珠江口及近海表层沉积有机质的特征和来源

测定了珠江口及近海表层沉积物中总有机碳(TOC),总氮(TN)及稳定碳同位素组成(δ13C)和几类主要有机化合物(水解氨基酸THAA、糖类TCHO、脂类lipid、酸不溶有机物AIOC),并分析了沉积有机质及化合物的特征和来源。结果表明珠江口表层沉积有机质主要为陆源和水生混合来源,而近海有机质主要为当地水生来源。大量的陆源高等植物(含有较多的木质素、纤维素等)输入珠江口,使得珠江口个别站位沉积物中糖类物质含量大幅高于近海样品;而珠江口与近海沉积物中水生来源有机质的含量相当。氨基酸和糖类占TOC的份额在浮游生物和悬浮颗粒物中分别为56%和48%,在表层沉积物中为19%,说明珠江口和近海的有机质从水柱到达沉积物-水界面的过程中经历了较充分的降解。珠江口样品中活性组分氨基酸和糖类占TOC的份额低于近海,可能说明珠江口沉积有机质的降解程度高于近海。

大亚湾海域水体和沉积物中多环芳烃分布及其生态危害评价

1999年8月首次采集大亚湾海域14个站位的次表层水和表层沉积物样品,分析其中16种多环芳烃(PAHs)单体的含量,探讨其可能的来源,并进行典型有机污染物生态危害评价。结果表明,海水中PAHs平均含量为10984±8461ng·L-1,变化范围为4228—29325ng·L-1;表层沉积物中PAHs平均含量为481±316ng·g-1,变化范围为115—1134ng·g-1;大亚湾海域PAHs含量比其它近岸海区相对较高。PAHs的组成在水体中以3环为主,在沉积物中以4环为主。菲/蒽和荧蒽/芘比值显示沉积物中PAHs来自化石燃料的燃烧和成岩作用的输入。PAHs在沉积物/水中的富集系数平均值为72,变化范围为9—756。大亚湾海域水体PAHs污染严重而表层沉积物污染较轻,显示尚有较大量的PAHs输入。为保持大亚湾海洋生态系统的可持续发展,必须加强PAHs的监测,特别是生物体中PAHs含量的分析。

大鹏澳养殖区柱状沉积物中氮、磷的分布特征及污染状况研究

为研究海水养殖对海湾沉积物的累积影响,对大亚湾的大鹏澳养殖区沉积物柱状样中总氮、总磷和有机碳的含量及剖面分布特征进行了研究,并探讨了海水养殖区沉积物中氮、磷的污染状况。结果表明,网箱养殖区、贝类养殖区和对照区等3个区域柱状样中总氮的含量范围分别为638.2—3803.9mg·kg-1、740.9—2152.1mg·kg-1和343.2—471.9mg·kg-1,总磷的含量范围分别为344.7—3233.9mg·kg-1、297.9—497.5mg·kg-1和650.2—1327.2mg·kg-1,有机碳的含量范围分别为0.96%—2.22%、0.87%—1.13%和0.69%—0.95%。该三个因子的含量均从底层至表层呈增加趋势,但网箱养殖区上层增加幅度最为剧烈,贝类区次之,对照区变化幅度最小。所有柱状样中,总氮含量均超标,但网箱养殖区总氮污染最为严重,贝类养殖区次之,对照区最轻;网箱养殖区的总磷在上层的不同深度超标,而贝类养殖区及对照区柱状样的总磷含量均未超标。

广州市食用鱼体内PCBs和DDTs的残留水平及食用风险评估

研究了广州市场7 种食用鱼体中多氯联苯（polychlorinated biphenyls, PCBs）和滴滴涕（dichlorodiphenyltrichloroethane,DDTs）的残留水平、组成特征及其人体饮食暴露风险.结果表明, PCBs 和DDTs 在广州食用鱼体中普遍检出, 其浓度范围分别为71-1488 和695-38044pg·g^-1（湿重）.鱼体中PCBs 和DDTs 浓度均与脂肪含量存在极显著的正相关关系, 表明高的脂肪含量有利于鱼体中PCBs 和DDTs 的富集.不同食性鱼体间PCBs 和DDTs 含量存在显著差异（p〈0.001）.鱼体中PCBs 主要单体为PCB 28 和PCB 153, DDTs 的主要成分为2,2-双（p-氯苯基）-1,1-二氯乙烯（p,p′-DDE）和2,2-双（p-氯苯基）-1,1-二氯乙烷（p,p′-DDD）.81.3%的鱼样中（DDE＋DDD）/ΣDDTs 比值大于0.5, 表明鱼体内DDTs 主要是由历史残留所致.居民摄食广州市场鱼类对PCBs 和DDTs 的每日暴露量分别为1.93-71.9 和23.0-1875.6ng·d^-1.

