广西近海污染物输运模拟研究

近年来广西近海海域赤潮现象越发频繁,对近海生态环境和海洋渔业产生的负面影响不容忽视。探索赤潮发生的机制,研究其形成机理,是有效监控赤潮和准确预测赤潮的关键。本文利用Finite Volume Coast and Ocean Model (FVCOM)模式构建广西近海水动力模型,使用步长为30 m的细网格计算广西沿海及涠洲岛附近环流,同时利用物质输运模型计算广西近海化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)的输运扩散情况。涠洲岛周围海域平均潮差约为2.4 m,最大潮差为4.8 m;平均涨潮时为13.1 h,平均落潮时为8.8 h;涨潮时最大流速为1.02 m/s,涨落潮交替时涠洲岛附近流场相当复杂,岛屿周边常常形成众多小型涡旋。污染物试验结果表明,近海河口排放COD对涠洲岛等离陆地较远的海域影响不大,而来自外海开边界的COD浓度对其作用更为明显;高浓度COD经常在涠洲岛南湾中滞留,COD等值线在涠洲岛处向南弯曲,导致涠洲岛西侧COD浓度比东侧高,而南湾和涠洲岛西北侧正是赤潮频发的地方。上述结果从动力方面表明,涠洲岛附近海域多发性的赤潮和水体富营养化与外海海水输送关系更加密切。     

涠洲岛东南部海域高浓度氮和磷的来源分析

远离陆地的涠洲岛,是广西近海发生赤潮次数最多的海域。据现有调查资料显示,该海域氮含量属于二类水质,磷含量也时有超标,琼州海峡显然是其东南部大量氮磷物质的重要输送通道。本文通过分析多年的漂流瓶漂流路径图,然后结合数值计算结果,得出结论:琼州海峡西行水,主要来自珠江口和粤西沿岸,该地区的污染物质,包括氮磷等营养要素,可能是涠洲岛附近高浓度氮磷的主要来源。     

涠洲岛海域赤潮发生与海洋水文气象关系初步研究

根据广西涠洲岛附近海域发生的赤潮实况,分析2003年7月和2004年6月广西涠洲岛海域赤潮发生与海洋水文气象的关系。结果表明,涠洲岛雨季来临之前,气温、海水温度增加,海平面气压、相对湿度下降,风速减弱容易诱发赤潮,赤潮爆发后对该海域盐度影响较大。降水量的多少是影响赤潮发生的一个关键因素。海洋水文气象要素条件是赤潮发生的重要启动因子。     

涠洲岛园艺式珊瑚苗圃的架设与移植

【目的】探讨涠洲岛不同底质下最适宜的硬珊瑚苗圃架设方法和最佳移植培育种类。【方法】在涠洲岛周边海域砂质、基岩、珊瑚碎屑和礁石等4种不同底质架设固定式(20个)及悬浮式(112个)珊瑚苗圃,移植块状、枝状、叶状等7种硬珊瑚断枝,共2 436个;观测记录苗圃保存情况及珊瑚成活率、珊瑚体积增长率等。【结果】礁石底质海域的苗圃保存程度最高,为70%;其次是珊瑚碎屑海域(北部牛角坑)的苗圃,为57%。铁架式苗圃的平均保存率为63%,是保存程度最好的苗圃形式。经过一年时间的培育,风信子鹿角珊瑚Acropora hyacinthus的成活率为20%~80%,体积增加3.5倍;粗野鹿角珊瑚Acropora humilis成活率为25%~49%,体积增加1.5倍。其他种类珊瑚生长较慢,成活率较低。【结论】铁架式苗圃结构稳固、不易受台风等风暴潮的影响,是涠洲岛最适合的珊瑚苗圃形式。涠洲岛四面环海,珊瑚苗圃应架设在岛屿北部礁石和珊瑚碎屑基底的海域。风信子鹿角珊瑚在一年时间内体积可以增加3倍,且存活率高,是涠洲岛珊瑚礁移植最优先考虑的种类。     

涠洲岛海域重金属质量状况及评价

本研究拟分析评价广西涠洲岛海域海水和表层沉积物中的重金属(铜、铅、锌、镉、铬、汞)污染情况,为该海域环境保护和可持续发展提供科学依据。实验于2018年12月和2019年6月采集涠洲岛海域8个站位水质和7个表层沉积物样品,利用原子吸收光谱和DMA-80型直接测汞仪测定重金属含量,分析评价水质和表层沉积物受重金属污染程度。结果表明,调查海域海水重金属平均含量均未超过海水水质一类标准限值,夏季部分站位Pb和Zn含量超标,海水中的重金属污染程度为PbZnHgCuCdCr;表层沉积物重金属综合污染程度和潜在生态风险均较低,重金属污染指数大小为CdCrZnCuPb=Hg,重金属对海洋生态系统潜在危害的影响程度为CdHgCrPbCuZn,该海域沉积物中主要潜在生态风险因子为Cd和Hg。总体来说,涠洲岛海域重金属污染属于低污染水平。     

