马来西亚东部典型泥炭地河流和河口溶解态锰的地球化学特征与影响因素

本文利用催化动力学分光光度法测定了2016年8月(旱季)马来西亚东部泥炭地河流拉让(Rajang)河及河口溶解态锰(DMn)的浓度和2017年3月(雨季)Rajang、马鲁丹(Maludam)、实文然(Simunjan)、实巫友(Sebuyau)、Samunsam和土马丹(Sematan)河及河口DMn的浓度。Rajang河流域旱、雨季DMn浓度分别为(300.3±305.3) nmol·L^(-1)、(424.3±290.3) nmol·L^(-1),无显著性差异(t-检验,P>0.05)。雨季Rajang河DMn浓度与Maludam、Simunjan、Sebuyau、Samunsam和Sematan河之间无显著性差异,说明马来西亚东部砂拉越(Sarawak)州泥炭地河流DMn空间差异不显著。河口DMn在旱、雨季表现出不同的混合行为,旱季Rajang河口DMn表现为非保守混合行为,在盐度0~20区间存在明显的外源输入,而雨季则表现为保守混合行为。Talang岛周围海域DMn浓度为(51.3±3.9) nmol·L^(-1),高于海南岛和越南东部邻近海域DMn浓度。水团的物理混合、悬浮颗粒物的吸附解吸是影响马来西亚Ssrawak州六条泥炭地河流及河口DMn的主要因素。由于马来西亚泥炭地有机物浓度较高,泥炭地河流中的DMn浓度高于其他气候带河流。Rajang河输送至南海的DMn通量为3.3×10^(6) kg·a^(-1),泥炭地河流对南海DMn浓度具有重要影响。

辽东湾叶绿素a与营养盐分布特征的数值模拟

为探究辽东湾海域内叶绿素a与营养盐的时空分布特征及相互作用机理,基于数值模拟(Delft3D)方法构建了叶绿素a (Chl-a)、溶解氧(DO)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)和活性磷酸盐(PO_(4)^(3-)-P)等生态指标在辽东湾海域的生态动力学模型(Delft3D-ECO),并在验证模型的基础上分析了叶绿素a等生态指标浓度在辽东湾海域的时空变化和分布情况。结果表明:在季节变化上,叶绿素a质量浓度表现为秋季(4.83μg/L)>夏季(4.13μg/L)>春季(3.39μg/L),DO质量浓度表现为春季(9.41 mg/L)>夏季(7.26 mg/L)>秋季(5.84 mg/L),NO_(3)^(-)-N质量浓度表现为春季(0.76 mg/L)>秋季(0.56 mg/L)>夏季(0.50 mg/L),NH_(4)^(+)-N质量浓度表现为春季(0.039 mg/L)>秋季(0.030 mg/L)>夏季(0.026 mg/L),PO_(4)^(3-)-P质量浓度表现为秋季(0.025 mg/L)>夏季(0.020 mg/L)>春季(0.018 mg/L);在空间分布上,辽东湾海域中的叶绿素a、PO_(4)^(3-)-P(春、夏)、NO_(3)^(-)-N(春、夏)质量浓度分布呈东北高、西南低的特点,NH_(4)^(+)-N质量浓度呈研究区域湾顶与湾口高、中部低的特征。研究表明,辽东湾顶部的辽河、大辽河是影响辽东湾海域生态指标浓度时空分布的重要因素,辽东湾海域的营养盐限制作用表现为磷相对限制。

河岸带碎屑饵料起动特性实验研究

以对雅砻江进行采样分析得到的碎屑饵料特性为参考,制备实验碎屑饵料,设计了无碎屑、4.8%、9.1%、16.7%等不同碎屑饵料质量含量工况的模拟河岸,利用实验室可控水流系统探究流速对河岸带碎屑饵料补给起动的影响。结果表明,无碎屑饵料、4.8%、9.1%和16.7%碎屑饵料质量含量所需的起动流速分别为40.2、37.8、35.1和32.4 cm/s。随着碎屑饵料含量增加,向河流补给所需要的起动流速降低。实验条件下,得到碎屑饵料起动流速与碎屑饵料质量含量关系为。计算得到雅砻江锦屏段采样区的碎屑饵料起动流速为39.7 cm/s。研究成果可将传统水生态关注的饵料补给定性分析拓展至与水力学参数关联的定量影响,为河流碎屑饵料补给测算以及河流水生态系统健康保障提供科学数据与支撑。