大亚湾表层沉积物中氮的形态分布特征

首次采用逐级分离浸取的方法将大亚湾表层沉积物中不同形态的氮分离开,继而分析表层沉积物中不同形态氮的含量、分布特征及其影响因素。结果表明,表层沉积物中总氮的含量较高,平均值高达1692.52 mg.kg-1;有机氮所占的比例很高,平均达77.32%,平均含量为1341.11 mg.kg-1;无机氮的平均含量为351.41mg.kg-1。表层沉积物中总可转化态氮的平均含量为229.45 mg.kg-1;强氧化剂可浸取态氮是可转化态氮的主要赋存形态,平均占总可转化态氮的96.88%;离子交换态氮是释放能力最强的形态,为可转化态无机氮的主体,平均占总可转化态氮的2.10%;弱酸可浸取态氮和强碱可浸取态氮仅占总可转化态氮的一小部分,分别为0.57%和0.44%。在空间分布上,各站间不同形态氮的含量差异与污染物的陆源输入、海水养殖污染及沉积物性质等因素有关。

柘林湾表层沉积物中氮和磷的时空分布

于2002年7月19日至12月15日调查了柘林湾表层沉积物中2种形态氮和5种形态磷的时空分布,同时测定了含水量和有机质含量。结果表明,柘林湾表层沉积物中的含水量与有机质、凯氏氮、氨态氮、总磷、岩屑磷和有机磷含量均呈显著正相关关系。凯氏氮的平均含量为1060.3μg·g-1,氨态氮在凯氏氮中所占的比例小于4.0%。总磷的平均含量为526.0μg·g-1,自生钙结合磷含量最高,占总磷的47.5%。氮、磷的平面分布基本呈现出湾内高于湾外、养殖区高于非养殖区的总体趋势。有机质、氮、磷含量的季节变化相对显著,夏季呈上升趋势,秋季有所下降,然后处于上下波动的平衡状态。影响有机质、氮、磷含量季节变化规律的因素主要是养殖动物的种类、陆地排污、鱼虾贝类死亡产生的生物碎屑、水动力和生物扰动。

广东珠海双胞旋沟藻Cochlodinium geminatum赤潮事件分析

多环旋沟藻Cochlodinium polykrikoides赤潮在全球频繁爆发。2006年10-11月间,在广东珠海海域爆发的双胞旋沟藻Cochlodinium geminatum赤潮则较为少见。双胞旋沟藻赤潮发生于富营养的近岸水体,赤潮发生区内水温变化范围23.41-27.54℃,盐度变化范围15.49-17.92。双胞旋沟藻的细胞密度随温度和盐度的升高而显著升高,最高细胞密度达1.6×106个.L-1。在赤潮发生后期,海区水温下降及群落中红色中缢虫Mesodinium rubrum数量的上升,可能是导致双胞旋沟藻赤潮衰亡的重要原因。

有机氯农药在粤西海域沉积物和生物体中的累积研究

2007年11月在粤西海域采集鱼、虾和螺类等生物样品及表层沉积物样品,探讨生物体和沉积物中滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)累积水平和各组分的组成规律。调查发现,沉积物中HCHs和DDTs的总含量分别是4.77ng.g-1和9.06ng.g-1,沉积物中γ-HCH未检出,且δ-HCH和β-HCH所占比例较大,表明粤西沿岸海区近期无新的HCHs输入。沉积物中(DDE+DDD)/T-DDT=0.97≈1,表明粤西沿岸海区基本上没有新的DDT的输入。生物体内HCHs和DDTs的含量分别为0.84—14.90ng·g-1和0.60—18.40ng·g-1,其中天竺鲷Apogon cyanosoma和日本对虾Penaeus japonicus中累积的HCHs主要以α-HCH的形式存在,分别占73.96%和100%,而纵带箬鳎Brachirus swinhonis、斑节对虾Penaeus monodon和疣荔枝螺Thais clavigera中HCHs的主要存在形式分别是γ-HCH(66.10%)、β-HCH(57.14%)和δ-HCH(61.48%),这说明不同生物体对HCHs的累积方式存在很大差异;疣荔枝螺、天竺鲷、斑节对虾、日本对虾和纵带箬鳎中的(DDE+DDD)占DDTs总量的百分比分别是100%、100%、91.5%、91.4%和60.5%,表明这些生物体具有较强的降解DDT能力。各种生物体内DDTs和HCHs的含量都未超过世界卫生组织所规定的食用安全标准,但是其复合毒性对人类健康的潜在危害值得引起人们的高度关注。

