乐清湾水环境特征及富营养化成因分析

根据2002—2003年乐清湾海域春、夏、秋、冬4个航次的调查资料,分析了乐清湾海域水化学要素在不同季节的分布和变化特征,探讨了陆源污水、海水养殖自身污染与富营养化的关系。结果表明,乐清湾水域DIN和DIP浓度全年平均分别为0.630mg/dm3和0.039mg/dm3。秋、冬季几乎100%测站属劣四类水质,春、夏季近90%超过四类水质标准。水体营养状态指数(E)值各季平均在4～9,呈严重富营养化状态。研究指出沿岸工农业废水、生活污水的排放及水产养殖业的无序、无度发展是造成该水域严重富营养化的三个主要原因。认为目前乐清湾水质已不能满足该海域功能区划提出的要求,必须进行综合整治。

杭州湾及邻近水域营养盐的时空分布与富营养化特征

利用2006年7月—2007年11月杭州湾及邻近水域春、夏、秋、冬四个季节的调查资料,对其营养盐的分布变化及富营养化特征进行了分析。结果表明:杭州湾及邻近水域营养盐的分布变化和富营养化不仅与湾内河流高DIN、磷、硅的输入直接有关,同时受长江冲淡水的影响十分显著。湾内营养盐的分布变化主要受物理混合作用所控制,浮游生物活动对营养盐分布的影响相对较小;春、冬季在中、低盐度区高悬浮颗粒物表现出对磷酸盐的吸附—解吸的"缓冲"现象,而舟山群岛部分水域春、夏季生物作用可成为影响营养盐分布变化的重要因素。杭州湾水域四季均处于严重的富营养化状态,而过量DIN的输入和高N/P值且持续升高的趋势是杭州湾及邻近水域严重富营养化的重要特征。

春、秋季东、黄海营养盐的分布变化特征及营养结构

利用2000年10～11月和2001年3～4月的调查资料,分析讨论了春、秋季东、黄海营养盐的分布变化特征及营养结构状况。结果表明:该海域表层营养盐高值主要出现在长江冲淡水影响区和江浙近海海域,低值出现于东海陆架区和黄海西北部,黄海中部水域春、秋季因温跃层强弱不同表层营养盐含量差别较大。东、黄海海域春、秋季表层水N/P、Si/N和Si/P值(除秋季黄海北部局部水域N/P值小于10外)均远高于Redfield比值。春季东海海域N/P、Si/N和Si/P值明显高于黄海海域,并高于秋季;秋季黄海海域N/P、Si/N和Si/P值要高于东海海域,变化也大于春季。在强温跃层存在期间和浮游生物旺发季节,表层水域N/P、Si/N和Si/P值原本高的区域往往进一步升高,而温跃层较弱或浮游植物生长繁殖能力较弱的季节,表层水域N/P、Si/N和Si/P值将略有降低。东、黄海水域浮游植物光合作用受N限制的可能性极小,绝大部分水域主要是受P限制,Si的含量普遍较高,它不可能成为限制因子。长江冲淡水区和江浙近海海域过量的N及高N/P值特性且持续升高的趋势可能是近20年来这一地区富营养化程度加剧、赤潮频发的主要原因。

山东半岛以南水域营养盐的时空分布及其与鱼产卵场的关系

根据2000年5月和2001年5,6月的调查资料分析讨论了山东半岛以南水域鱼产卵场营养盐的分布变化特征以及营养盐的物理输送对鱼产卵场的调控作用.结果表明,在山东半岛以南水域,沿岸流及上升流是营养盐输送的主要物理过程,受这些过程影响较大的区域,叶绿素a含量明显增高,鱼鱼卵、仔稚鱼较密集;受这些过程影响小或较弱的区域,叶绿素a含量显著降低,鱼鱼卵、仔稚鱼很少或没有.在调查区北部成山头近岸鲁北沿岸水的输送是产生叶绿素a高值和形成鱼鱼卵、仔稚鱼密集区的原因;在调查区南部,近岸主要受苏北灌渠径流的影响,外侧上升流则使本季叶绿素a呈高值特征并形成鱼鱼卵、仔稚鱼主要密集区.营养盐不同的物理输送方式及强度对山东半岛以南水域鱼产卵场起着重要的调控作用.

