鄱阳湖丰水期水体后向散射特性研究

后向散射是获取湖泊水体光学活性物质遥感信息的关键,针对无机悬浮物为主的浑浊二类水体, 其对水体表观光学性质有着决定性的影响,研究表层水体后向散射特性在提高湖泊光学活性物质遥感反演精度方面具有重要的意义.该文通过2017年6月在鄱阳湖丰水期36个站点的巡航监测,分析了水体后向散射特征及其与光学活性物质的关系,并利用指数模型对后向散射系数进行参数化.研究结果表明：在420～700 nm波段范围内,水体后向散射系数、后向散射概率随波长的变动趋势较为一致,均随着波长的增大呈指数函数减小;空间上水体后向散射系数的均值和变幅为南湖区>主湖区>北湖区;总悬浮颗粒物浓度与后向散射系数之间的相关性随波长增大而增大,其中700 nm波段的相关性最好,R2达到0.760;随着波长的增加后向散射系数与叶绿素a含量的相关性减少;同时建立了后向散射系数光谱模型,斜率指数为1.229,470～700 nm波段平均绝对百分比误差均小于8%,具有较好的反演精度.     

黄渤海悬浮颗粒物密度的空间分布及其对固有光学特性的影响

【目的】研究悬浮颗粒物密度在黄渤海的空间分布特征及其对水体固有光学特性的影响。【方法】利用2014年11月以及2015年8月现场实测数据,计算得到黄渤海悬浮颗粒物密度,绘制出黄渤海悬浮颗粒物密度的空间分布图。将研究区域悬浮颗粒物密度与固有光学特性进行拟合分析。【结果】两个航次悬浮颗粒物密度的空间分布比较复杂,但整体趋势显示中层密度要小于表层和底层。在表层、中层和底层的密度分布图中,黄河口附近均有密度小值区域,山东半岛附近有密度大值区域,随着深度增加该大值区域有南移趋势。悬浮颗粒物密度与比固有光学特性c_p~*、b_p~*、b_(bp)~*拟合所得到的P值绝大部分小于0.05,与固有光学特性c_p、b_p、b_(bp)拟合得到的P值全部大于0.05,而与Q_(ce)、Q_(be)、Q_(bbe)拟合得到的P值多数大于0.05。【结论】悬浮颗粒物密度对比固有光学特性变化影响较大,尤其对c_p~*影响达到51%;对Q_(ce)、Q_(be)、Q_(bbe)的变化影响一般;对c_p、b_p、b_(bp)变化影响较小。     

用三维粒子模式研究黄河输出的悬浮颗粒物的输运

本文利用了一个三维的乳浮颗粒物输运模型，对黄不可输出的悬颗粒的健布进行了计算。这是一个使用粒子追踪方法的模型，利用随机走步法模拟扩散过程。     

自然水体悬浮颗粒物吸附铅和镉的特性

用滤膜过滤方法获取自然水体中的悬浮颗粒物, 研究了其吸附铅和镉的动力学、 热力学特征以及过滤水量、 pH值和离子强度对自然水体悬浮颗粒物对铅和镉吸附的影响. 实验结果表明： 悬浮颗粒物对铅和镉都有明显富集作用, 其对铅的吸附速率和最大吸附量均比对镉的大; 悬浮颗粒物对铅、 镉的吸附量与其质量成正比; 随着吸附体系pH值增大, 悬浮颗粒物对铅的吸附量先增大后减小, 对镉的吸附量则一直增大; 在不同离子强度下进行吸附实验, 结果表明, 悬浮颗粒物对铅和镉的吸附可能同时包括电性吸附和专性吸附.     

天津市冬季颗粒物散射消光特征

就近年来天津市能见度逐渐降低的现象,利用M9003浊度计并辅以同期观测的污染物浓度和气象因子资料,考察了颗粒物散射消光对能见度的影响.得出颗粒物散射消光约占总消光的83.5%,且细粒子是影响能见度降低的主要因素.PM2.5的总散射效率和对细粒子的散射效率分别为6.05和3.4 m./g.并根据颗粒物的散射消光特征日变化趋势总结出天津市颗粒物的散射消光类型可划分为:双峰型、单峰型和平滑型三类.     

