic system and adequate computing power, the evaluation and selection of interpolation methods can be automated and quantitative, leading to a more efficient and accurate decision.     

Mapping Submerged Aquatic Vegetation with GIS in the Caloosahatchee Estuary: Evaluation of Different Interpolation Methods

This article evaluates different spatial interpolation methods for mapping submerged aquatic vegetation (SAV) in the Caloosahatchee Estuary, Florida. Data used for interpolation were collected by the Submersed Aquatic Vegetation Early Warning System (SAVEWS). The system consists of hydro-acoustic equipment, which operates from a slow-moving boat and records bottom depth, seagrass height, and seagrass density. This information is coupled with geographic location coordinates from a Global Positioning System (GPS) and stored together in digital files, representing SAV status at points along transect lines. Adequate spatial interpolation is needed to present the SAV information, including density, height, and water depth, as spatially continuous data for mapping and for comparison between seasons and years. Interpolation methods examined in this study include ordinary kriging with five different semivariance models combined with a variable number of neighboring points, the inverse distance weighted (IDW) method with different parameters, and the triangulated irregular network (TIN) method with linear and quintic options. Interpolation results were compared with survey data at selected calibration transects to examine the suitability of different interpolation methods. Suitability was quantified by the determination coefficient (R2) and the root-mean-square error (RMSE) between interpolated and observed values. The most suitable interpolation method was identified as the one yielding the highest R2 value and/or the lowest RMSE value. For different geographic conditions, seasons, and SAV parameters, different interpolation methods were recommended. This study identified that kriging was more suitable than the IDW or TIN method for spatial interpolation of all SAV parameters measured. It also suggested that transect data with irregular spatial distribution patterns such as SAV parameters are sensitive to interpolation methods. An inappropriate interpolation method such as TIN can lead to erroneous spatial representation of the SAV status. With a functional geographic system and adequate computing power, the evaluation and selection of interpolation methods can be automated and quantitative, leading to a more efficient and accurate decision.     

海水中无机物的光化学反应

综述了近几十年来国内外关于海水中无机物的光化学反应的研究状况。首先,阐述了海洋光化学在海洋科学中的重要性,历年来的发展状况以及海水的光化学与其它相关领域之间的相互影响作用。其次,本文分别从阴离子的光化学反应,阳离子的光化学反应和过氧化氢的光化学反应三个方面对海水中无机物的光化学反应进行了论述,详细介绍了铁、锰、铜、汞、过氧化氢、硝酸盐和碘化物随反应介质、温度、酸碱度、有机物浓度和光照等外界因素的不同而发生的光化学反应的变化。另外,讨论了上述物质发生光化学反应的主控因素及其在反应过程中对周围环境的影响作用,并对部分物质的反应机理作了介绍。最后,本文指出了这一研究领域存在的问题和不足,并提出今后的研究建议。     

杭州湾海水碱度研究

用ｐＨ法测定了杭州湾海水的碱度。结果表明,１９９４ 年５ 月份,杭州湾海水在盐度１２ ．０９７～２６ ．３９７ 之间的碱度变化范围为１．５５ ～２．２３ｍｍｏｌ．ｄｍ － ３ ,平均值为１ ．７５７ｍｍｏｌ．ｄｍ － ３ 。相应的比碱度变化范围为０．１０６ ～０ ．３２４,平均值为０．２０２ ． 碱度高值出现在北岸上海石化总厂附近。因受北岸工业废水排放影响,湾内碱度自西北向东南降低。丰水期湾内海水比碱度显著增大,主要受径流的影响。枯水期湾内碱度和比碱度与盐度或氯度呈负相关关系。     

大亚湾大鹏澳养殖网箱水体无机氮的生物地球化学

根据1998年8－10月个月每月一次对大鹏澳海区养殖网箱水体26h定点连续观测，统计了各网箱NO3－N，NO2－N和NH4－N周日变化范围和平等值，分析了三氮的周日变化特征，讨论了三氮的热力学平衡及三氮与环境因子的相互关系，并估算了各网箱水体的氮负荷，研究结果表明：（1）各网箱水体三氮的周日变化除9月份外，基本无无规律性，（2）网箱水体无机氮之间的转化是不完全的，养殖时间愈长其转化愈不完全，无机氮化合物这间远未达到热力学平衡，（3）峙箱水体无机氮主要来源于残饵和养殖生物排泄物等的化学和生物需氧有机物质的氧化分解，影响三氮变化的主要因子，8．9月份是化学过程，10月份是生物过程。     

