海洋沉积物重金属生态风险评价方法比较及实例验证——以莱州湾为例

利用2016年8月份莱州湾沉积物中Hg、Cd、Pb、Cu、As、Cr、Zn监测数据,分别利用单因子污染指数法、潜在生态风险指数法、地积累指数法、沉积物质量基准法、尼梅罗综合指数法、污染负荷指数法等6种沉积物重金属风险评价方法进行评价,以比较沉积物重金属生态风险评估方法的适用性与局限性。结果表明,莱州湾表层沉积物中,重金属Hg、Cd、Pb、Cu、As、Cr和Zn含量分别为0.077 4 mg/kg、0.169 mg/kg、12.1 mg/kg、11.9 mg/kg、11.6 mg/kg、31.1 mg/kg、45.3 mg/kg。不同方法在莱州湾沉积物风险评价结果上存在差异。单因素评价方法中,单因子污染指数法、潜在生态危害指数法、尼梅罗综合指数法的评价结果适中,地累积指数法评价结果偏轻,沉积物质量基准法评价结果偏重。Hg、As、Cd元素的污染评价结果均较大,为主要的污染元素;综合因素评价方法中,污染负荷指数法评价结果风险偏轻,潜在生态危害指数法评价结果适中,内梅罗综合指数法评价结果则倾向偏重。沉积物重金属含量与底栖生物的丰度、生物量的pearson相关系数表明,Hg与底栖生物的生物量呈现显著负相关。6种方法都有自身优缺点和适用范围,但潜在生态危害指数法更适合莱州湾沉积物重金属风险评价。     

渤海湾表层沉积物元素地球化学分布特征与影响因素

对取自渤海湾的307个表层沉积物进行了元素测试和粒度分析。渤海湾表层沉积物的常微量元素呈现4种组合:富集于粗粒沉积区的SiO_2、Na_2O亲碎屑元素组合;富集于细粒沉积区的以Al_2O_3和重金属元素为代表的亲黏土元素组合;与缺氧环境有关的MnO、V、TOC元素组合和与河流输入有关的陆源CaO、TiO_2元素组合。粒度粗细主导了渤海湾元素含量分布的整体格局;海域河流物源供应不同较大影响了渤海湾南部(富Na_2O、CaO和SiO_2)和北部(富Ba和P_2O_5)在元素含量上的差异;高流速潮流对海底的冲刷再分配导致曹妃甸南侧Sr、Ca元素的条带状富集异常;有机质在细粒沉积区的富集导致缺氧环境的形成和K_2O、Mn、V、自生黄铁矿的海洋自生化学沉积;人类活动导致以Pb为代表的重金属污染在河流入海口、港口及沿岸海域的元素分布异常;曹妃甸沙坝内侧的泻湖(海洋钙质生物沉积)与沙坝外侧水下岸坡(陆源碎屑沉积)的截然不同的物源,导致了独特地貌沉积环境下元素分布的局部差异。     

西沙湾工程波浪推算及波浪场数值模拟

本研究根据崇武水文站1976—2007年共31 a的波浪观测资料,使用皮尔逊Ⅲ型频率曲线进行拟合分析,推算出崇武在不同重现期条件下的特征波浪要素,再将其作为外海波浪要素输入,通过基于椭圆型缓坡方程的CGWAVE近岸波浪数值模型,模拟西沙湾的重现期波浪场,得到其设计波浪要素,得到较为合理的计算结果。西沙湾的海底地形强烈地影响近岸波浪,导致了波高和波向的不均匀分布特征,岛屿和礁石都是天然屏障,东侧水域受龟屿及闽台码头的掩护,波浪反射、绕射明显,对避风坞起到了有效的保护作用。此外,对于不同地质的边界,反射系数不同使得近岸波高分布有较大差异。     

粤港澳大湾区海洋经济创新发展研究

海洋经济创新发展对粤港澳大湾区创新驱动、打造具有国际竞争力的科技创新中心具有重要意义。文章介绍粤港澳大湾区当前的海洋经济创新发展情况及其优势和不足,从构建大湾区海洋创新发展产业链、驱动陆海科技创新一体化、完善科技创新驱动体制机制和推动科技金融服务蓝色经济发展等方面,提出粤港澳大湾区海洋经济创新发展的突破要点和路径。     

象山港海域分区评价方法研究

文章根据2011-2018年在象山港海域调查的象山港水文、水团、水环境、沉积物环境、生物生态等调查数据,将象山港海域划分为若干个具有不同生态变化特征的区域,研究象山港海域内的空间异质性,以便剖析各区域环境的问题。研究发现：象山港水交换特征、水团分布、水环境、沉积环境和生物生态特征将象山港划分为A、B、C、D、E 5个区评价较为合理。该方法可以有效并合理地对象山港海域做出评价,并为相关海洋科学工作者和管理者提供科学依据。     

钦州湾海洋环境的富营养化水平评价及其对浮游植物叶绿素a的影响

文章通过钦州湾现场调查资料,分别利用单因子污染指数法和富营养化指数法对湾内水质的污染状况和富营养化水平进行评价,并分析讨论不同的富营养化水平条件下浮游植物叶绿素a的响应。结果显示,钦州湾的污染状况和富营养化程度从湾顶至湾外呈现由重至轻的梯度变化,并出现两个“极端区域”：茅尾海化学需氧量（COD）和营养盐的污染指数劣于三类海水水质标准并重度富营养化;外湾污染指数符合一类海水水质标准并贫营养化。分析表明,茅尾海的重度富营养化是由河流输入、相对封闭的地形以及过度的牡蛎养殖造成,而外湾的贫营养化则主要归因于较少的水产养殖和陆源污水排放以及大量的浮游植物对磷酸盐的消耗。叶绿素a在这两个区域均呈现低值,茅尾海内主要是由于贝类滤食大粒径浮游植物和真光层深度下降引起,而外湾则是氮磷比（N/P）失衡,浮游植物生长受磷限制导致。另外,核电站温排水有可能是导致叶绿素a较高的原因。减少茅尾海内的养殖规模,种植红树林,集中污水于外湾排放,加强温排水口的水质监控是保证钦州湾海洋生态环境可持续发展的手段。     