海浪电磁后向散射统计特性分析

本文就目前学者们所关注的电磁波与海浪随机粗糙表面的相互作用机理作某些探讨。主要分析了随机粗糙表面的统计特性,导出有关统计参量表式;运用了 Kirchhoff 衍射近似理论和统计反射系数获得了随机粗糙表面的电磁后向散射系数,并讨论了海浪后向散射信号特征量的可测定的设想。     

悬浮颗粒物对海水声衰减的影响

海水中的悬浮小颗粒会引起声吸收、散射的变化.作者以Urick的粘滞吸收理论为基础,结合海水自身的声吸收理论和浅海声传播模型,推导出高频下悬浊海水的声衰减公式.本文对悬浮颗粒物的粘滞吸收进行了数值模拟,并以声纳为例,初步研究悬浮颗粒物对其性能的影响.     

大气悬浮颗粒物中重金属含量和形态分析

对某大学校园内教学区、生活区和校外交通干道3个采样点秋冬季的大气颗粒物(TSP和PM10)浓度和颗粒物中的重金属元素Cu、Zn、Pb和Cr的浓度和形态分布进行了研究分析.结果表明:不同区域的TSP和PM10浓度差别较大,其中教学区最高,校外交通干道次之,生活区最低.TSP和PM10中Cu和Cr的含量较低,Zn和Pb的含量较高.TSP中重金属的总含量大于PM10,但是PM10中重金属所占的百分比大于TSP.从形态分布来看,TSP中Zn有40.76%存在于残渣态(S5)中,PM10中Zn有53.43%存在于可交换态(S1).而TSP和PM10中Cu在S1～S4中分布较多,Pb主要存在于残渣态(S5)中,Cr的主要存在形态是氧化物结合态(S3)和残渣态(S5).对TSP和PM10中重金属的生物有效性评价可知,Cu的可生物利用态含量最高,Zn、Pb和Cr的可生物利用态含量较低.     

综合水产养殖池悬浮颗粒物的动态变化研究

2002年11月~2003年8月,在杏林综合养殖池的养殖期间进行24 h连续采样,研究水体中悬浮颗粒物(TPM)、颗粒有机物(POM)的周日及不同养殖期动态变化.结果表明:(1)养殖前期和养殖中期TPM和POM现存量周日变化比较平缓,养殖后期和养殖末期TPM和POM现存量周日变化差异明显;(2)TPM和POM现存量是养殖前期<养殖中期<养殖后期<养殖末期;(3)TPM现存量空间分布:养殖前期和养殖末期,进水区(以下称A点)>静水区(以下称B点)>出水区(以下称C点);养殖中期,C点>B点>A点;养殖后期,B点>C点>A点;(4)POM现存量空间分布为:养殖前期和养殖末期,A点>B点>C点;养殖中期和养殖后期,C点>B点>A点;(5)A点TPM和POM现存量之间呈显著或高度正相关关系,而B点和C点的TPM和POM现存量之间没有稳定的相关性.     

筼筜湖悬浮物及颗粒有机碳、氮、磷的时空分布

2008年12月—2009年11月,在筼筜湖5个站位进行表层海水的采样,研究水体中悬浮物(TSM)、颗粒有机碳(POC)、颗粒氮(PN)和颗粒磷(PP)的时空分布特征及其与叶绿素a(Chl a)之间的关系.结果显示,各站位TSM、POC、PN和PP浓度总体上沿着筼筜湖的水流方向逐渐降低,季节变化明显,大部分在夏季(6—8月)出现高峰;POC和PN之间相关性极显著(R=0.989,n=127),POC和PN与Chl a之间也具有较好的正相关关系,而PP与Chl a之间的相关性不显著,浮游植物碳(Cph)与POC的质量比在各站位有所差异.研究表明,筼筜湖POC和PN来源较为一致,在赤潮爆发期间浮游植物是其主要来源,而PP除浮游植物来源外,其他来源如外源碎屑输入、表层沉积物再悬浮以及浮游动物、细菌和碎屑可能对其含量都有较大影响.     

