广西近岸海域水下平原表层沉积物中有机质分布及其积累

【目的】研究广西近岸水下平原表层沉积物有机质的分布和积累,了解有机质的扩散和现状。【方法】以钦州湾口水下斜坡为界,东至铁山港口外古滨海平原的20m以浅的广西近岸水下平原为研究区,依据2007~2010年广西近岸海洋环境地质调查资料,分析该区海底表层沉积物和钻孔有机质的分布、关系和积累特征。【结果】表层沉积物有机质含量频率f分布不均;研究区可划分出3大类沉积环境和5种亚环境,在其间的有机质分布含量差异较大,对沉积环境的选择性较强;有机质分布与沉积物粒度参数也有较大关系,随着粒径(φ)和分选系数增大而升高,沉积物粒度正偏有利于有机质积聚;有机质随沉积动力减弱而聚集,以平均粒径衡量的话,呈现指数增长规律;在不同的沉积环境有机质序列有指数、线性、对数递增关系,表明不同的积累阶段;随着沉积物粒级变细,在3~6φ粒级段出现有机质吸附积累拐点,而且有机质与粘土有共聚性;在研究区西北部监测站位的有机质具有明显的年际变化,观测期间总体增幅0。【结论】虽然根据沉积物质量评价标准表层有机质尚未超标,但结合本底值计算得出的积累系数显示水下平原西北部、西南部、南部位置均出现富集,对应着不同的来源和影响程度,是陆源输入在水动力分配下聚集的结果。     

钦州湾口沉积物中重金属变化特征及其与粒度的关系

【目的】开展钦州湾口晚全新世以来沉积物中重金属变化特征及其与粒度关系的研究,为掌握近岸海区重金属分布、迁移、积累规律提供依据。【方法】利用钦州湾口内和湾口外水下斜坡沉积物样品测试数据,着重分析近2.20m深度即晚全新世以来重要重金属Pb、Cr、Zn的变化特征及其与沉积物粒度的关系,并与其在表层沉积物的积累行为进行比较。【结果】重金属Pb、Cr、Zn具有陆源性,相对含量介于0.0328~0.3630,变异性以Cr最大,Zn最小,在垂向上呈现分段变化;岩芯沉积物颗粒主要分布在1φ~F,主成分为8φ~F,临界粒级为3φ~4φ;在与粒级关系上,Pb、Zn满足粒度控制律,Cr为反粒度控制律,均与其相态有关,同步变化概率P曲线、重金属对粒级变化的响应率k的共轭特征也进一步佐证;Cr具有正响应区间窄、负响应区间宽的特征,而Pb、Zn则相反;在表层沉积物中,Cr与粒度之间的关系已经与Pb、Zn趋向一致,且临界粒级有所右移,表明重金属对细颗粒的选择性增强。【结论】重金属与粒度的关系反映出钦州湾口沉积环境的演变情况;Cr对环境变化敏感,其与粒度的关系具有环境变化示踪意义。     

北部湾北部近岸全新世沉积环境变化及对8.2 ka小冷期的响应

【目的】北部湾北部是东亚夏季风、印度季风以及蒙古冷高压影响的交汇处,对气候变化敏感,该区沉积物要素在全新世的分布与变化,可反映该区气候波动特征和海岸格局演进之影响因素。【方法】在北部湾北部广西水域依次钻取3孔岩芯并进行粒度、矿物、元素、微体古生物测试鉴定以及~(14) C测年,综合分析对比沉积物要素的垂直分布、变化以及响应特征。【结果】全新世孢粉组合为热带-亚热带山地组合。岩芯粒度波动旋回变化,经历了自河床向浅海湾的变迁,沉积物具有陆源性,元素等几乎与沉积旋回细组分同步变化。早期三角洲盆地钻孔显示为盐沼环境;相对晚更新世或者末期,全新世早期沉积物颗粒粗减细增,有机质增幅超过700%。碎屑矿物种类增加,孢粉和硅藻化石逐步丰富,硅藻属种数也保持增加趋势,沉积速率为全新世平均值的1.36~1.85倍,具有风化较强、水沙丰沛、沉积快、物质分配活跃、生物较为繁盛的特点,与邻区全新世中早期气候适宜期相符合。早期气候仍然波动,可辨认出8.2ka小冷期事件的影响,Sr/Ba比值偏低。【结论】研究区作为东亚低纬度季风区海陆过渡界面,其环境变化与气候变化相联系。     

