大洋多金属结核矿区沉积物土工性质

利用1994年大洋多金属结核调查所获得的土工资料,结合以往有关资料进行了综合分析。研究了大洋沉积物类型、沉积物土工性质、土质强度等,为未来海底工程设施和多金属结核开采设备的设计与制造提供依据。     

基于声波探测海底浅层沉积物特性的方法研究

利用声波在水中的传输特性进行海底浅层沉积物特性的探测。在实践应用中有实验室方法、现场测量方法和海底声学遥测方法,并研制出大量的仪器。由于海上和海底实际条件的限制,声波探测方法都存在一定的不足之处,由此提出了声衰减测试沉积物特性以及建立实验室模拟海底环境探测方法的设想。     

水流作用下沉积物中多环芳烃的释放过程研究

采用环形水槽研究了沉积物中多环芳烃(PAHs)的释放过程,通过测定水相PAHs浓度考察不同流速下沉积物中PAHs释放情况。试验结果表明,沉积物中PAHs释放速率和释放量受水流流速影响很大,总体上∑PAHs浓度随水流流速增加呈上升趋势,从开始静水时的5.602 ug/L增加到流速为60 cm/s时的22.158 ug/L;各层∑PAHs浓度随流速增加变化趋势有所不同,表层和中层∑PAHs浓度随水流流速的增加呈现上升后下降的趋势,当水流流速分别为20 cm/s和25 cm/s时,表层和中层最大浓度分别为1.816 ug/L和1.902 ug/L;底层呈逐渐上升的趋势。各物质随水流变化表现出的变化趋势略有不同,各层苊烯和蒽浓度随水流作用变化不大,萘、苊、菲、荧蒽、芘和屈随水流变化总体上呈现上升后下降的趋势。研究还发现沉积物再悬浮引起PAHs释放的同时伴随着沉积物对PAHs的吸附过程。     

大连湾附近海域表层沉积物粒度特征及水动力环境指示

对大连湾、大窑湾外及其附近海域表层沉积物进行了粒度分析,揭示了该区域大致的沉积特征。结合相关的地质水文资料,探讨了其控制因素,同时对沉积环境进行了初步分析。研究区沉积物粒度组分以砂(平均含量34%)和粉砂(平均含量52%)为主,粘土含量比较少(平均含量14%),且主要分布在研究区中部水下台地之上,各组分相对含量呈东西向条带状分布,与地形分布趋势较为一致。北部近岸水下岸坡区,水深较浅,距离物源区较近且水动力条件复杂,沉积物粒度较粗;向南随水深增加水动力减弱,东部为一水下台地,沉积物粒径偏细。分选较好,粉砂和粘土组分在该区域最为富集,沉积物可能来自于通过东部海域自西向东进入研究区的远源物质;研究区南部水深增加,又出现一水下岸坡,其下地形趋于平坦,该区域在黄海环流体系的作用下,接受了较多来自包括山东半岛水下三角洲的粗颗粒物质。     

南大西洋沉积物中多环芳香化合物的组成特征研究

10 samples of sediments obtained from the South Mid-Atlantic Ridge were measured for the abundances and distributions of polycyclic aromatic compounds(PAHs). The total concentrations of PAHs(∑PAHs) ranged from 2.768 to 9.826 μg/g dry sediment. The ∑PAHs was higher in sample 22V-TVG10 and sample 26V-TVG05 which were close to hydrothermal fields, with the lowest value in sample 22V-TVG14 which was farthest from hydrothermal fields, suggesting a probable hydrothermal origin of ∑PAHs of samples. Approximately nine kinds of PAHs were identified, and low molecular mass tricyclic and tetracyclic aromatic compounds were predominant in the samples. The concentrations of fluoranthene which were typical as hydrothermal alteration compounds were the highest among PAHs with dry weight between 0.913–3.157 μg/g. The phenanthrene homologue was most abundant in the samples, and the ratios between parent phenanthrene and methylphenanthrene which probably reflected the degree of hydrothermal alteration ranged from 0.097 to 1.602. The sample 22V-TVG10 possessing a maximum ratio value showed the intense influence of the hydrothermal alteration on this sample, which might further imply that PAHs in sediments were mainly derived from the hydrothermal alteration.     