大亚湾表层沉积物中磷的形态分布特征

沉积物中不同形态的磷具有不同的生物有效性和地球化学行为,它们的含量和分布特征包含着许多环境地球化学信息。因此,对沉积物中磷的地球化学形态的研究具有重要的环境地球化学意义。采用SEDEX法将大亚湾表层沉积物中不同形态的磷分离开,继而分析表层沉积物中不同形态磷的含量、分布特征及其影响因素。结果表明,表层沉积物中总磷的含量较高,平均高达341.87 mg/kg;无机磷所占的比例很高,平均达85.11%,平均含量为290.81 mg/kg;有机磷的平均含量为51.05 mg/kg。表层沉积物中的碎屑态磷是无机磷的主要赋存形态,平均占无机磷的47.67%;其次为自生磷灰石及钙结合态磷,平均占无机磷的34.79%;铁结合态磷和吸附态磷分别仅占无机磷中的10.23%和7.31%。其中,潜在的生物有效性磷(包括Ads-P、Fe-P和OP)平均占总磷的29.40%。在空间分布上,各站间不同形态磷的含量差异与污染物的陆源输入、沉积物性质等因素有关。

基于水质浮标在线监测的米氏凯伦藻赤潮过程及环境因子变化特征分析

相较于船舶走航监测,海洋水质浮标在线监测的优势在于能够获取目标海域长期、连续监测数据,能更好地反映环境状况的动态变化。为了厘清米氏凯伦藻赤潮的发生、发展动态,本文以2017年6月南麂附近海域米氏凯伦藻赤潮为例,分析海洋水质浮标获取的连续监测数据,探讨米氏凯伦藻赤潮过程叶绿素a和水环境因子动态变化特征及其与气象要素的关系。赤潮期间,水温为22.8~26.0℃、盐度为28.8‰~31.8‰、气温为20.4~27.3℃,该温盐范围均适宜米氏凯伦藻的细胞生长;较高的光照强度能够支持较高的藻类细胞密度。Pearson相关性分析显示,米氏凯伦藻细胞密度与叶绿素a浓度呈显著正相关;溶解氧(DO)及其饱和度(DO%)、pH、水温、气温等环境因子与叶绿素a浓度呈极显著正相关,盐度与叶绿素a浓度呈极显著负相关。向岸风生海流有利于藻种向近岸较高营养区域汇集,为赤潮的爆发创造有利条件。赤潮过程中,叶绿素a浓度、溶解氧饱和度、pH发生了协同变化,据此特征可以开展赤潮短期预警。

大鹏澳海水鱼类网箱养殖区水环境的时空变化及营养状态分析

通过2009年10月—2010年7月对深圳大亚湾大鹏澳网箱养殖区、网箱外0.5km(对照区1)和网箱外2km(对照区2)等3个区域的现场调查,阐明了海水中温度、盐度、pH、溶解氧(dissolved oxygen,DO),化学需氧量(chemical oxygen demand,CODMn)、叶绿素a(Chl a)和营养盐等水质因子的时空分布特征及相关性,并评价了海区的营养状态。结果表明,与两个对照区域相比较,大鹏澳网箱养殖对海水中的CODMn、Chl a和SiO3-Si的影响不明显,对DO、pH、PO4-P、NO2-N、NH4-N、总氮(total nitrogen,TN)和总磷(total phosphorus,TP)的影响相对较大,其中对NH4-N的影响已经扩散到了网箱外0.5km区域。网箱养殖区在冬季和春季是中营养水平,而夏季则是富营养水平。总体来说,大鹏澳网箱养殖区水质有恶化的趋势,必须采取一定的有效措施对网箱区环境进行合理调控。

