粒度分析理论技术进展及其应用

粒度分析在区分沉积环境、判定物质输运方式、判别水动力条件和分析粒径趋势等方面具有重要作用。本文主要介绍粒径测试技术方法及其新进展,包括传统的直接测量法、筛析法、沉降法和以计算机为依托的激光粒度测试仪法;评述沉积物分类命名方法理论及其在区分沉积环境、判定物质输运方式和判别水动力条件等方面的应用,以及粒度分析在研究海洋环境中沉积物输运方向、即粒径趋势分析方面的重要作用。随着计算机技术的快速发展,粒度分析测试技术正朝向自动化和测试内容多样化方向发展,其在实践中的应用也将更加广泛。     

山东芝罘湾表层沉积物重金属含量与环境质量评价

采取烟台芝罘湾海域110个海底表层沉积物样品,对其进行重金属(Hg、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Ni)元素分析,研究其空间分布特征及污染情况。结果显示,烟台市芝罘湾海域重金属污染物基本集中在芝罘岛周边一带,而莱山及牟平以东海域重金属含量较低。重金属含量等值线大致平行于海岸。本文环境质量评价方法主要为综合污染指数法等。评价结果显示,研究区大部分海域环境质量较好,特别是莱山区及牟平区近海海域达到了清洁级别,芝罘岛周边海域污染级别为轻污染-污染,芝罘岛西部小范围海域达到重污染级别。此外,相关分析表明重金属分布受粒径大小的影响比较显著,个别重金属元素之间也具有一定的相关性。本研究首次对芝罘湾海域底质重金属环境质量进行客观评价,能准确地切入地方需求,为服务地方经济建设及海洋生态文明建设作出了重要贡献。     

黄河三角洲滨海湿地演化及其对碳与营养成分的扣留

2007年在黄河三角洲布设了一口24.6m的浅钻ZK1,对获取的岩芯样品进行了详细的沉积学观测及含水量、有机碳、总碳和营养成分的实验室分析测试。通过ZK1孔的地层分析,将其划分为7种沉积环境,揭示了滨海湿地地质演化过程。并利用AMS 14C测年方法,结合黄河改道的历史记录,运用历史地理学和沉积地质学综合分析的方法对黄河三角洲沉积环境进行了年代划分,并计算了黄河三角洲不同沉积环境沉积物的沉积速率和碳的加积速率。结果表明:总碳和有机碳与除硫和磷元素以外的各营养成分都呈良好的线性相关(R20.7,Ρ0.05);碳、氮、磷的加积速率与沉积物的沉积速率呈极显著正相关关系(R20.95,Ρ0.01),沉积物的沉积速率是碳、氮、磷的加积速率的主控因素;虽然现代黄河三角洲沉积物有机碳浓度较低(1%),但由于沉积物的高沉积速率,现代黄河三角洲沉积物有机碳的平均加积速率达到648.1g/(m2·a),远高于世界其它高有机碳浓度的湿地,因此是很好的碳汇地质体。     

黄河三角洲滨海湿地健康条件评价概念模型

滨海湿地健康与生物学特征主要取决于区域上的水文与盐度体制以及景观尺度上的土地利用现状。然而,由于滨海湿地条件评价的指标和标准并不十分清楚,因此,对滨海湿地系统条件进行评价,目前仍是环境科学的难点。中国地质调查局（CGS）青岛海洋地质研究所与美国地质调查局湿地研究中心合作先后为美国密西西比河下游生态环境及中国黄河三角洲（YRD）滨海湿地评价建立了概念模型。本文将陈述YRD湿地评价的概念模型。此模型的建立在于确定滨海湿地当前的条件和随时间改善或退化的过程,以及确定优先管理的区域。CGS项目之所以选取YRD作为滨海湿地的研究对象主要是因为它具有重要的生态意义。由于上游来水减少或黄河断流,该区湿地生境十分脆弱。本文提出此概念模型可为今后湿地条件评价指标确定、调查研究活动和数据采集提供指导。通过该模型的构建,使环境变化可用具体指标来度量,从而服务于滨海湿地生态系统的保护与管理活动。     

我国滨海湿地保护的地学问题与研究任务

滨海湿地是大陆边缘淡水输入与潮汐作用的产物,同时它可通过生物薄膜、沉积物的生物扰动、浪和流的振动、沉积物的有机物富集以及营养盐的循环终结对生物因素的控制作用进行反馈.在过去的十几年中,人们对滨海湿地功能的认识得到快速提高,并且对不同气候带的滨海湿地的地貌过程、水动力特征、生物反馈以及指示人类活动干扰的代理指标有了足够深...     