2008年夏季白令海营养盐的分布及其结构状况

1引言 营养元素（N,P,Si）是海洋生态系统的物质基础和能量来源。营养盐其分布和可获得性不仅对海洋生物生产力起着重要的控制作用,而且对全球碳循环也产生十分重要的影响,

长江口及邻近海区营养盐结构与限制

通过研究长江口及邻近海域溶解无机氮(DIN=NO3-+NO2-+NH4+)、磷酸盐(PO34-)、硅酸盐(SiO23-)所表征的营养盐区域结构特征及影响因素,在分析营养盐绝对限制情况的基础上,划分了潜在相对营养限制区域。结果表明,123°E以西近岸表层区域DIN/P比值全年均高于16,而Si/DIN除秋季外基本小于1,显示出长江冲淡水影响下"过量氮"的特征。春夏季河口锋面区(31°～32.5°N,122.5°～124°E)硅藻的大量生长可使DIN/P异常升高和Si/DIN异常降低。秋季研究区域北部DIN/P西低东高且Si/DIN西高东低是由于在高DIN、低PO34-的长江冲淡水影响下,近岸受相对低DIN、高SiO23-的苏北沿岸流南下入侵影响而被分割而成。冬季长江口门东北部存在的高DIN/P和低Si/DIN区则主要由于寡营养盐的黑潮水深入陆架,向东北输送的部分长江冲淡水和增强的苏北沿岸流共同作用造成DIN升高所致。利用Redfield比值进行了不同站位表层潜在相对营养限制情况的区分。近岸123°E以西受高DIN、SiO23-长江冲淡水影响,四季多呈现PO34-潜在相对限制,而在春夏季由于浮游植物的大量吸收PO34-,造成局部PO34-绝对限制及潜在相对限制。春夏季氮限(DIN潜在相对限制)一般发生在外海部分站位,但较为零散。秋季除了东南外海大部分站位外,受苏北沿岸流影响在长江口北部近岸也存在氮限。随着低DIN/P的黑潮表层水(KSW)的入侵加强,冬季外海氮限站位增多。硅限(SiO23-潜在相对限制)在夏季发生在赤潮高发区,而冬季南部存在较多硅限站位表明KSW中SiO23-相对较为缺乏。

西北冰洋中太平洋入流水营养盐的变化特征

利用1999,2003和2008年夏季(7—9月)三次中国北极科学考察数据资料,分析和讨论太平洋入流水营养盐的分布和楚科奇海关键生物地球化学过程对太平洋水化学性质的改造。结果表明,2003和2008年在白令海峡南部64.3°N纬向断面(BS断面)由于水团性质差异显著,营养盐呈西高、东低的分布趋势。2003年BS断面水柱上下分层明显,跃层以上水体营养盐浓度较低,可能是由生物泵作用和河流冲淡水稀释造成的。2008年BS断面东、西两侧水柱上下混合均匀,垂向营养盐浓度基本无变化;在海峡中部由于不同水团密度差异导致营养盐呈楔状分布,上层水体营养盐浓度较低。在BS断面2008年最高值大于2003年,这可能是BS断面西侧受到高营养盐的阿纳德尔流的影响,而在2003年考察BS断面未发现该水体的踪迹。太平洋水进入楚科奇海后由于浮游植物吸收利用和融冰水的稀释作用,沿170°W经向断面(C断面和R断面)的上层水体营养盐浓度明显低于跃层之下水体浓度。跃层之下水体受不同水团和Herald浅滩的影响,营养盐浓度在70°N以北海区浓度明显较高,但是仅从物理输送方面并不能找到太平洋水影响楚科奇海营养盐浓度的变化规律,这可能是有机质分解等化学过程有较大的年际变化。引入反映固氮和脱氮作用的参数N*,并结合DIN与P和DIN与Si含量比值讨论楚科奇海脱氮作用对太平洋入流水化学性质的改造程度。较低的DIN与P含量比值和偏负的N*数值表明,太平洋水流经白令海陆架时已经被脱氮作用改造而损失部分无机氮营养盐;进入楚科奇海后在底界面附近发生强烈的脱氮作用而损失更多的生物可利用氮,这将进一步加剧无机氮元素对北冰洋中心海盆浮游植物的限制。