粤东柘林湾柱状沉积物中氮、磷的垂直分布

对柘林湾代表性水区柱状样沉积物中不同形态氮、磷的含量进行了分析,研究了其垂直分布规律及其历史演变趋势。研究结果显示,除湾西北三百门(S2站)和湾中央大规模网箱渔排养殖区中心(S6站)外,其余各测站柱状沉积物中的有机氮(TOM)、凯氏氮(TKN)及各形态磷含量基本呈现"沉降-降解-堆积"三阶段的分布特征,反映了成岩作用的结果。S2、S6测站柱状沉积物中的多项氮磷指标,在表层10 cm以深不降反升与这两测站的高污染压力和弱水体交换能力导致的污染物快速堆积有关。底栖动物对沉积物垂直方向的扰动可能是各氮磷指标在沉降和降解阶段产生波动变化的重要原因之一,但生物扰动对NH4+的垂直变化影响最大。自生磷(Au-P)与有机磷(OP)在表层以下随深度呈一定的镜像关系,与Au-P和OP在成岩过程中的相互转化有关。Au-P随深度的变化幅度比OP的大,表明磷在Au-P和OP之间的转移并不是磷再分配的唯一途径,其它形态的磷也可能参与磷的再分配,而两者在表层不呈镜像关系主要与微生物对两者的降解有关。

广东省典型海湾表层沉积有机质的来源和分布

于2009年对广东省3个典型海湾湛江港、深圳湾和流沙湾表层沉积物的稳定碳同位素进行了分析。结果显示,湛江港表层沉积物δ13C值的范围为25.9‰—23.9‰,平均值为25.2‰;深圳湾表层沉积物的δ13C值的范围为25.9‰—23.2‰,平均值为25.1‰;流沙湾表层沉积物的δ13C值的范围为23.2‰—20.0‰,平均值为20.9‰。根据经典二元模式计算,湛江港陆源有机质的贡献比例范围为0.57—0.90,平均为0.78;深圳湾陆源有机质的贡献比例范围为0.45—0.90,平均为0.76;而流沙湾表层沉积有机质中海洋有机质的贡献比例较大,陆源有机质的贡献比例很小。湛江港和深圳湾表层沉积有机质主要来源于陆架,可能是C3(光合作用最初产物为三碳化合物)植物和海洋浮游微藻的混合有机质,但起主导作用的是陆架C3植物;而流沙湾表层沉积有机质主要来源于大型海藻和贝类的排泄物。各海湾沉积有机质的分布没有明显的规律性,主要受大陆径流、航运和潮汐的影响,同时也受海域初级生产力和水产养殖业的影响。

大鹏湾海水中各形态无机氮的分布变化

依据香港特别行政区环境保护署于1999—2007年106个航次的调查资料,并结合国家海洋局南海分局于1998—2007年10个航次的调查资料,简要描述和分析大鹏湾中海水各形态无机氮含量平均分布的变化。结果表明,由于受到香港和深圳的陆源排放的影响,氨氮含量在吐露港西部和沙头角海区明显偏高。大鹏湾香港海区全层海水中可溶性无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)各组分的平均百分含量高低顺序为氨氮>硝酸盐>亚硝酸盐,而氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐的多年平均含量分别为0.041、0.019和0.007mg.L-1。在夏季,外海高盐水入侵导致底层水中的硝酸盐含量明显高于表层水中的硝酸盐含量。调查期间氨氮含量航次均值的年际变化呈较明显下降趋势,而硝酸盐和亚硝酸盐含量航次均值的年际变化不大。

珠江口及其以东近海海域表层海水中三氟乙酸的初步研究

采用衍生化处理和气相色谱-质谱联用分析方法,测定了珠江口及其以东近海海域表层海水中的三氟乙酸(Trifluoroacetic acid,TFA)含量。珠江口及其以东近岸的红海湾和大亚湾海区TFA浓度范围分别为113-170ng·L-1和202-336ng·L-1。红海湾内海水中TFA的平均水平(279ng·L-1)明显高于外海海水(210ng·L-1),说明港湾内或其周边地区可能有TFA的点源输入。此外,外海海水中TFA平均浓度比珠江口高69.1ng·L-1,表明这种亲水性强、稳定性高的化合物除了已知的人为来源外,可能还存在未知的人为源或自然源,使得海洋作为其最终的汇浓度不断累积。

北部湾北部浮游植物群落结构及其与营养盐的关系

根据2011年4月和8月北部湾北部(北部湾20°N以北的海域)的调查数据,北部湾北部春夏两季共鉴定出浮游植物312种,隶属于4门78属,硅藻是主要优势类群。春季优势种为细弱海链藻(Thalassiosira subtilis)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)、奇异棍形藻(Bacillaria paradoxa)和尖刺拟菱形藻(Pseudonitzschia pungens);夏季优势种仅为海链藻(Thalassiosira sp.)。浮游植物群落在春季可划分为2个子群落(spr1和spr2),在夏季可划分为3个子群落(sum1、sum2和sum3)。该海域N/P比值一直处于高的水平,绝大部分的水域表现为磷限制,这可能是硅藻大量生长所造成的。春季spr2群落优势种的柔弱角毛藻(Chaetoceros debilis)与除铵盐之外的营养盐具显著相关关系,奇异棍形藻与环境因子无相关关系。夏季sum3群落优势种的奇异棍形藻与磷酸盐具显著相关关系。分析表明,琼州海峡过道水为北部湾北部输送了磷酸盐,而硅酸盐则主要由陆地径流输入。