胶州湾海水中硼的研究

首次实验研究胶州湾海水中的硼,胶州湾表层海水中硼的浓度为３．２４ ～３ ．８７ｍｇｋｇ－ １ ,Ｂ／Ｃｉ比值为０ ．１８１ ～０．２１５ ,平均值为０ ．２０４ ±．０ ．００９ 。Ｂ／Ｓ比值为０ ．１００～０ ．１２０,平均值为０ ．１１３ ±０．００５。湾内硼的分布,低值区在李村河口沧口湾附近,而在湾的东西两侧、东北角及湾口区域海水中硼浓度则较高。湾内海水中的硼主要靠湾外海潮输入。因湾内无常年径流流入,盐度分布变化小,硼浓度随盐度及氯度变化不明显。相对于北黄海水,胶州湾海水硼平均迁出量８．６５％ ,胶州湾海水中的硼表现为非保守性质。     

博贺湾海域海水和生物重金属污染特征和评价

为减少重金属污染和保护海洋生态环境,文章基于2014年10月博贺湾海域的调查数据,分析海水和生物的重金属污染情况,并采用内梅罗指数和目标危险系数评价海水质量和人类食用海产品而摄入重金属的潜在健康风险。研究结果表明:博贺湾海域海水重金属含量总体较低,大部分符合一类海水水质标准;Pb的空间分布不均匀,高值区主要分布于莲头岭附近站位,很有可能是受港口区和产业园区排污的影响;水质等级为较清洁和清洁,海水重金属污染的整体程度较低;生物重金属含量大部分符合一类海洋生物质量标准,生物质量总体较高,其中软体类的重金属含量整体较高且Pb和Cd含量较高,鱼类的重金属含量整体较低但Hg含量较高,所有生物的Cu和Zn含量均较高;各生物重金属污染的目标危险系数均小于1,人类食用生物样品的海产品而摄入重金属没有潜在健康风险。     

钦州湾东部近岸海域秋季水质模糊综合评价

基于2011年秋季钦州湾东部近岸海域的水质调查数据,利用单因子标准指数法及模糊综合评价模式对钦州湾东部近岸海域海水水质现状进行综合评价。结果表明:钦州湾东部近岸海域秋季海水中DO,COD,BOD5,PO4-P,DIN,石油类,Cu,Pb,Zn,Cd,Cr,As,Hg的平均浓度分别为:6.34 mg/L,1.10 mg/L,0.74 mg/L,0.02 mg/L,0.26 mg/L,0.023 mg/L,2.2μg/L,1.1μg/L,4μg/L,0.14μg/L,0.2μg/L,0.68μg/L,0.036μg/L。该海域海水中DO,COD,BOD5,石油类,Cu,Pb,Zn,Cd,Cr,As,Hg的平均浓度均符合国家一类海水水质标准,PO4-P和DIN的平均浓度超出了一类海水水质标准。以单因子标准指数法进行评价,钦州湾东部近岸海域水质级别为II级。以模糊综合评价模式进行评价,钦州湾东部近岸海域水质级别为I级。PO4-P和DIN是钦州湾东部近岸海域秋季海水中的主要污染物。     

基于二维经验模态多波束测深插值算法比较

针对多波束水深数据非线性、非平稳性的特点,尝试将二维经验模态分解方法(BEMD)引入到多波束水深数据处理中,考虑不同包络面插值方法对二维经验模态分解结果的影响,比较了几种不同插值方法对于包络面插值精度以及筛分的标准偏差结果影响,并经过实测多波束水深数据的实验验证与分析,总结出适合应用于多波束水深数据二维经验模态分解方法的包络面插值方法。