广西近岸海域水下平原表层沉积物中重金属分布及其积累

【目的】研究广西近岸水下平原沉积物重金属分布和积累特征,促进对重金属自河口海湾向陆架扩散规律的对比与把握。【方法】从广西近岸水下平原采集表层沉积物和岩芯,通过实验测试的手段,分析表层沉积物重金属Pb、As、Hg的分布和积累特征。【结果】广西近岸水下平原表层沉积物中Pb含量为8.0×10-6~44.7×10-6,As含量为1.6×10-6~31.4×10-6,Hg含量为0.001×10-6~0.086×10-6,变化较大;Pb、As、Hg的分布受沉积环境和沉积物类型影响,As含量在水下平原北部水动力作用强烈之处出现局部高值,与含As的母岩风化有关;Pb、As、Hg有一定的共聚性,并显示亲Ni、Zn、Ga、Zr和疏Sr的特征;Pb、As、Hg与粒度参数有线性和聚类关系,对粒级响应性即斜率k的拐点在~0.125mm至~0.063mm之间,视沉积环境和沉积物的不同而有所移动;贫有机质站位由于水动力作用强烈,以自然风化的物理过程为主,重金属含量很低,而有机质积累成因为主的站位重金属含量积累增幅区间的频率,Pb的以40%~60%最高,As和Hg的均是60%~80%最高,增幅序列均遵循单增自然对数关系,曲线分段对应不同的沉积环境。【结论】广西近岸水下平原表层沉积物质量总体较好,但相对区域本底值来看,Pb积累性比较突出,As次之。     

北部湾海槽中全新世以来气候变化与重金属积累关系

【目的】为了探寻北部湾湾口重金属沉积规律,研究中全新世以来该地区海槽重金属分布、累积及联系。【方法】在北部湾南部海槽处钻取200cm长度岩芯进行垂直分样,并对典型重金属Pb、Cr、Zn,微量元素,粒度,矿物,14 C定年等指标进行综合测试及分析。【结果】岩芯沉积物的化学蚀变指标CIA显示,气候波动变化,总体上气候趋向暖湿,陆源供给加大,可分为两个基本气候阶段;重金属具有陆源性,且细粒级与重金属对气候波动响应明显,含量随深度变浅,即随气候演进而呈增加趋势;岩芯沉积物组分以悬移质为主,与海水悬移质粒级有对应性,其中重金属来自吸附与再沉积,6~9φ为吸附粒级;重金属积累系数fa变化曲线显示,重金属自25cm以来积累加快,Pb的相对斜率增加且分化明显。【结论】重金属含量变化是对气候波动的响应,晚全新世后期重金属(尤其是Pb)积累有加快趋势,可能与人类活动有关。     

广西近岸西部中全新世显著海侵及气候特征

【目的】北部湾北部是冷暖空气的交汇带,气候复杂多变,而断裂活动导致的沉降差异又是海岸变迁的重要驱动因素,为了探究该区域环境变迁的规律,研究其中全新世显著海侵和气候特征。【方法】以广西西部近岸为典型,于防城港湾口外水下斜坡进行沉积物岩芯取样和粒度、元素、矿物、微体古生物、~(14)C年龄等地质地球化学要素综合测试,分析对比要素的变化特征及其气候联系。【结果】孢粉组合反映植被以山地热带、亚热带种属居优。沉积物组分为粘土质粉砂、砂质粉砂和粉砂质砂。体现出元素分段变化,碎屑矿物含量变异性较高的分布规律;化学元素等基本以3.00~2.80m深度为界,前后分布有明显环境差异,显示气候变干变冷之特征。该转折点亦是大规模海侵的起始阶段,主要表现为绿石明显富集,Sr/Ba显著增高,有孔虫、硅藻、钙质和硅质生物碎屑随之快速增加;该转折点在时间和要素变化特征方面与邻区相近,揭示这并非偶然现象,与中全新世6.00ka B.P.前后夏季风减弱、冬季风加强的大尺度气候变化相联系。【结论】中全新世广西西北部近岸出现了大规模海侵,可能与区域乃至全球气候变化有关。     