涠洲岛近岸海域重金属污染状况研究

为了解涠洲岛近岸海域重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Hg的污染现状,分别于2018年9月和2019年3月在涠洲岛近岸海域采集水样和生物样品,对其重金属含量进行分析,并计算各重金属的单项污染指数及其生物富集系数。结果显示,春季涠洲岛近岸海域的海水重金属含量均值排序为ZnPbCuCrCdHg,浓度为0.00-7.30μg/L;秋季为CuPbCdHgCr=Zn,浓度为0.00-4.18μg/L。整体来看,秋季涠洲岛近岸海域的海水各重金属含量均在国家一类海水水质标准范围内,但春季涠洲岛东南面和北面的站点存在Pb超标现象。单项污染指数的计算结果表明,春季海水重金属污染严重程度依次为PbHgZnCuCdCr,秋季为PbCuHgZnCdCr,均未超出国家一类海水水质标准。春季海洋生物重金属含量均值排序为ZnCrCuHgPbCd,秋季为ZnCuCrHgPbCd。除Hg、Zn、Cr外,各重金属富集指数均未超过1 000,Hg、Zn、Cr在当地海洋生物体内存在比较明显的富集累积现象,其中Hg的富集程度显著高于其他重金属。总体来看,涠洲岛近岸海域水质状况良好,海洋生物受重金属污染程度低,均未超出国家水质及食品安全标准,但Hg、Zn、Cr出现了一定的生物富集现象,需要警惕。     

广西涠洲岛造礁石珊瑚属种组成及其分布特征

于2007年10月至11月2008年4月至5月采用样条调查法调查广西涠洲岛造礁石珊瑚的属种组成及其分布特征。结果调查得到涠洲岛共有石珊瑚10科22属46种以及9个未定种,西南部、东北部沿岸海域属种较多,有8科13属,珊瑚种群的生物多样性程度较高。涠洲岛活石珊瑚的平均覆盖度以西北部沿岸、东北部沿岸海域较高,东南部、北部、西南部次之,分别为25.3%、24.58%、17.58%、12.1%、8.45%。涠州岛的西南面和东南面沿岸海域长年受到船舶停靠和输运、过度捕捞、大规模挖礁、岸上及海上养殖等人为干扰胁迫,石珊瑚覆盖相对较低。     

涠洲岛海域潮流不对称的偏度判别研究

【目的】潮流不对称现象是潮波运动的基本特征之一,潮流不对称的量化及适用性是近海潮波动力学的重要研究内容。采用涠洲岛附近海域1988年10月6日~1989年3月9日实测的分层(10m、20m和30m)潮流数据对涠洲岛附近海域的潮流不对称现象进行研究。【方法】首先对实测资料进行调和分析得出余流及35个分潮,进而基于调和分析结果利用潮流不对称偏度判别法对实测潮流数据的潮流不对称进行计算。【结果】研究认为,在u方向(W-E),虽然垂向上流速大小有变化,但均为正向不对称,且其不对称程度基本相同。在v方向(N-S),10m层和20m层流速均为负向不对称,30m层呈正向不对称,三者在量值上由上层向下逐渐增大。在各层次各方向上,对潮流不对称贡献最大组合的均为余流及余流与分潮的相互作用,O1、M2和MO3分潮的相互作用以及K1、M2和MK3分潮的相互作用对潮流不对称的贡献亦不能忽略,其量值能达到甚至超过O1、K1、M2的贡献。潮波进入浅水发生变形,导致潮流不对称的影响因素在浅水和深水海域不同。【结论】涠洲岛附近海域潮流不对称具有明显的垂向变化,10m、20m层与30m呈现不同的不对称特征。潮流不对称偏度判别法在较深水海域同样具有适用性。     