长江口及邻近海域表层水体溶解氧饱和度的季节变化和特征

根据"908"ST04区块调查的夏、冬、春、秋季四个航次和"908"补充调查的8月航次资料对长江口及邻近海区表层水体溶解氧及其饱和度进行了探讨。研究表明东海北部表层水体在夏季和春季以浮游植物光合作用为主要控制过程,特别是7、8月份长江口外、杭州湾外及浙江近海存在大范围的强光合作用区;秋季以有机质氧化分解过程为主,表层溶解氧处于不饱和状态;冬季溶解氧基本接近饱和,表明其主要受温度和盐度等物理因子控制。另外,发现杭州湾和长江口海区溶解氧常年处于不饱和状态,其原因是有机质氧化分解过程造成的。

2008年夏季西北冰洋观测区叶绿素a和初级生产力粒级结构

对2008年夏季在西北冰洋172°~143.6°W的楚科奇海及其北部海区对粒度分级叶绿素a和初级生产力现场观测资料,对观测区的空间分布特征进行了研究。结果表明,观测海区表层叶绿素a浓度为0.013~19.367μg/dm3,平均值为0.677±2.2661μg/dm3,次表层水叶绿素a浓度高于其它水层。水柱叶绿素a浓度从高到低的分布为陆架区、波弗特海、海台区、海脊区、海盆区。R断面叶绿素a浓度8月高于9月。观测站初级生产力（C）为0.050~2.453 mg/（m3.h）,陆架区平均生产力高于海台区、海盆区、波弗特海以及海嵴区。浮游植物粒级结构表明,楚科奇海和波弗特海区以大于20μm的微小型浮游生物占优势,对总叶绿素a浓度和初级生产力的贡献率分别为51.75%和50.89%,北部深海区以小于2.0μm的微微型浮游生物的贡献占优势,其对总叶绿素a浓度和初级生产力的贡献率分别为68.25%和56.13%。

2008年夏季白令海粒度分级叶绿素a和初级生产力

2008年7月我国第三次北极科学考察中在白令海不同区域设立BR断面、NB断面和BS断面,对200 m以浅海水进行叶绿素a浓度和初级生产力的现场观测,对部分观测站进行微型、微微型光合浮游生物的粒级结构分析,结果表明,在白令海叶绿素a和初级生产力区域性特征明显,深海海盆中BR断面表层叶绿素a浓度为0.190～0.976μg/dm3,平均值为0.442μg/dm3;在陆架区表层叶绿素a浓度为0.142～22.405μg/dm3,平均值为2.077μg/dm3;在BR断面叶绿素浓度大大低于陆架区的NB断面和BS断面;50 m以浅真光层上部浅水层的叶绿素浓度高于真光层下部深层水,观测站叶绿素a浓度最大值大多出现在30～40 m水层;水柱平均叶绿素a浓度呈现白令海峡大于白令陆架区大于白令海盆区大于北太平洋西部海域大于白令陆坡区的区域性分布特征;在8个观察站真光层内潜在初级生产力(C)为0.173～0.918 mg/(m3.h),平均初级生产力为0.50 mg/(m3.h));陆架海区的初级生产力高于深海区;光合作用同化指数为0.29～1.03 mg/(mg.h),平均生产力指数为0.74 mg/(mg.h);观测区浮游生物细胞以粒径小于20μm的微型加微微型浮游生物居重要位置,两者对总叶绿素a浓度和总初级生产力的贡献率分别为45.08%和69.48%,细胞粒径大于20μm的微小型浮游生物对总叶绿素a浓度和初级生产力的贡献率分别为54.92%和30.52%,其中陆架区微小型对总叶绿素a浓度的贡献率高于60%。