在线富集纯化法测定海水中10种微量元素

【目的】建立一种通过除盐装置在线富集纯化而测定海水中重金属元素的方法,以解决由海水中高盐基质导致的部分微量元素定量检测困难的问题。【方法】通过以高分子有机聚合物聚苯乙烯-二乙烯基苯(PS-DVB)为基质的螯合柱吸附对高盐基体中的Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、V、U等10种微量元素进行富集,并用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定微量元素含量,评估该方法的精密度、准确度,并探究样品pH对检测的影响。使用该方法检测西太平洋表层海水样品和厦门近岸海水样品中微量元素,评估该方法的实际样品适用性。【结果】分析流程空白中各元素质量浓度在0.001~0.208μg/L之间,检测限在0.002~0.211μg/L之间,标准曲线相关系数r^(2)均大于0.999。海水标准物质(GBW-080040)和河口微咸水标准物质(SLEW-3)的pH为2~6时,测试结果准确度较佳,而碱性样品则不适合直接上机测试。SLEW-3各元素精密度为0.75%~5.98%,GBW-080040各元素精密度为0.10%~0.94%。SLEW-3检测值与理论值的相对误差为-7.46%~11.11%,加标回收率为96.83%~105.17%;而GBW-080040检测值与理论值相对误差为-3.98%~3.72%,加标回收率为93.04%~101.10%。远洋表层海水样品各元素加标回收率为93.25%~111.62%,厦门近岸海水各元素加标回收率为95.89%~107.18%。【结论】该方法适合实时在线同步分析高盐基质样品中Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、V、U等10种微量元素的含量,方法的稳定性、精密度、准确度较高,可应用于实际海水样品的检测,为复杂基质样品中低含量元素的快速检测提供技术支持。

营养物质输入对赤潮发生的影响

以国内外7个典型海湾为例,分析了营养物质输入对赤潮发生的影响。结果表明,陆源污染物排入及海水养殖业自身污染是是近岸海域营养物质输入的主要来源。水体富营养化的不断加剧是赤潮频发的重要原因,而富营养化程度降低的海域发生赤潮的风险也会下降,营养盐比例的改变是浮游植物种类的重要控制因子。

渤海冬夏季营养盐和叶绿素a的分布特征

在2000年8月和2001年1月对渤海进行的两个航次的调查取样的基础上,分析渤海营养盐和叶绿素a的分布特征,各海区营养盐的结构以及营养盐和叶绿素a的关系。结果表明,冬季营养盐的浓度高于夏季,硅酸盐有明显的垂向结构,40多年来渤海中部硝酸盐呈现增加趋势;莱州湾浮游植物生长处于磷限制,其它海区处于氮限制;冬季叶绿素a的浓度也高于夏季,叶绿素a的季节差异可能与夏季浮游动物对浮游植物的大量摄食有关。

东海、南黄海浮游植物粒级结构及环境影响因素分析

对粒径分级叶绿素a含量进行分析,探讨了南黄海和东海海域2000年秋季表层浮游植物的粒级结构特征及其环境影响因素。在整个调查海域范围内,叶绿素a平均含量为0.72 mg.m-3,各粒级浮游植物叶绿素a含量对叶绿素a总量的贡献有显著差异,小型(Microplankton,>20μm)、微型(Nanoplankton,3～20μm)和微微型(Picoplankton,0.45～3μm)浮游植物的贡献率分别为31.2%,49.0%和19.8%。小型浮游植物主要分布在江苏沿岸和长江口附近;微型浮游植物在整个海域的分布较均匀,以浙江沿岸和南黄海东部为高值区;微微型浮游植物主要分布在南黄海中部和东海东南部。通过浮游植物粒径分级叶绿素a和环境因子的相关性分析,发现在调查海域营养盐与浮游植物叶绿素a的相关系数随着浮游植物粒径的增大而从负逐渐变正,说明高的营养盐含量区域较大粒径的浮游植物占有较大优势。依据浮游植物粒径分级叶绿素a和环境因子对调查站位进行的聚类分析结果和海域水团的分布以及卫星遥感图显示的水色差异之间有密切联系,聚类分析方法是研究浮游植物分布和环境因子之间关系的一种有效方法。