海底沉积物纵波波速与物理-力学性质的理论关系和比较

本文提出以密度变化比和等效弹性模量变化比为参数描述海底沉积物纵波波速,得到密度变化比是由孔隙率、海水密度和海底沉积物固相密度构成的复合参数,建立了以复合参数和等效弹性模量变化比为变量的泰勒多项式海底沉积物纵波波速公式。基于单因素分析法得出纵波波速可表示为参考声速与调制函数的乘积,沉积物的参考声速由海底底质物理性质确定,建立了复合参数-声速的近似理论模型。对该理论模型与现有的主要纵波波速经验公式的分析结果表明,孔隙率-纵波波速经验公式只是参考声速不同,但调制函数是互相等效的,验证了本文海底沉积物纵波波速理论关系的有效性。     

福建省兴化湾、九龙江河口和东山湾潮间带沉积物岩心碘研究

用碱熔法处理样品,水沥取,用分光光度法测量了采集自福建省兴化湾、九龙江河口和东山湾3个海湾潮间带沉积物岩心的碘分布。兴化湾、九龙江河口和东山湾3岩心中的碘含量分别为2.5~43.7,17.3~39.6和11.3~29.1 mg/kg。3个沉积物岩心中的碘含量稍高于福建省的土壤的碘含量,与我国海域的沉积物碘含量在同一水平,但明显低于文献报道的开阔海域沉积物的碘含量。兴化湾和东山湾沉积物中的碘与有机碳含量有较好的相关性;在九龙江河口采集的岩心中的碘与有机物碳含量的相关性较差。推测海洋源的沉积物碘与有机碳含量相关性较好,而陆源沉积物的碘与有机碳含量相关性较差。     

海底峡谷水动力系统研究

海底峡谷作为海洋中油气勘探的重要指示器和富集场所,研究其复杂的水动力系统变得十分重要。海底峡谷中水动力系统包括了重力流、浊流、潮汐/内潮汐、内波、底层流、上升流和高密度陆架瀑布流(Dense Shelf Water Cascading)等要素,与峡谷外有明显的不同。首次从海底峡谷水动力系统的综合概况出发,研究了水动力作用对峡谷的侵蚀、沉积物的搬运与沉积以及特殊生态系统的塑造,总结分析了峡谷中水动力系统的主要研究手段。结果表明,海底峡谷中的水动力作用由于成因不同,各自的表现特征也不一样;重力流、内潮汐、上升流等水动力作用对峡谷的形态地貌、物质搬运以及生态系统的影响较为显著;对于常用的4种水动力系统的研究方法而言,其研究背景各不相同,且存在一定的局限性。本文为我国海底峡谷水动力系统的研究起到了一定的指导作用。     

福建三沙湾滩涂表层沉积物污染物特征及生态风险评价

为了解福建三沙湾滩涂表层沉积物污染现状,对三沙湾滩涂表层沉积物中7种重金属污染物(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As)、非金属污染物(有机碳、硫化物、油类、总磷和总氮)含量及氧化还原电位Eh、pH值进行了检测及相关性分析,并应用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对其进行综合评价。结果表明,表层沉积物重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As平均含量分别为20.9、49.9、110.4、0.136、46.6、o.028、6.64 mg/kg,油类、硫化物、有机碳、总磷、总氮平均含量分别为36.5 mg/kg、38.4 mg/kg、0.76%、0.42%、0.12%。Eh变化范围在-178~171 mV之间,平均值为-56.4mV,pH的变化范围在6.74~7.06,均值是6.91。除Cu和Zn外,其他各重金属之间没有显著相关性(P0.05);除重金属Cu与有机碳和总氮、Zn与总氮、Hg与油类之间存在着显著或极显著相关关系外(P0.05),其他重金属与非金属污染物之间相关性均不显著(P0.05);非金属污染物之间相关系数较低;Eh与硫化物呈现显著相关(P0.05)。重金属单因子指数依次为Pb(2.00)Zn(1.38)Cr(0.78)Cu(0.70)As(0.44)Cd(0.27)Hg(0.14),Cu、Cd、Hg、Cr、As为低污染,Pb、Zn为中污染;重金属内梅罗综合污染指数平均值为1.53,属中污染水平。单项重金属潜在生态风险参数依次为Pb(9.98)Cd(8.16)Hg(5.52)As(4.43)Cu(3.49)Cr(1.55)Zn(1.38),潜在生态风险指数(RI)为34.51,属于低潜在生态风险。该滩涂属于两种非金属污染物含量超标中的N、P含量超标亚类。