氢氧化镁共沉淀法测定海水中纳摩尔级活性磷酸盐

利用海水中Mg2+与OH-生成沉淀时会共沉淀PO43-的特性,富集海水中PO34-,富集后的Mg(OH)2沉淀用酸溶解,应用磷钼蓝-分光光度法测定。对试剂用量、离心速度及时间、Mg(OH)2溶解用酸种类、H/Mo等实验参数和条件进行了优化。并采用与常规磷钼蓝法介质一致的H2SO4作为Mg(OH)2沉淀溶解用酸,减少混合试剂中H2SO4的比例,提前用于Mg(OH)2沉淀溶解,减少了沉淀溶解时间,提高了检测效率,同时解决了测试介质H/Mo过高的问题。在优化条件下,改进的共沉淀方法的回收率为97.2%～100.9%,空白值为(4.88±0.29)nmol/L;方法检出限为2.42nmol/L。对大洋表层海水活性磷酸盐测定,其相对标准偏差为2.1%～4.8%。

长江口及邻近海域营养盐四季分布特征

利用2006年夏、冬季,2007年春、秋季四个航次营养盐调查数据,分析了硝酸盐(NO3-)、亚硝酸盐(NO2-)、铵盐(NH4+)、活性磷酸盐(PO43-)和活性硅酸盐(SiO32-)四季大面及典型断面(M1、M4、O6断面)分布特征。结果表明:营养盐大面基本呈西高东低分布趋势,NO3-、PO43-和SiO32-,在长江口和杭州湾海区各个季节均呈双舌分布,可见长江冲淡水和外海水不同程度的混合是其分布的主要控制因素。夏季,受长江冲淡水东北转向的影响,营养盐在口门东北部有一个高值水舌扩展,而春、秋和冬季则并无此现象,营养盐基本在长江口门处向东南方向输送。NO2-、NH4+,春、夏和冬季受上海市排污口影响,点源扩散分布现象明显,而秋季NO2-浓度在122.5°E至125°E间有高值区,可能是由于夏季底层有机质降解再生后高浓度营养盐在秋季被逐渐加强的垂直混合作用带至表面所致。冬季,由于黑潮水深入陆架,相同浓度营养盐等值线比夏季更靠近岸。断面分布上,NO3-、PO43-和SiO32-在春季总体上垂直混合为主要控制因素,夏季层化明显,秋季营养盐层化开始被破坏,垂直混合逐渐占优,冬季则呈上下混合均匀态势;而NO2-、NH4+季节变化规律性不强,受排污口污染扩散影响,长江口以北断面(M1)、长江口主断面(M4)近岸均存在不同程度的高值区。

太平洋中西部海域浮游植物营养盐的潜在限制

2009年8月至9月期间在太平洋西部N1站和中部N2站进行现场营养盐加富培养实验。结果显示:N1站,浮游植物生物量对N或者P添加都有较强的响应,其中N+P+Si组和N+P组浮游植物长势迅速,叶绿素a从初始的0.03μg/L分别达到2.12μg/L和1.83μg/L,同时P先于N和Si之前被耗尽;说明N1站为N、P共同限制,P是首要限制因子。而N2站,浮游植物生物量仅对N、P共同添加有明显响应,N先于P和Si被浮游植物消耗殆尽。利用培养过程中营养盐比值变化推断,N1站浮游植物以低于Redfield ratio(16N∶1P)吸收N和P;而N2站浮游植物以高于Redfield ratio(16N∶1P)吸收N和P。这可能解释了太平洋西部的寡营养盐海域为潜在P限制,而在太平洋中部海域则为潜在N限制。