大亚湾养殖区营养盐状况分析与评价

研究了1997年春季大亚湾大鹏澳海域及1997～1998年度和1998～2000年春季澳头海域营养盐及其他水化参数的变化。大鹏澳和澳头海域平均DIN含量分别为52.37、115.07μg/L,DIP为5.33、9.19μg/L,DSi为351.81、1068.3μg/L。大鹏澳海域营养状态质量指数(NQI)值多在1.0以下,平均0.97;1998～2000年春澳头海域NQI平均值分别为1.94、1.63、1.51。从1997年澳头海域水质状况来看,春夏季节水质污染程度较高,秋冬季节较低。研究结果表明:大亚湾海域整体水质良好,而且大鹏澳海域水质优于澳头海域,但近岸海区和养殖区已受到一定程度的污染,水质已接近中营养型水平。

红海湾水域溶解氧、pH值、盐度和营养盐分布特征及相互关系研究

通过1998年6月对广东省红海湾海水养殖水域环境因子的调查,阐述了海水中溶解氧、盐度、pH值和营养盐的分布特征及其变化规律并讨论了它们之间的相互关系,结果表明,溶解氧及海水pH值随温度由北(除15～17号站)向南(除6号站)增高而增高.同时证实了光合作用是导致溶解氧含量和pH值增高的主要原因.而营养盐与盐度呈密切的负相关.浮游植物总量随营养盐由北向南降低而明显增高.

吹扫-捕集-气相色谱法测定海水中氯甲烷和溴甲烷

建立了海水中CH3Cl和CH3Br的吹扫-捕集-气相色谱分析方法,确定了最佳实验条件:吹扫时间12min、吹扫气流速50mL/min、吹扫温度40℃、干燥剂Mg(ClO4)2、液氮捕集、沸水解吸2min。本方法对CH3Cl和CH3Br的检出限分别为2.7和0.3pmol/L,相对标准偏差分别1.9%和7.1%,回收率分别为89%～97%和75%～85%。对海水样品保存方法的可靠性和准确性进行了现场研究,结果表明:在24h内样品浓度没有明显变化,在现场调查过程中,一般6h内可测定完毕,因此本方法可以得到准确结果。同时应用本方法对胶州湾表层海水样品中的CH3Cl和CH3Br进行了测定,其浓度范围分别为130～346pmol/L和3.90～20.7pmol/L,和文献报道的其它沿岸水体中的浓度一致,表明本方法能够满足海水中CH3Cl和CH3Br浓度测定的要求。

长江口海域春夏季溶解氧分布特征及其相关因素分析

根据2006年5月10日~6月3日和8月13日~9月23日对长江口30°30′N^31°45′N,123°00′E以西海域两个航次的现场调查资料,分析了长江口冲淡水区域DO的分布特征,并对DO、表观耗氧量(AOU)与海水温盐、营养盐关系进行初步探讨.结果表明,整个调查海域,表层DO的分布规律不明显,底层DO浓度有明显的规律性,呈现为近岸高,外部海域低的趋势。底层的DO值低于表层.8月份东经122°30′以东大部调查海域的底层DO含量低于4 mg.L-1,DO最低值仅为1.29mg.L-1。春夏季ΔT与ΔDO显著正相关,相关系数R分别为0.66和0.91;春季表底层ΔSal与ΔDO基本不相关,夏季ΔSal与ΔDO有一定现负相关性,相关系数R为0.66。ΔDO与ΔP、ΔN、ΔS i无显著相关性。长江口表层磷酸盐浓度随春夏季节交替的变化不大,底层浓度8月大于5月,硝酸盐和硅酸盐表底层均有不同程度的降低,AOU与活性磷酸盐呈显著正相关,相关系数R 5月为0.73,8月为0.80,AOU与硝酸盐、硅酸盐无显著相关性。

2007/2008年和2008/2009年夏季南大洋以及普里兹湾POC的分布与变化

在中国第24次和第25次南极科学考察期间,利用航渡表层水观测和普里兹湾定点观测,对颗粒有机碳(POC)的分布及其影响因素进行了研究。结果表明,南大洋表层水体的颗粒有机碳分布具有明显的区域性特征,表层水体POC的含量与营养盐和叶绿素a有着明显的相关分布趋势。南极水、亚南极水的表层POC浓度明显高于亚热带水和热带水,第24次南极科学考察期间亚热带和热带水、亚南极水和南极水的表层POC平均浓度为78.03,116.59和105.8μg·dm-3,要略高于第25次南极科学考察的49.36,59.39和71.54μg·dm-3,南大洋表层POC的年季变化,受多种因素的影响。第24次和第25次南极科学考察中普里兹湾及其邻近海域POC的浓度范围分别为12.78—363.73μg·dm-3和24.38—446.40μg·dm-3,表层分布主要表现出湾内高、湾外低的特点。湾内陆架区、陆坡区和湾外深水区的POC与Chl a都具有良好的正相关关系,相关系数R值分别为0.8248,0.8049和0.6989,说明POC主要来源于浮游生物的贡献。并且,在POC的垂直分布上,受到光照、营养盐及海流等各种因素的影响,在物理和生物的相互耦合作用,致使POC的最大值有从湾内的表层最大值向湾外的次表层最大值转变的趋势。