小型河流库坝建设对河道重金属元素分布的影响

【目的】研究小型河流库坝建设对河道沉积特征及重金属元素分布特征的影响。【方法】以淮河4级支流索河三仙庙水库至丁店水库段为研究对象,依据水流方向及库坝位置将其分为上、中、下3段,分别采用单因素方差分析和冗余分析,对3段的表层沉积物及下表层沉积物粒度特征,以及As、Cr、Pb、Cd、Cu、Hg和Zn 共7种重金属元素进行了分析和评价。【结果】表层和下表层沉积物各粒度组分和有机碳含量基本相同,但表层重金属含量略高,表明库坝建设后该区域沉积环境总体上较为稳定,而重金属污染有所加重; 3段间的水文条件差异较大,上段常处于相对断流状态,沉积物中砂粒含量较多,中段水流较小,粉粒和黏粒等粒径较小的沉积物粒度组分含量较高,下段常年积水,但水位变化较大,沉积物特征与上段相似; 重金属元素分布特征显示其在中段的含量均高于上段和下段; 有机碳在中段的含量极显著高于其在上、下段的含量。【结论】总体上,库坝建设改变了河流的水文条件,影响沉积物特征,对重金属元素分布影响较大,使得中段重金属元素相对容易富集。     

钦州湾近岸海域六月富营养化水平评价

【目的】调查及评价钦州湾近岸海域夏季海水富营养化水平状况。【方法】2010年6月采集钦州湾近岸海域15个站位的海水样品,测定海水中化学需氧量(COD)、无机氮(DIN)、活性磷酸盐(PO4-P)等的浓度;采用单因子污染指数法对污染程度进行评价,采用海水富营养化指数法以及潜在富营养化程度评价模式对海水富营养化水平进行评价。【结果】钦州湾近岸海域夏季海水中COD平均浓度为1.00mg/L,DIN平均浓度为0.12mg/L、PO4-P平均浓度为0.01mg/L。单因子污染指数法评价结果显示,钦州湾近岸海域海水中COD浓度符合国家一类海水水质标准;DIN浓度超标率为20%;PO4-P浓度超标率为20%。海水富营养化指数法评价结果显示,钦州湾海域海水富营养化指数平均值为0.47;海水潜在富营养化程度评价模式评价结果显示,钦州湾海域海水营养级别为Ⅱ级。【结论】钦州湾近岸海域海水受无机氮及活性磷酸盐污染;海水富营养化水平为贫营养;钦州湾近岸海域海水富营养化程度主要受陆源污染物及海水养殖影响。     

钦州湾近岸网箱养殖期磷的分布特征研究

为了解钦州湾近岸养殖卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)网箱在不同的养殖期内水体和沉积物中磷(Phosphorus)的分布特征,于2022年5月(养殖投苗期)、7月(养殖高峰期)和10月(养殖收成期)调查该区域并分析水体和表层沉积物中磷的分布规律。结果表明：水体中磷含量在养殖期间呈逐渐升高、表层高于底层的变化趋势,溶解无机磷(Dissolved Inorganic Phosphorus, DIP)是总溶解态磷(Total Dissolved Phosphorus, TDP)的主要赋存形态;在养殖高峰期网箱区出现磷限制情况。表层沉积物中磷含量在养殖高峰期出现较大值,呈养殖高峰期高于养殖收成期和养殖投苗期、网箱区高于非养殖区的分布特征,无机磷(Inorganic Phosphorus, IP)是总磷(Total Phosphorus, TP)的主要赋存形态。网箱养殖期的磷富集指数(P Enrichment Index, PEI)为0.31-1.42,网箱区高于非养殖区,表明钦州湾近岸网箱养殖活动会给沉积环境带来磷污染。高度集约化的养殖活动对水环境和沉积环境质量均有负面影响,针对...     