长江口及邻近海域沉积物重金属潜在生态风险评价

利用2007年10月和2009年6月对长江口及邻近海域表层沉积物的监测数据,分析了其中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg等7种重金属元素和TOC的含量,并采用Hakanson生态风险指数法进行了潜在生态风险评价。结果表明:重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg元素的平均含量分别为:37.43×10-6,36.85×10-6,93.48×10-6,0.17×10-6,72.91×10-6,10.60×10-6和0.043×10-6。各重金属元素空间上呈现长江口及杭州湾高、外陆架海区低的分布趋势,且总体上调查海区南部海域高于北部海域。7种重金属元素的污染指数由大到小排序为:Cu>Cr>Zn>Pb>As>Cd>Hg,其中Cu和Cr元素是主要的污染因子;潜在生态风险系数由大到小依次为:Cd>Hg>Cu>As>Pb>Cr>Zn,其中Cd、Hg和Cu元素是主要的潜在生态风险因子。研究区仅局部海域受到了重金属元素的污染,RI值均小于150,属低潜在生态危害的范畴。

北极王湾2010年夏季水体营养盐分布及影响因素

王湾海域位于北极斯瓦尔巴群岛西北侧,其水体特征主要受到北极冰川与大西洋的共同影响。为了研究冰川融水与大西洋水对王湾营养盐分布以及生态系统的影响,在2010年夏季黄河站考察期间,对王湾海水与地表径流进行采样分析,并测定了营养盐和叶绿素a。结果表明:2010年夏季王湾是大西洋水影响较弱的年份,以低温低盐高营养盐的本地变异水为主导。2010年7月王湾水体可以划分为4个水团,表层水(SW)、中层变异水(TIW)、本地变异水(TLW)和大西洋变异水(TAW),其中,表层水与中层变异水营养盐浓度较低,随着深度增加,本地变异水与大西洋变异水营养盐浓度都较高。大西洋变异水主要影响200m以深水柱,其营养盐浓度低于本地变异水影响的底部值,本地变异水中营养盐浓度的增加主要来自于颗粒物中营养盐的再生。表层水主要来源于地表径流与冰川融水,这些淡水输入与浮游植物的初级生产作用共同决定了表层水的营养盐浓度水平及结构。本地变异水中在水深100m上下出现的铵盐高值可能与浮游动物和/或微生物的代谢过程有关。

石墨炉原子吸收法测定海水中的铜、铅、镉

本文采用APDC—DDTC/MIBK—环已烷萃取体系分离富集,高温石墨炉原子吸收光度法测定海水、河口水中的铜、铅、镉。本法具有取样量少,操作简便,稳定性好,灵敏度高,结果准确等优点。图2,表6,参考文献8。

长江口嵊泗海域生物体内持久性污染物残留量及分布特征

利用2007年10月＂908＂项目调查期间采集于长江口嵊泗海域的生物样品,采用气相色谱和气相色谱质谱法对其有机氯农药和多氯联苯的含量和组分特征进行了定量分析,并结合其它河口地区资料进行了对比,探讨了其残留量和分布特征,结果表明：研究海域各生物体内HCHs的总量水平为（6.0~20.3）×10-9,平均值为12.13×10-9;DDTs的总量水平则为（2.9~164.1）×10-9,平均值为69.5×10-9,总体看,DDTs的含量要高于HCHs。HCHs、DDTs和PCBs含量随生物种类的不同而有很大的差别,HCHs含量由高到低表现为：藻类〉鱼和虾类〉软体动物,DDTs含量由高到低表现为：鱼和虾类〉软体动物〉藻类,而PCBs含量由高到低表现为：软体动物〉藻类〉鱼和虾类。从HCHs组分来看,藻类中以γHCH的含量为最高,软体动物中以βHCH占优势,鱼类中占优势的是βHCH和δHCH;DDTs组分中,以p,p-′DDE占绝对优势;PCBs的组分中主要以PCB28、PCB52、PCB101和PCB118为主。