涠洲岛赤潮监控区营养盐变化及其结构特征

通过分析2010—2013年赤潮监测区的营养盐监测数据,运用富营养化评价、空间波动评价以及营养盐限制评价方法研究涠洲岛赤潮监控区营养盐含量时空变化,探讨该海域的营养状况以及结构特征。2010—2013年涠洲岛赤潮监控区营养盐含量未达到富营养化标准。硝酸盐(NO3-N)和活性磷酸盐(PO4-P)含量变异系数分别是0.10～0.21和0.11～0.24,空间波动程度在年际间存在显著差异;除2011年S1站点的营养盐含量相对较高外,其余年份各个监测点位之间均差异不大;涠洲岛赤潮监控区表层海水中氮(N)、磷(P)和硅(Si)含量存在明显的月变化特征,4月份表层海水中各类营养盐含量相对较高;监控区氮磷比(N/P值)为28.5∶1～57.56∶1,活性磷酸盐(PO4-P)对监控区浮游植物的繁殖生长起着潜在的限制性作用。涠洲岛赤潮监控区营养盐含量在4月份存在高值,为浮游植物的增殖提供基础条件,春夏季风生流对各形态磷(P)含量的补充,缓解海域的磷(P)限制,可能是近年来涠洲岛多次发生赤潮的原因。     

涠洲岛西面及西南面沉积物重金属污染分析

【目的】研究广西涠洲岛海域沉积物污染情况并进行分析与评价。【方法】通过分析2014年涠洲岛沉积物重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Cr含量水平,运用单因子评价法、潜在生态风险指数法和地累积指数法进行污染程度评价。【结果】涠洲岛西面及西南面海域沉积物重金属含量均值从小到大依次为CdCuPbCrZn,分别对应未检出、3.02 mg·kg~(-1)、3.19 mg·kg~(-1)、6.47 mg·kg~(-1)、10.10 mg·kg~(-1),含量范围分别为未检出、0.95~8.29mg·kg~(-1)、2.68~4.07mg·kg~(-1)、1.81~18.46mg·kg~(-1)、ND~34.59mg·kg~(-1)。重金属污染程度属于"低水平",单个及多种重金属生态风险分级均为"轻微",其中Cu是引发生态风险的主要元素,地累积指数亦表明该海域各重金属污染程度均为0级。【结论】总体来说,涠洲岛西面及西南面海域沉积物重金属含量与污染程度较广西沿海其他海域低,仍属清洁水平。     

长江口泥沙与沉积物对磷酸盐的吸附和解吸研究

在长江口河段布点采样、实验室分析的基础上，从动力学、磷的等温吸附、pH值、盐度和泥沙含量对磷酸盐的吸附和解吸的影响诸方面，对长江口泥沙和沉积物对磷酸盐的吸附和解吸进行分析研究，确定了相应的关系式及变化规律，并计算得到磷酸盐的吸附-解吸平衡时间、泥沙的饱和吸附量、解吸量及细颗粒泥沙对磷的表观等量吸附热。实验分析结果有助于长江口及临近海域富营养问题的研究，对长江口水质管理、污染控制具有指导意义。     

南汇咀～嵊泗海域水体重金属元素分布及其污染评价

该文根据１９９５年１０月水质调查资料,阐明了南汇咀～嵊泗海域重金属元素［］西高东低、底高表低的分布势态,其分布势态取决于径流、湾水、流场、污染源、输沙量和锋面的综合作用。对泥沙在水中的理化性质分析揭示：细颗粒（ｄ＜６３μ）悬沙的吸附和解吸特性是重金属元素和悬沙间具有正相关的内在原因,置换吸附是重金属元素间具有互相关的重要因素之一。通过模糊理论水质综合评价得：该水域上层属Ⅰ级海水,中层属Ⅰ级或Ⅱ级海水,均未受重金属元素污染;底层除二个站受轻度和中度污染外,大致可划分为东、中、西三个水域,东部为Ⅰ级海水,中部为Ⅱ级海水,西部已受重金元素微污染、为Ⅲ级海水。     

淮河沉积物总磷和重金属沿程变化及污染评价

为了探究淮河沉积物中污染物的分布规律、来源及污染程度,于2014年7月沿淮河中下游设置16个采样断面,现场采样并检测沉积物中总磷(TP)质量比和重金属(As、Cu、Pb、Cd、Zn)的质量比,分析沉积物中污染物的沿程分布及来源并对污染状况进行评价。研究结果表明,淮河中下游沿程各城市下游断面沉积物中污染物平均含量比上游断面高;污染物来源分析表明,所有污染物均受到点源污染的影响,其中TP和Cu受到点源污染和面源污染的共同影响;单因子标准指数法对沉积物磷污染评价结果表明,淮河干流沉积物环境质量受磷的污染相对较轻;对重金属潜在生态危害程度分析表明,无论是单个重金属的生态危害程度还是综合生态危害程度都为轻微。     

长江口表层沉积物中多氯联苯残留和风险评价

采用GC-ECD(gas chromatography-electron capture detector)对14种多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)在长江口及东海近岸沉积物中的残留水平进行了测定,对其分布、组分特征、来源及生态风险水平进行了探讨.结果表明:多氯联苯在表层沉积物中的...     