南中国海海水中有机氯农药和多氯联苯的含量及分布特征

近年来，随着沿海化工生产基地的大量投入运营及海上危险化学品运输业的日益增长，海洋生态环境受到严重威胁，我国海洋环境中持久性有机污染物如有机氯农药及多氯联苯在近海环境中普遍检出。为了对南中国海水体中持久性有机污染物的污染现状有所了解，本文利用气相色谱-电子捕获检测器（GC—ECD）对南中国海海水中的15种有机氯农药和多氯联苯进行测定，两类化合物各检出6种。采用外标法进行定量分析，结果显示：调查海域表层海水中有机氯农药和多氯联苯类化合物的浓度范围分别为0～92．30ng／L和1．16～76．24ng／L，200m层海水中分别为0～69．85ng/L和0～49．63ng／L，500m层海水中分别为0～56．68ng／L和0～26．47ng／L。由此可看出，该海域有机氯农药和多氯联苯的含量分布特征大致呈现为：表层〉200m层〉500m层，原因可能是污染源主要来自周围地表径流或大气输入，且随着时间的推移污染物吸附于悬浮体由表层向下层迁移。与国内外相关海洋环境中有机农药及多氯联苯含量水平相比较，南中国海海水中有机农药和多氯联苯的含量低于国内大部分水域，但高于国外已知海洋水体中的含量。南中国海中有机农药和多氯联苯含量和分布特征的取得为下一步对海洋环境的研究和保护工作提供了基础数据。

海底甲烷缺氧氧化与冷泉碳酸盐岩沉淀动力学研究进展

海底缺氧带甲烷氧化作用是一个重要的甲烷生物地球化学过程,已被许多地球化学现象所证实。甲烷缺氧氧化有效地减少了渗漏到海水和大气中的甲烷通量,但目前仅有的数据还不能很好地限定甲烷缺氧氧化在全球甲烷循环和全球碳循环中的作用。甲烷缺氧氧化的机理还存在争议,很可能是一个“反甲烷生成”过程。在许多天然气渗漏发育区域,由于甲烷缺氧氧化作用引起环境碱度的增加而沉淀冷泉碳酸盐岩,在海底表层沉积物中形成块状碳酸盐岩结壳。但冷泉碳酸盐岩生成所需的物理化学和生物地球化学条件在很大程度上还不清楚。数值计算表明,孔隙水中溶解足够量的甲烷、冷泉渗漏强度适中、较小的生物扰动作用有利于冷泉碳酸盐岩的生成,而过高的沉积速率则抑制冷泉碳酸盐岩结壳的生成。因此,海底发育冷泉碳酸盐岩可以指示天然气渗漏系统的演化特征。

环渤海三省一市溶解态无机氮容量总量控制

对溶解无机氮（DIN）容量总量控制实施的具体原理和方法进行了研究。1979～2005年渤海DIN排海通量总体上呈“N”形变化趋势,年均入海通量34×10^4t/a。基于多介质海洋环境中的迁移-转化箱式模型,推算出在Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类海水水质标准下渤海DIN极小海洋环境容量分别为（22,29,38,47）×10^4t/a。分配容量优化结果表明,在在国家Ⅰ类、Ⅱ类海水水质标准条件下,2010年辽宁、河北、天津和山东三省一市DIN排放量均超过其最大允许排放量,均需不同程度的削减,平均削减预计排放量的37%和29%。

