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%。     

渤海氮磷营养盐和叶绿素浓度时空分布数值模拟与富营养化评估

当前渤海富营养化风险仍居高不下,严重制约了环渤海社会经济可持续发展。开展近海富营养化评估与趋势分析是国家生态安全保障的需求, 其难点在于富营养化评价要素长期演变进程高质量数据的获取。基于HAMSOM海洋生态模型, 通过修正溶解有机氮(dissolved organic nitrogen, DON)的难/易降解组分降解动力学形式, 构建了适用于富营养化评估与趋势分析的渤海三维水动力/生物地球化学耦合模型。利用2019年渤海春、夏、秋、冬四个季节DON、溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen, DIN)、溶解无机磷(dissolved inorganicphosphorus, DIP)和叶绿素a(chlorophyll a, chl a)调查结果, 对模型进行了校正, 并利用1980年至2020年的长期调查结果进行了验证, 模拟结果与调查结果相比较, 在数值大小和变化趋势上均吻合较好, 相对标准偏差、相似性系数和Kappa系数分别为24%、0.77和0.60。利用模型模拟计算的DIN、DIP、DON和chl a长期演变进程数据, 计算了营养状态质量指数(nutritional quality index, NQI)。结果表明, 当前渤海富营养化状态整体上处于贫营养状态, 但在渤海湾、辽东湾和莱州湾湾底近岸海域处于富营养状态, 季节上5~10月份处于中等富营养化状态, 从长期变化趋势看, 渤海整体上富营养化状态趋于改善。与复合富营养化指数(compound eutrophication index, CEI)对比表明, 渤海富营养化评估按NQI计算结果与按CEI计算结果相当吻合, 相似性系数为0.83。文章建立的渤海富营养化评估方法具有较高可靠性, 可用于渤海富营养化评估。     

离子交换剂直接比色法测定海水中的铀

海水中铀浓度约为3.4μg/l。常用的测定方法有:同位素稀释法、荧光法和分光光度法等。应用最多的是后者,但需要经过预富集步骤,如用α—亚硝基—β—萘酚、碱式碳酸锌、水合氧化钛等共沉淀,或用阴离子交换树脂螯合树脂等分离浓缩后,再用分光光度法或荧光光度法进行定量分析。这些方法,存在着操作烦琐、时间过长等问题。     

Influential factors on the exchange rate of dissolved inorganic nutrients at the sediment-water interface in Jiaozhou Bay,China

Incubation experiments are carried out to study the exchange rates of dissolved inorganic nutrients including silicate, phosphate, ammonium, nitrite, and nitrate （^vSiO3-Si,^vPO4-P, ^vNH4-N, ^vNO2-N and ^vNO3-N） at the sediment-water interface in the Jiaozhou Bay. Major factors influencing the exchange rates are discussed in detail, which include the dissolved inorganic nutrient concentrations in porewater （Cpw）, water and clay contents, and grain size of the sediments （CH2O, Cclay and GSsed）. The results may provide insight into the dynamics of nutrient transport and the environmental capacity of nutrients in Jiaozhou Bay, and should be beneficial to solving the problems caused by excessive nutrient input this area.     

胶州湾海底沉积物-海水界面磷酸盐交换速率和通量研究

根据交换速率连续函数计算法,应用实验室培养法测定了PO_4-P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,PO_4-P的交换主要表现为由沉积物向水体的释放,其交换速率一般在 0.1～90 μmol·m~(-2)·d~(-1)范围内。根据 PO_4-P在不同类型沉积物-海水界面上的交换速率,估算出其在胶州湾海底沉积物-海水界面上的交换通量为 9.76×10~6mmol·d~(-1),仅占河流输入量的 24％,可提供浮游植物生长所需磷的 9％±3％。     

基于活体荧光的藻类识别测定技术

以研制使用单色发光二极管为光源的浮游植物荧光自动监测仪为目标,针对12种我国近海常见浮游植物种,选取12个激发波长点(400、430、450、460、470、480、490、510、525、550、570、590nm)的浮游植物活体叶绿素荧光激发光谱作为特征谱,建立多元线性回归模型,采用非负最小二乘法加以解析.实现了各门类浮游植物的识别测定,特别是硅藻和甲藻的识别测定.所测样品中,单门类浮游植物样晶共有79个,识别正确率为96%,回收率≥68%,其中85%的浮游植物样品回收率≥80%;多门类浮游植物的混合样品共有17个,识别正确率为76%,回收率≥74%.     

基于费效优化模型的小清河流域入海总氮污染物治理措施初步研究

本文以小清河流域的源区计量单元为研究对象,在分析每个源区计量单元的类型及超压情况的基础上,以费用最小化为目标函数、水质达标为约束条件,建立水污染治理措施费效优化模型,并应用于小清河流域。最终实现小清河流陆源TN污染物治理措施优化,既达到水质目标又兼顾公平、效率原则。计算结果表明,小清河流域需减少施肥量2 900t,污水处理系统需扩建6 300万m~3,从而小清河入海口总氮排放量可减少3 613t,其中通过施肥管理使污染物产生量减少2 916t,通过公共污水处理系统扩建增加工程削减量697t,所需的最低总工程投资15亿元。     

石油烃污染物对海洋浮游植物生长的影响--实验与模型

本文应用 1次培养实验方法 ,研究了 No.0柴油石油烃污染物对 6种海洋浮游植物生长的影响 ,结果表明 ,高浓度石油烃污染物 (CPH>1.0 5 mg· dm-3 )对裸甲藻 ,新月菱形藻 ,三角褐指藻 ,小球藻和亚心形扁藻的生长有抑制作用 ,对于中肋骨条藻 ,石油烃污染物浓度在高于 1.96 mg· dm-3 时抑制其生长。但低浓度石油烃污染物则易促进赤潮藻类 (裸甲藻 ,新月菱形藻 ,中肋骨条藻 )的生长。在 Logistic生长模型的基础上 ,结合 L orentz方程和 Exponential方程 ,引入石油烃污染物浓度项 ,建立石油烃污染物条件下的海洋浮游植物生长的模型。Lorentz方程可描述石油烃污染物对浮游植物生长速率参数的影响 ,Exponential方程可描述石油烃污染物对浮游植物生物量的影响 ,并且实验验证了该模型     

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%。