无居民海岛前大连岛的原自然海岸特征

确定自然海岸特征是海岸修复中的重要内容,但是在开发后弃管的无居民海岛却面临缺少历史资料参考的困难。在大连普兰店湾中部前大连岛的研究证明,依据历史影像和现存海岸地质地貌情况可以分析确定原自然海岸位置及性质。1972年KH 卫星影像表明当时的前大连岛仍然保持自然海岸形态,海岸位置在2020年海岸后 方的岛屿陆域内部。结合2020年海岸地质考察结果可以进一步确定1972年的前大连岛东部、西部分布海蚀崖形式的基岩海岸,南部、北部则分布砾石质海岸。1972—2020年,前大连岛自然海岸全部变化为人工海岸,海岸长度也从约2.38 km 增加至约3.12 km。     

考洲洋海域水质季节变化及评价方法初步研究

文章于2018年1月（冬季）、4月（春季）、7月（夏季）、10月（秋季）对我国考洲洋海域海水中的溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、无机氮（DIN）、活性磷酸盐（DIP）4个主要海水水质因子进行了综合调查。结果表明,4个水质因子DIP、DIN、COD、DO的平均浓度由高到低的季节变化分别为：冬季（0.058 mg/L）、春季（0.046 mg/L）、夏季（0.009 mg/L）、秋季（0.006 mg/L）;冬季（0.465 mg/L）、春季（0.171 mg/L）、夏季（0.064 mg/L）、秋季（0.040 mg/L）;夏季（1.57 mg/L）、冬季（1.26 mg/L）、秋季（1.22 mg/L）、春季（0.89 mg/L）;冬季（11.70 mg/L）、夏季（7.41 mg/L）、秋季（7.36 mg/L）、春季（7.18 mg/L）。评价结果显示,春季和冬季主要超标因子为DIP和DIN,夏季超标因子为DIP,秋季水质因子均满足要求。同时,本研究利用单因子标准指数法、富营养化指数法和有机污染评价指数法对考洲洋地区水质状况进行评价并对其进行初步比较和分析,结果表明,3种方法在季节性变化上的评价结果基本一致（由高到低均为:冬季、春季、夏季、秋季）,然而,同一季节不同评价方法的超标站位比例不同（单因子指数法:冬季占100%,春季占80%,夏季占10%,秋季则无;富营养化指数法:冬季占90%,春季占70%,夏季和秋季均为无;有机污染指数评价法:冬季和春季均占80%,夏季和秋季均为无）,比较分析表明,3种评价方法具有不同的评价作用和适用性。     

Tropical Cyclone Genesis Potential Index for Bay of Bengal During Peak Post-Monsoon (October-November) Season Including Atmosphere-Ocean Parameters

Several studies on tropical cyclone genesis potential index (GPI) mainly using atmospheric parameters (relative/absolute vorticity, relative humidity, vertical wind shear, potential instability, vertical velocity etc.) have been reported earlier. Though the ocean plays a vital role in the genesis and intensification of cyclones, no ocean parameter has been included in most of the studies. In this study, we have made an attempt to develop a new GPI for Bay of Bengal during peak post-monsoon (October-November) season including upper ocean heat content (UOHC) using the data for the period 1995–2015. It is found that the new GPI is better correlated with the total number of depressions, cyclones and severe cyclones (TNDC) compared with the existing GPI which was developed for the north Indian Ocean and presently used by India Meteorological Department (IMD), New Delhi. The correlation has significantly enhanced (r=0.86:significant at >99% level) by using the first differences [year(0) –year(?1)] of the time series data. Since, the new GPI which considers atmosphere and ocean (UOHC) parameters, it appears to be more suitable for Bay of Bengal during the peak post-monsoon season.     

Upper Ocean Four-Dimensional Variational Data Assimilation in the Arabian Sea and Bay of Bengal

A regional ocean circulation model with four-dimensional variational data assimilation scheme is configured to study the ocean state of the Indian Ocean region (65°E–95°E; 5°N–20°N) covering the Arabian Sea (AS) and Bay of Bengal (BoB). The state estimation setup uses 10 km horizontal resolution and 5 m vertical resolution in the upper ocean. The in-situ temperature and salinity, satellite-derived observations of sea surface height, and blended (in-situ and satellite-derived) observations of sea surface temperature alongwith their associated uncertainties are used for data assimilation with the regionally configured ocean model. The ocean state estimation is carried out for 61 days (1 June to 31 July 2013). The assimilated fields are closer to observations compared to other global state estimates. The mixed layer depth (MLD) of the region shows deepening during the period of assimilation with AS showing higher MLD compared to the BoB. An empirical forecast equation is derived for the prediction of MLD using the air–sea forcing variables as predictors. The surface and sub-surface (50 m) heat and salt budget tendencies of the region are also investigated. It is found that at the sub-surface, only the advection and diffusion temperature and salt tendencies are important.