南黄海表层沉积物中生源要素的分布规律及其环境意义

【目的】研究南黄海表层沉积物中生源要素的分布规律及其影响因素。【方法】通过测定南黄海82个站位表层沉积物样品中生源要素的含量及表层沉积物的平均粒径,分析研究区表层沉积物中生源要素和沉积物粒径的分布特征,并从表层沉积物中有机质来源、沉积物粒度、水动力作用和环境等因素探讨其对生源要素分布的影响。【结果】南黄海表层沉积物中生源要素总有机碳(TOC)、总氮(TN)及总磷(TP)的含量与平均粒径存在显著的相关关系,近岸沉积物粒度较大,对应生源要素的含量较低,在南黄海中部海区的沉积物粒度较细,各生源要素的含量较高。【结论】表层沉积物的粒度是影响生源要素含量分布的主要因素,即粒度越细,表层沉积物中生源要素含量越高。同时,有机质来源和水动力作用在一定程度上也影响和控制着表层沉积物粒度及生源要素的分布。生源要素TP分别与TOC、TN之间相对较弱的相关关系和近岸河口等地生源要素的高值表明,可能存在其他外部环境因素也会对其含量造成影响。     

防城港湾夏季水质及表层沉积物重金属污染评价

【目的】调查及评价广西防城港湾的重金属污染现状。【方法】2013年8月从广西防城港湾采集33个站位海水样品和11个站位表层沉积物样品,测定海水和沉积物中重金属(铜、铅、锌、镉、汞、砷)含量,再采用单因子指数法和生态风险指数法对采集的海水和沉积物污染状况进行评价。【结果】该海域海水重金属污染程度由高到低分别是PbZnHgCuCdAs,其中,Pb的平均单项污染指数均大于1,超过国家一类海水水质标准;沉积物中重金属平均含量排序为ZnPbCuAsCdHg,均符合国家一类沉积物标准;沉积物重金属污染程度排序为AsPbCuZnHgCd,即污染程度均属于低污染;潜在危害的影响程度从大到小排序为HgAsCdPbCuZn,即潜在风险较低。【结论】夏季防城港湾海洋重金属环境质量状况良好。     

基于MCI的厦门湾大型底栖动物群落健康状况评价

[目的]对厦门湾的底栖动物群落健康状况进行调查分析,初步构建合适的评价方法,并据此判断厦门湾的底栖生态质量状况。[方法]以2011年3月、6月调查数据为基础,采用Shannon-Wiener生物多样性指数、Margalef丰富度指数以及M-AMBI(Multivariate-AZTI’s Marine Biotic Index)作为构建大型底栖动物群落指数(macrozoobenthos community index,MCI)的指标,在等权重加和的基础上获得MCI值。[结果]3月份厦门湾大型底栖动物群落质量差于6月份,且以同安湾的质量最差,东部和西部海域的则最好;九龙江口河口区的群落质量状况呈现明显的空间梯度,沿河口向外、向北部逐渐变好。[结论]厦门湾底栖动物群落之间的时空差异与多种环境因素的联合作用有关,而MCI能够较为敏感地响应这种时空变化,适用于评价厦门湾大型底栖动物群落质量状况。     

锦州湾沉积物和生物体中有机锡化合物的分布特征及生态风险评价

【目的】研究锦州湾沉积物和生物体中有机锡化合物(OTs)的含量及其分布特征,为有机锡输入控制和对环境造成的生态风险评价提供基础数据。【方法】利用气相色谱配FPD检测器分析沉积物和生物体中3种丁基锡和3种苯基锡的含量。【结果】沉积物中OTs的含量为5.89~26.6ng Sn/g,除三苯基锡(TPhT)外,其它5种有机锡均有检出;生物样品中含量为13.2~170ng Sn/g,3种丁基锡和3种苯基锡均有检出。【结论】锦州湾沉积物中的OTs与国内其它海区水平相当,其组成比例显示有新的输入源;三丁基锡(TBT)降解程度不高;6种生物样富集OTs的含量与其脂肪含量之间无显著的相关性,且体内OTs的组成比例不同,表明生物选择性富集OTs;沉积物中三丁基锡化合物(TBT)含量处在低筛选浓度和高筛选浓度之间,TBT对生态环境产生中等程度的负面影响,应当引起足够的重视。     