青岛鳌山湾海区营养结构分析与营养状况评价

根据2004年6月中旬在鳌山湾海区所取得的底层海水营养盐资料，分析了青岛鳌山湾海区营养盐的平面分布特征；运用绝对限制法则和相对限制法则确定了鳌山湾海区的营养盐限制因子；采用营养状态综合指数法和分类分级富营养化评价模式对鳌山湾海域的营养状况进行了评价。结果表明：鳌山湾营养盐限制因子为磷（P），该海区由缺氮转变为缺磷，营养盐结构发生了根本性变化，且该海域无富营养化现象，水质较好。     

中国湿地资源与开发保护现状及其管理建议

【研究目的】中国作为世界上湿地类型最齐全的国家之一,湿地面积5360.26万hm2,位居世界第四,但近几十年来随着人口迅猛膨胀和经济快速发展,中国面临着湿地保护与经济发展的矛盾冲突,分析中国湿地资源与开发保护现状及其退化原因是研讨湿地管理对策的前提。【研究方法】本文在分析中国湿地资源特征及其开发保护现状的基础上,系统总结了中国湿地损失和退化的驱动因素,由此提出中国湿地管理建议。【研究结果】中国湿地资源丰富,其在发挥水质净化、蓄水防洪、气候调节等功能的同时,为地方经济发展和当地居民提供了丰富的资源保障,并由此发展了一系列具有良好经济效益和社会效益的利用模式。同时中国高度重视湿地保护,颁布和实施了一系列湿地保护政策和工程,湿地保护率达52.65%。然而在人类活动和气候变化双重影响下,中国湿地面积萎缩现象仍然普遍存在,且在湿地保护修复管理实践中仍存在许多科学问题需要解决。【结论】当前中国湿地损失和退化趋势依然严峻,为进一步加强湿地保护,必须强化地球系统多学科的综合研究,同时需考虑经济可行和社会需求问题的约束,从而制订一个能满足社会经济发展要求且生态科学合理的可持续管理方案。     

胶州湾水生系统中Pb、Zn 的分布特征及其在生物体中的浓缩

利用在胶州湾采集的47组同站位多介质样品,进行了痕量金属Pb、Zn及其它环境因子的化学成分测试,讨论了胶州湾水-沉积物-生物系统中Pb、Zn的生物地球化学总体特征及其在各介质平面上的分布,揭示了胶州湾水-沉积物-生物系统对陆源物质输入的响应.垂向上表层沉积物是Pb、Zn组分的富集带,该系统中的生物相对于其所处水环境具有显著的富集作用,生物体中Pb、Zn生物浓缩系数分别为36、935;横向上,Pb、Zn在底层水和沉积物介质中的分布主要受控于河口,即高值区分布于胶州湾的各个主要河口区,特别是在沉积物中金属组分浓度的高值区主要集中分布于胶州湾的东部.而孔隙水中Pb、Zn的高值主要分布于水交替较弱的海域,如红岛前缘.但生物体中的痕量金属组分化学场空间分布规律与上述各介质的化学场均不吻合,亦即是生物体中痕量金属组分的浓度与其所处环境中的同名金属组分浓度无关.作者认为,生物对痕量金属组分的富集并不简单地取决于它所处环境介质中同名金属组分的总量,而存在形态上的选择性.通过回归分析揭示了孔隙水对生物体中Pb、Zn的富集贡献较大.     

辽河三角洲沉积物工程地质特征分析

基于小凌河、大凌河、双台子河、大辽河附近的钻孔资料,分析了4条河流附近的沉积物组成以及工程地质特征。结果表明,辽河三角洲地区沉积物为粉土、黏土和砂土为主,在小凌河地区14 m以下地层出现了厚度达16 m的砾石层;辽河三角洲小凌河和大凌河地区浅部地层有一层超过1 m的淤泥层,工程性质较差,除淤泥层外,其他地层含水量一般不超过30%,以中低压缩性土为主;辽河三角洲地区的承载力特征随着深度的增加而增大;在桩径为1 200 mm,壁厚24.0 mm的钢管桩情况下,辽河三角洲地区30 m深度处地层单桩极限承载力的最大值均可达到9 000 k N,但在淤泥层、粉质黏土和黏土层的承载力出现急剧减少的现象,在工程建设中应根据实际情况选择合适的持力层。研究成果对该地区的陆地工程建设和防灾减灾具有重要的指导意义。     

渤海西北近岸海域表层沉积物重金属污染及评价

对取自渤海西北近岸海域的189个表层沉积物进行了重金属元素、粒度和有机碳(TOC)分析,查明了研究区重金属的分布特征和潜在污染水平。结果表明,As、Cr、Pb、Zn的空间分布比较均衡,Cd、Cu、Hg的空间变异系数较大,低值区都集中在昌黎沿海海域,高值区基本都集中在沿岸河口位置,总体上呈现出由西北部沿岸海区向东南降低的趋势。Cu、Cr、Pb、Hg与黏土含量、TOC之间表现出较强相关性。Pearson相关分析表明,黏土是重金属元素的主要载体,TOC是控制重金属元素的次要因素。根据地质累积指数法(Igeo)评价得出,渤海西北近岸海域仅在个别区域受到轻微污染,大部分区域沉积物底质环境良好。重金属富集因子(EF)显示研究区沉积物污染程度明显高于Igeo计算结果,多数重金属元素均处于中度污染水平,这可能与计算EF值时所取的区域背景值存在偏差有关。两种重金属元素评价方法同时表明Hg元素在沿岸河口位置存在一定程度污染,这与陆上人类经济活动向河口排放的污染物质经河流排入海有直接关系,说明人类经济活动给沿岸水域造成了一定程度的污染。