夏季长江口无机氮的加入与转移 偏移理论稀释曲线的解释

利用2006年夏季长江口调查数据分析了长江口海域硝酸盐（NO3-）、亚硝酸盐（NO2-）、铵盐（NH4＋）大面分布,NO3-浓度呈近岸高、外海低的特征,NO2-和NH4＋浓度在上海市排污口位置有高值区并向外扩散。NO3-,NH4＋浓度总体上符合咸淡水混合之稀释效应,与盐度的相关系数（r2）分别为0.815,0.255,呈保守行为,而NO2-浓度与盐度的相关性系数为0.074,呈非保守行为。在确定了淡水端元和咸水端元的基础上,做出理论稀释曲线TDL（theoretical dilution line）,由于上海市污染物的输入,淡水端元NO3-,NO2-,NH4＋浓度不同程度地正偏于TDL,在外海深层水范围内有机颗粒矿化再生亦呈加入态势。对应高溶解氧的盐度羽状峰处,由于真光层初级生产较强,表层NO3-浓度负偏于TDL约1~19μmol/dm3,NO2-,NH4＋浓度也存在不同程度的减小。在长江口最大浑浊带附近,由于高浓度悬浮物吸附NH4＋而呈现明显的迁出机制。外海表层海水三氮营养盐浓度数据点偏离TDL程度较小,但在底层由于来自上层的有机颗粒耗氧分解而再生出营养盐,使NO3-,NO2-,NH4＋浓度数据一般在TDL之上。

长江口锋面附近咸淡水混合对浮游植物生长影响的现场培养

通过2009年6月调查航次,获得了营养盐等参数断面分布,表明咸淡水混合是控制营养盐分布的主要因素。为了解不同盐度梯度下浮游植物生长与营养盐吸收的关系,采集两个站位水样分别代表长江冲淡水(C1站)和外海水(I10站),按C1站水样比例,分100%、75%、50%、25%、0%不同比例混合进行现场模拟咸淡水混合培养,有以下认识:(1)平行结果表明培养过程中活体荧光极大值在100%混合组,且淡水比例越低,指数生长期0—48 h内生长速率越低,100%、75%、50%、25%组分别为1.18/d、1.12/d、1.14/d、0.77/d;(2)低于26盐度的水体中PO34-在48 h内可被迅速消耗而产生限制作用,是控制浮游植物生长的潜在限制因子;(3)除0%组外,各混合组DIN/P(DIN:溶解无机氮,Dissolved Inorganic Nitrogen,DIN=NO3-+NO-2+NH4+)比值在浮游植物指数生长期有升高趋势,100%组DIN/P比值增加了一倍。各组培养48 h后DIN/Si比值逐渐降低至原来的0.7左右,初始DIN/Si小于一定时间内硅藻吸收的(ΔDIN/ΔSi)比,是造成各组DIN/Si比值减小的原因。以上结果表明咸淡水混合过程中形成的营养盐梯度可造成浮游植物生长程度和速率差异,且可因局部浮游植物旺发而改变海水营养结构。

2009年夏季长江口及邻近海域硝酸盐、磷酸盐的变化规律及其行为特征

利用2009年6月份和8月份(夏季)长江口及邻近海域的调查资料,分析了该海域硝酸盐、磷酸盐的扩散和输运行为特征,结果表明:8月份冲淡水对长江口及邻近海域硝酸盐和磷酸盐的影响比6月份大,这可能与8月份时长江的径流量大有关;6月份和8月份,该海域硝酸盐、磷酸盐的转移机制主要是物理混合稀释过程,但8月份时的硝酸盐、磷酸盐转移机制稍显复杂;虽然8月份N∶P值比6月份更大,但是PO43-的绝对浓度却比6月份高,并且在这2个月期间,浮游植物的生长有明显的变化,可见P已满足了该区浮游植物的生长,区域内并不存在P限制;6月份PO43-绝对浓度由表层到底层水体呈逐渐降低的趋势,而8月份表层和底层水体中PO43-的绝对浓度明显高出10 m和30 m层,这可能是因为8月份时表层水PO43-受冲淡水作用影响明显、而底层水则受矿化作用影响明显所致。