大洋多金属结核中27个元素的快速分析

利用飞利浦PW2400X射线荧光光谱仪测定了多金属结核中的Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl、K2O、CaO、TiO2、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Rb、Sb、Y、Zr、Mo、Ba、La、Ce和Pb27种组分。采用粉末直接压片法制样 ,理论α系数 (对分析线波长大于铁吸收限的元素 )和以RhKβ1 康普顿峰为背景的峰/背比法 (对于其分析线波长小于铁吸收限的元素 )校正元素间的吸收 -增强效应 ,用国际锰结核标准样品建立校准方程 (同时包括谱线重叠校正项 ) ,方法经标准物质检验 ,具有较好准确度 ,能满足大洋多金属结核资源调查、评价要求。对主、次和绝大多数痕量组分 ,方法的相对标准偏差 (RSD ,n=10)小于5 %。与其他多元素分析方法相比 ,制样简单快速 ,而且是一种“环境友好”的“绿色”分析方法。

基于主成分分析研究大亚湾水质时空变化特征

用主成分分析法研究大亚湾生态环境的时空变化特征以及相应的影响因素。第一主成分以温度、盐度和NO3-N为特征,第二主成分以DO和SiO3-Si为特征,第三个主成分物理意义为无机氮的来源与循环过程的量度,第四个主成分主要表现为人类活动的影响;其解释原始数据的方差分别为25.53%、21.64%、15.91%和10.50%。在空间特征研究中,3号和8号站点为第一类,位于养殖区附近,其余站点为第二类,表明养殖区与非养殖区的生态环境的差异。在季节特征研究中,大亚湾为明显干湿季节特征。结果表明:主成分分析能描述大亚湾生态环境的时空变化及其环境因子。

用同位素稀释电感耦合等离子体质谱法测定海水中的痕量铅

5 -磺基 -8-羟基喹啉用作微柱流动注射在线分离、富集和电感耦合等离子体质谱分析流程中的螯合剂 ,与铅反应生成铅螯合物被硅酸镁吸附剂吸附 ,实现痕量铅的分离、富集。对联用系统的参数如螯合剂用量、淋洗条件、洗脱条件和进样量等进行最优化 ,测定标准水样和加标海水的铅回收率分别为 1 0 1 %和 97.9% ,相对标准偏差为± 0 .98% ,检测限为 0 .2 0 4 μg/ L。可应用于生物。

元素分析仪快速测定海洋沉积物TOC和TN的条件优化

报道了在优化样品前处理、燃烧温度、最小加氧量和最佳称样量的基础上,综合构建优化了直接固体进样varioMACRO cube元素分析仪同时测定海洋沉积物样品中总有机碳（TOC）和总氮（TN）的条件,即准确称取20~30 mg沉积物样品用1 mol/L盐酸除去无机碳后,直接进样在燃烧管温度960℃,次级燃烧管温度830℃,还原管温度900℃,氦气压力0.12 MPa,流量600 mL/min,氧气压力0.20 MPa,加氧量22.5 mL仪器条件下,用标准曲线法峰面积获取TOC和TN浓度。结果表明,海洋沉积物中TOC和TN 测定的检出限分别为0.0508%和0.0146%,回收率分别为97.7%~100.9%和97.2%~101.1%,对4个实际外海沉积物样测定总有机碳和总氮结果的相对标准偏差（RSD）为0.83%~3.06%和1.33%~3.49%（n=12）。该方法操作简便快速、灵敏度高,具有较好的精密度和准确度,可准确可靠地用于海洋沉积物中总有机碳和总氮含量的测定。

厦门贝类养殖区重金属的含量分布特征与潜在生态危害评价

根据2005年4月和10月厦门贝类养殖区环境调查资料,着重对贝类养殖区海水、表层沉积物中重金属的含量分布进行分析,并对贝类养殖区的生态环境进行质量评价及潜在生态危害评价。结果表明:厦门贝类养殖区海水中Cu、Pb、Cd、Zn、Hg、As的平均含量分别为1.06μg/L,1.23μg/L,0.05μg/L,6.28μg/L,0.033μg/L,1.01μg/L;沉积物中Cu、Pb、Cd、Zn、Hg、As的平均含量分别为20.0×10-6,39.5×10-6,0.07×10-6,97.3×10-6,0.05×10-6,7.20×10-6。生态质量评价结果表明,贝类养殖区海水重金属的含量符合第二类海水水质标准要求,处于清洁水平。养殖区沉积物重金属的含量符合第一类海洋沉积物质量标准,属于较清洁水平。潜在生态危害评价结果,Hg、As和Cd的潜在生态危害系数大于Cu、Pb、Zn,表明和Hg、As、Cd的潜在危害大于Cu、Pb、Zn,但整个养殖区沉积物中重金属的潜在危害属于轻微,养殖环境良好。