柘林湾溶解铁的时空分布及其影响因素

对2001年7月至2002年7月间采集的柘林湾水域痕量元素溶解铁(Fe)的含量进行详细的周年调查.结果表明,调查期间柘林湾水域Fe含量的周年平均值为0.165mg/L,高于国内其他河口或海湾,柘林湾所在饶平地区有铁矿可能是Fe含量高的主要原因.柘林湾Fe的平面分布表现为湾外的含量高于湾内的规律,这与沉积物再悬浮有很大关系.本年度Fe含量高于上一年度与浮游植物对Fe的吸收减少以及降雨等气候条件有关.

福建平潭近海赤潮预警模型研究

本文分析了福建省平潭近海海域2013—2019年水文、水质及气象数据的主成分结果,筛选出5个气象因子和4个水质因子作为输入指标,以藻密度为输出指标,分别演算了KNN(K-nearest neighbor)、RF(random forest)、GBRT(gradient-boosted regression Trees)以及Bagging(bootstrap aggregating)4种赤潮预警回归模型。对2013—2019年的802组海洋监测数据归一化处理后,随机选取80%的数据作为模型的训练样本,剩余的20%作为模型验证数据。其中,以风速、气温、海平面气压、叶绿素a浓度组合为输入指标时,KNN回归模型演算结果的精度较高(R^(2)=0.624,RMSE=0.821μg·L^(-1),MAE=0.836μg·L^(-1))。在没有叶绿素a浓度监测指标的海域,构建了以叶绿素a浓度为输出指标,气温、日照、风速、AOI(apparent oxygen increase)组合为输入指标的BP神经网络赤潮模型,该模型也具有较好的预警精度(R^(2)=0.651,RMSE=0.062μg·L^(–1),MAE=0.033μg·L^(-1))。本研究结果可为平潭海域的赤潮预警研究提供参考。

广西铁山港红树林区水体的营养水平与结构特征

根据2008年1、5、8和11月间对铁山港红树林生态区进行的4个季度月调查取得的数据资料,首次从水体营养盐的时空变化规律入手,探讨了营养盐水平、结构与环境、生物因子的相互关系,初步揭示了营养盐限制因子的成因和规律。结果表明,研究海区N、P、Si营养盐含量表现为Si、N含量较高、P含量较低,季节变化多呈春、夏季高,秋、冬季低的特征,陆源输入、养殖排废和红树林区凋落物的释放补充对海区营养盐含量和结构的变化起关键作用。陆源输入对Si的影响最大,P次之,对N的影响最小。营养盐与环境因子之间的关系中,以Si出现显著性的几率最高(23次),P次之(19次),N相对较低(18次)。但N、P的含量变化对海区的初级生产力和浮游动、植物生物量的影响比Si明显,其中春季突出了N、P的影响作用,秋季则以Si影响为主。P为该海区营养盐的限制因子,N呈富足状态,而Si是最丰富的营养盐。海区的营养水平为春季显著富营养状态,夏季中营养状态,秋、冬季均处于贫营养状态。

福建海坛海峡赤潮灾害潜在生态风险评估

基于赤潮灾害风险评估理论和海坛海峡的浮游生物与水文常规监测数据,采用层次分析法(AHP,Analytic Hierarchy Process)构建了海坛海峡赤潮灾害风险评估指标体系,运用熵值法与变异系数法组合赋予权重,建立了较为合理可信的评估模型,并初步给出了海坛海峡赤潮灾害生态风险等级区划图。结果表明:春季,中级-较高级风险区主要分布在海峡北部,海峡南部主要为低风险等级;夏季,较高级风险区存在于南部,绝大部分海区属低风险海域;秋季,以低中风险等级为主,中级风险区主要分布在海峡的西北部与东南部;冬季,较高级与高级风险海域位于海峡的西北部和东北部。研究海域的富营养化程度较高,且富营养化指数权重较大,减少氮磷入海可降低致灾、孕灾危险度,进而能够降低赤潮灾害发生的风险。通过多年的赤潮事件结合验证表明,赤潮发生的时空特征与致灾危险度分布具有较好的关联性。