中国东部主要河流颗粒物的元素组成

研究了中国东部１１条主要入海河流颗粒物中１７种常量和微量元素的含量及其地域差异。在此基础上，首次估计了我国河流颗粒物的平均元素组成。最后根据提供的中国河流颗粒物元素组成资料和文献中对世界主要河流颗粒物元素组成的研究结果，对全球河流颗粒物的平均元素组成进行了新的估计。     

浮床栽培海马齿对海水中悬浮颗粒物清除作用的实验研究

当前,我国许多流域和沿岸水体悬浮颗粒物的浓度较高,给大型海藻和其他底栖水生植物的正常生长带来十分不利的影响.如何有效降低水体的悬浮物浓度,是沿岸水域生态恢复面临的重要问题之一.研究了植物浮床系统中滩涂耐盐植物海马齿(Sesuvium portulacastrumL.)的根系对海水中悬浮颗粒物的净化效果.结果显示,种植海马齿的实验水体悬浮颗粒物浓度显著低于对照组(p<0.01),在24 h内,由海马齿构成的生态浮床模拟系统对水体中悬浮颗粒物的清除率达到90%以上;海马齿根系对不同粒径的悬浮颗粒物清除效果不同,主要作用于粒径<20μm的悬浮颗粒物,且颗粒物粒径越小,根系对其清除效果越明显;随着粒径增大,悬浮颗粒物的自然沉降作用增强,尤其是粒径≥20μm的颗粒物.研究还表明,海马齿根系不仅对水中悬浮颗粒物具有良好的清除作用,同时能使其浓度提前达到稳定水平.     

Does chemical index of alteration （CIA） reflect silicate weathering and monsoonal climate in the Changjiang River basin？

Chemical weathering of continental silicates significantly influences global climate change,earth surface processes,material cy-cling and oceanic chemical composition.How to quantitatively reconstruct chemical weathering history has become an important issue in global change research.Chemical index of alteration(CIA) has been widely used as a quantitative indicator for estimating the degree of silicate weathering.However,its method of calculation and the limitations of its application are not well understood.In this study,we calculated CIA values from suspended particulate matter collected from the mainstream and major tributaries of the Changjiang River.The values yielded considerable variations at different temporal and spatial scales.The average CIA values increased from the upper to middle-lower reaches,and were lower in the suspended samples taken during the flood than in the dry season.The spatial variation in the CIA is predominantly controlled by basinal monsoon climate.In contrast,the temporal varia-tion in the Changjiang River basin is controlled mainly by the changing provenance of suspended samples in relation to the shift of the precipitation zone.The CIA probably indicates the integrated weathering history in the river basin,and thus,cannot be used as a reliable proxy of instantaneous chemical weathering.Furthermore,the calculation method and hydrodynamic sorting also influence the CIA values.Therefore,caution should be taken when using the CIA as a proxy for studying chemical weathering from different regions.     

城市交叉路口车辆排放颗粒物浓度的时间相关性分析

【目的】研究大都市道路交叉口车辆尾气排放的颗粒物对大气质量的影响.【方法】在香港街谷一个典型的道路交叉口处,测量不同日期交通高峰时段内车辆排放的6种不同粒径(0.03~0.49μm,0.5~0.99μm,1~1.99μm,2~4.99μm,5~9.99μm,≥10μm)的颗粒物浓度,并通过自相关特性和功率谱分析对这些颗粒物浓度的时间相关性进行分析.【结果】粒径0.03~0.49μm颗粒物的相关性变化呈现多周期性.与此相反,粒径0.5~0.99μm,1~1.99μm和2~4.99μm颗粒物的相关性明显呈现出与交通红绿灯匹配的周期性,粒径5.0~9.99μm和≥10μm较大颗粒物的相关性较小.粒径较小颗粒物的长时间相关函数不趋于0表明存在长时持续作用.功率谱的分析进一步证实了这6种不同粒径的颗粒物浓度的周期性和长时持续性,特别是粒径0.03~0.49μm细微颗粒物,其功率谱呈现S(fk)~1fηk的标度关系,表明存在长时相关特性.【结论】城市道路交叉口车辆尾气排放的颗粒物对大气有较大的影响,6种不同粒径的颗粒物浓度显示出周期性和长时相关持续性。     