北部湾近岸海域夏季海洋环境质量评价

【目的】调查和评价广西北部湾近岸海域的污染状况。【方法】2010年6月从广西北部湾近岸海域采集46个海水样品和24个表层沉积物样品,测定海水中14种元素和沉积物中12种元素的含量,并采用单因子指数法和内梅罗指数法对海水及表层沉积物污染特征进行分析和评价。【结果】该海域中海水平均单项污染程度依次为铅无机磷无机氮=锌汞pH值溶解氧化学耗氧量油类铜镉DDT砷总铬,其中铅和无机磷平均含量超过国家一类海水水质标准;表层沉积物中平均单向污染指数大小顺序为砷石油类铅铬锌汞=铜有机碳DDT镉多氯联苯硫化物,平均含量单项污染指数均小于1,主要污染物为砷、石油类、铅、铬。【结论】内梅罗指数综合评价结果显示,广西北部湾近岸海域海水处于较清洁状态,沉积物质量环境状况良好;综合评价结果显示,该海域海水处于清洁状态。     

富营养化湖泊中沉积物原位治理技术进展

回顾了各种化学、物理和生物的原位治理技术,简要介绍了一种新的生物膜合成载体.在户外实验中,富营养的沉积物促进了毒藻的生长,而新合成的生物膜载体的布设可以阻碍藻类的生长.当应用这种新的合成载体来改善富营养化湖泊水质时,沉积物中P的形态也向有利于水质改善的方向变化.     

厦门海域浮游植物和细菌对溶解有机磷的利用

应用（３２）Ｐｉ同位素稀释法，测定了外加溶解有机磷化合物（ＤＯＰ）对浮游植物和细菌吸收（３２）Ｐｉ的影响．结果表明：厦门海域浮游植物和细菌均能不同程度地利用ＤＯＰ，从抑制程度（百分率）来看，浮游植物对ＤＯＰ的利用能力大于细菌；在多数情况下，随ＤＯＰ浓度升高，抑制程度增大，表明浮游植物吸收ＤＯＰ增加．     

钦州湾海域表层沉积物重金属分布与污染评价

为探究广西钦州湾海域表层沉积物中重金属分布特征和污染情况,于2021年12月在钦州湾海域采集20个表层沉积物,利用原子吸收光谱仪和原子荧光分光光度计测定重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As)含量,并运用潜在生态风险指数法和地累积指数法对重金属污染程度和生态风险等级进行评价。结果表明,研究区表层沉积物重金属平均含量均未超出海洋沉积物质量一类标准限值。潜在生态风险评价显示,Cd为中等生态危害,其余重金属为轻微生态危害。地累积指数评价结果显示,Cu、Pb、Zn、Cr、Hg和As污染程度为无污染,Cd介于无污染与中污染之间,各重金属的污染程度依次为Cd>As>Pb>Cu>Cr>Zn>Hg。     

布吉河枯水期总细菌和反硝化功能基因定量研究

为了研究污染河流中微生物群落结构的存在状况及与水环境因子的关系,以深圳市深圳河的一级支流布吉河为研究对象,采用DGGE和Q-PCR技术分析了布吉河不同断面水样和沉积物中总细菌数量和群落结构以及反硝化基因(nosZ和narG基因)数量变化。结果表明,水样中总细菌数量的变化范围为5.77×108~7.13×1011copies/L,nosZ和narG基因数量的变化范围分别为2.99×106~9.39×108copies/L和1.45×107~9.11×109copies/L。沉积物中总细菌数量的变化范围为1.14×109~1.61×1011copies/g,nosZ和narG基因数量的变化范围分别为1.52×106~3.80×107copies/g和2.38×107~2.93×108copies/g。由于生境的差异,沉积物中nosZ和narG基因丰度高于水样。冗余度分析表明,影响微生物数量和群落结构的水环境因子不同,Fe是影响布吉河水样中细菌数量的主要水环境因子,而COD、亚硝氮和硝氮是影响布吉河微生物群落结构的主要水环境因子。水样和沉积物中微生物生态功能都很稳定,但水样中总细菌多样性比沉积物中高。