青岛海鸥浮码头冬季污损生物调查分析

【目的】为给胶州湾生态评价提供污损生物的基本信息,调查青岛中港服役5.5年海鸥浮码头水中钢结构的生物污损状况。【方法】分析鉴定该浮码头冬季污损生物的稳定群落结构及其分布,并与50年前的调查结果进行对比。【结果】青岛中港冬季稳定群落基本结构为多年生固着生物,牡蛎(Ostrea gigas thunberg)和藤壶(Balanus sp.)为底层,其上为附着型的海鞘(Pyrosomella verticilliata)、贻贝(Mytilidae)和苔藓虫(Bryozoa),表层为地毯式复海鞘、苔藓虫、海绵(Reniclonasp.)、水螅(Hydra)和海葵(Sea anemone)等;去除多年生固着生物(藤壶、牡蛎)及附着型的扇贝,服役5.5年浮码头最大单位面积污损重量不足1.0kg/m2。【结论】相比50年前,青岛中港污损生物群落结构及附着量都发生显著变化,建议把胶州湾污损生物生态研究纳入胶州湾海洋生物生态系统的研究中。     

向错强度与阻尼系数对纳米晶材料小角度晶界湮没的影响

[目的]研究一维纳米晶材料演化过程中的小角度晶界湮没过程,探究向错强度与阻尼系数对位错湮没的影响。[方法]建立位错运动方程,计算模拟小角度晶界的晶格位错在外应力作用下发生的变化。[结果]随着切应力增加,晶界由过阻尼运动变为无穷远的单向运动,向错强度越大晶界越难以湮没,并且晶界位错由同时湮没转变为两端先湮没,中心后湮没;阻尼系数越大,湮没临界切应力越大,但到达一定值时,阻尼系数不再影响临界值。[结论]晶界湮没存在临界切应力,向错强度主要影响临界切应力,阻尼系数主要影响位错初始速度和运动停止时间。     

九龙江口红树林湿地沉积物中有机碳和氮的分布特征及来源辨析

【目的】探讨九龙江口红树林湿地沉积物中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的影响因素及来源,加深对红树林湿地中碳和氮的生物地球化学过程的认识。【方法】测定九龙江口红树林湿地表层沉积物粒度、TOC和TN含量,并对其分布特征进行分析。利用TOC/TN比值分析有机质来源及不同来源的贡献率。【结果】九龙江口红树林湿地沉积物中TOC和TN的含量分别为1.24%~3.81%和1.19~2.05mg/g,TOC/TN比值为11.6~26.3,TOC、TN含量和TOC/TN的平面分布均呈现出由陆向海方向逐渐降低的趋势。沉积物中TOC和TN含量没有表现出明显的粒度效应。【结论】控制沉积物中TOC和TN含量分布的主要因素并不是粒度效应,而可能是其来源。沉积物中TOC和TN的主要来源可能是红树林植物碎屑、养殖废水输入的有机碳和氮污染,以及海洋浮游植物碎屑。     

崇左岩溶峰林区岩溶发育特征及对钻孔涌水量的影响

【目的】研究崇左岩溶峰林区岩溶发育规律及对钻孔涌水量的影响,深化对崇左岩溶峰林区岩溶水文地质条件的认识,更好地指导今后在该地区开展地下水资源开发利用。【方法】通过对崇左岩溶峰林区128个钻孔的深度、涌水量、岩溶发育特征等指标进行统计分析,总结该区岩溶发育规律及影响因素,并研究其对钻孔涌水量的控制作用。【结果】研究区最小钻井深50.02m,最大井深121.80m,平均深度为94.04m。成井86口,成井率为67.18%,有68.53%的钻井涌水量分布于100～400 m~3/d。钻孔遇洞率为75.78%,平均线岩溶率为5.01%。在0～100m内均有溶洞发育,100m以下未见溶洞发育。0～60m深度段岩溶较发育,溶洞高度为441.57m,占总高度的80.41%,线岩溶率(5.42%～12.91%)大于平均线岩溶率;但0～40m深度段内溶洞全部或部分被充填,供水意义不大,而在40～60m深度段溶洞填充率小。【结论】在该地区通过机井解决缺水问题的条件比较有利,机井井深不超过100m为宜;40～60m深度段是本区主要出水段。由于钻孔均部署在地下水的补给区,或位于岩溶发育相对较弱的地区,钻孔中溶洞主要以小型溶洞(小于等于2m)为主,大型溶洞(大于2m)较少。这种水文地质条件和溶洞发育特征,导致研究区大部分钻孔(68.53%)的涌水量分布于100～400m~3/d。