人类扰动下太湖入湖河道的稀土元素及环境指示意义

采集了接纳不同类型污染物的3条太湖入湖河道的水体、悬浮物和沉积物,分析了其中稀土元素的含量分布特征.结果表明:水体中的稀土总量,漕桥河最大,大浦河其次,梁溪河最小;悬浮物与沉积物中的稀土总量,大浦河最大,漕桥河其次,梁溪河最小.河流不同介质稀土元素标准化曲线差别明显,水体富集重稀土,悬浮物主要富集于中稀土,而沉积物主要为平坦型曲线;但标准化曲线中均有离群的曲线,沉积物中尤为明显,而且污染河道样品页岩标准化曲线不同于周边土壤和湖泊沉积物,说明太湖入湖河道的稀土元素明显地受到了人类活动物质输入的影响,而且显示了不同污染源的特点.     

Seasonal variations in the Sr-Nd isotopic compositions of suspended particulate matter in the lower Changjiang River: Provenance and erosion constraints

Suspended particulate matter samples were collected monthly for more than 2 years in Nanjing,China to examine seasonal changes in the Sr-Nd isotopic compositions of the lower Changjiang River(CR).The results indicate that the 87Sr/86Sr ratios of the samples ranges from 0.725352 to 0.738128,and the values ofεNd(0)ranges from-10.55 to-12.29.The Sr-Nd isotopic compositions show distinct seasonal variations.The samples had lower 87Sr/86Sr ratios and higherε Nd(0)values during the flood season than the dry seasons.The seasonal variations primarily reflect the controls of provenance rocks and erosion in different sub-catchments.The relative decrease in 87Sr/86Sr ratios and the increase inε Nd(0)values during the flood season may reflect an increasing in the mechanical erosion rate in the upper basin and the contribution of more sediment from the upper reaches.The end member values of 87Sr/86Sr andε Nd(0)of the samples were 0.728254 and?11.26,respectively.     

长江口外冲淡水区悬浮颗粒物中总有机碳和叶绿素a的碳同位素分布

应用超声提取、固相萃取（SPE）、薄层色谱（TLC）技术,成功提取、分离了海水悬浮颗粒物中的色素类化合物,并对叶绿素a（Chl a）的碳同位素进行了测定,建立了海水悬浮颗粒物中叶绿素组分的TLC分离及稳定碳同位素测定方法.测定了长江口外冲淡水区颗粒有机碳（POC）和Chl a中的碳同位素.发现悬浮颗粒物中Chl a的δ13C介于-28.17‰～-32.29‰之间,平均值-29.75‰;POC的δ13C介于-17.92‰～-23.19‰之间,平均值-20.67‰,Chl a比POC的δ13C偏负9.08‰.表层Chl a的δ13C值由北向南逐渐偏负,由近岸向开阔海域逐渐偏正.     

鄱阳湖丰、枯水期悬浮体浓度及其粒径分布特征

通过2008年、2009年10月(枯水期)和2011年7月(丰水期)的3次全湖调查,结合鄱阳湖水体采样调查与MODIS同步卫星影像反演悬浮体浓度数据,同时利用LISST-100对鄱阳湖悬浮体粒径进行现场观测,研究了鄱阳湖悬浮体浓度及悬浮体粒径分布规律.结果表明,鄱阳湖表层悬浮体浓度表现为北部、中部高,南部低的空间分布特征;垂向分布上看,一般情况下,表层中层底层;而在风生流及采砂活动影响下的湖区中部和南部部分区域,垂直浓度分布规律不明显.全湖平均悬浮体浓度枯水期大于丰水期,且枯水期全湖悬浮体浓度空间差异较丰水期更小.悬浮体粒度组成主要以粉砂为主,其中细粉砂所占比例最高;全湖悬浮体粒径主要分布在8μm~90μm之间,丰、枯水期分布规律较为一致,枯水期的平均悬浮体中值粒径较丰水期更细.悬浮体中值粒径表现为南粗北细的空间分布特征.从粒径频率谱形态分布上看,主要呈现双峰、三峰的粒径分布形态,北部湖区悬浮体粒径谱形态时空分布基本一致;而南部大湖区,丰、枯水期粒径谱分布有较大差异.鄱阳湖悬浮体浓度及粒度分布特征主要是受到水动力、底质及冲淤状态、生物絮凝及人为采砂活动等因素共同影响的结果.