大沽河流域地下水中稀土元素的地球化学特征

近岸地下水排泄是近海稀土元素的重要来源,目前对地下水中稀土元素的地球化学行为的认识还十分有限。本文通过现场调查和模拟计算对山东大沽河流域地下水中溶解态稀土元素的分布、影响因素及络合形态进行了研究。结果表明：稀土元素在地下水中的分布具有较大的空间差异,pH和铁锰氧化物/氢氧化物的还原性溶解是影响稀土元素含量的重要因素。稀土元素的络合形态以LnCO+3和Ln(CO3)-2为主,但是在硫酸根含量较高的情况下,轻稀土较中稀土和重稀土更易于形成LnSO+4。大沽河流域地下水表现为重稀土富集,含水层中负电荷颗粒物对LnCO+3的优先吸附可能是富集的原因。受周边炼油厂影响,所有样品中的La均表现为正异常,人为源La在地下淡水和再循环海水中所占比例分别为34%~75%和42%~57%。     

大沽河流域地下水水化学及同位素特征

大沽河是青岛市重要的供水源之一,了解大沽河流域水循环的过程和机理有助于合理地利用大沽河流域水资源。为了研究大沽河流域地下水循环的规律,在大沽河李哥庄镇至胶东镇段研究区内采集了26个地下水样本和4个地表水样本,测定其氢、氧同位素及水化学成分,通过分析其变化特征初步判定地下水补给来源以及影响因素。对降水和地下水中的稳定同位素组成(δD,δ~(18)O)进行分析,结果表明大气降水是该区域地下水的主要来源。地下水及地表水的水化学结果表明研究区地下水类型多样,主要为HCO_3-Cl-SO_4-Ca-Na,Cl-SO_4-Na,Cl-HCO_3-SO_4-Na,HCO_3-Cl-SO_4-Na-Ca-Mg,Cl-Na五类;地表水受到强烈的蒸发浓缩作用,并在一定程度上补给了地下水。同时,地下水中的氢、氧同位素含量与Cl~-和TDS区域分布特征相互佐证,证明地下水化学成分主要受到海水入侵的影响,其次为围岩矿物的溶解。     

海底地下水和海水混合营养盐变化的模拟实验研究

1 引言 海底地下水排泄(submarine groundwater dis-charge,SGD)早在几世纪前就被发现,直到20世纪80年代,LOCIZ工作组成立并通过一系列的研究,让人们才逐渐认识地下水向沿海海域排泄是海岸带陆海相互作用的一个重要过程[1-2].近年来随着监测技术的发展,特别是同位素示踪剂技术的应用[3-4],已证实SGD是一个全球性的现象.     

东山湾营养盐结构特征及影响因素分析

文章根据2011年5月和8月两个航次的调查资料,分析东山湾营养盐含量、分布、结构特征及其关键影响因子,并探讨了营养盐对浮游植物的限制情况。结果表明,除活性硅酸盐,夏季活性磷酸盐、总磷、无机氮和总氮含量均高于春季;春、夏活性硅酸盐、活性磷酸盐、总磷、无机氮和总氮分布整体呈现为漳江入海口和八尺门海域含量较高,其含量、分布主要受漳江陆源径流的影响,其次为浮游植物的消长;春季东山湾海域水体中N/P、Si/N、Si/P和TN/TP平均比值分别为64.3、9.1、583.1和13.4,夏季平均比值有所降低,分别为28.3、4.9、155.3和13.3;春季N/P、Si/N、Si/P、TN/TP高值区均位于湾口位置,而夏季N/P、Si/N、Si/P、TN/TP整体呈现以八尺门邻近海域为中心、自西向东扩散;2011年春、夏季均存在磷限制现象,春季尤为严重,磷限制的站位比例为83.3%。     

黄河农场地区地下水入海量FEFLOW软件数值模拟

分析了黄河农场地区的降雨、蒸发、地表径流、灌溉和地下水水位常规观测资料,构建了该区的水文地质模型。在此基础上,运用FEFLOW软件建立了黄河农场地区三维地下水流数值模型,用实测资料来识别此模型,运用模型估算出研究区2层潜水含水层的地下水入海量,进一步分析地下水中的营养盐物质,得出研究区营养盐入海量。     

胶州湾海水营养盐的分布及潜在性富营养化研究

根据2009年5、8、10月胶州湾海区3个航次海水营养盐的调查资料,分析了该海区海水营养盐的分布特征和时空变化,利用潜在富营养化评价模式评价水质营养状况。结果表明,溶解无机氮、活性磷酸盐以及活性硅酸盐的年均含量分别为0.335、0.028和0.725 mg/L,NO3-N是DIN的主要组成部分,占溶解无机氮含量的71.6%;8月营养盐含量高于5月和10月,营养盐的空间分布从东部河口区和北部养殖区两个高含量区向湾中心和湾口呈逐步递减之势;DIN∶P,Si∶DIN和Si∶P的比值年平均分别为53.9,2.03和57.7,活性磷酸盐为限制因素,胶州湾海域处于磷中等限制-磷限制潜在性富营养化,楼山河口和李村河口为中度营养-富营养,一旦有外界磷大量输入可能发生赤潮。     

钦州湾营养盐的分布特征及影响因素

利用2008-2009 年4个航次的调查资料,研究了钦州湾海域营养盐的分布变化特征。结果表明,钦州湾营养盐分布 呈显著的季节变化。NO3-N和NO2-N 夏季含量最高,NH4-N和PO4-P 含量冬季最高,夏季最低,秋季DIN 的形态以NH4-N 为主,而夏季则以NO3-N为主。CN /CP 夏季>春季>秋季>冬季,该海域春季和夏季浮游植物生长受P 限制。NO3-N 和NO2-N 的平面分布基本呈现钦州湾内向湾外逐渐降低的分布规律,径流输入是影响其分布的主要因素,在外湾余流作用对其分布规 律影响显著,NH4-N和PO4-P平面分布规律则受到外海环境因素的影响。经与历史资料对比,DIN 和CN/CP呈逐年代大幅上 升的变化趋势,钦州湾营养盐结构已从N缺乏到P缺乏转变。     

基于137Cs示踪的大沽河流域土壤侵蚀模数研究

运用137Cs示踪技术首次研究了大沽河流域土壤侵蚀特征,分析了137Cs在土壤剖面中的分布规律,讨论了土壤侵蚀与深度、土壤粒度等因素间的关系。结果表明:大沽河流域小沽河河段和大沽河上游段流域土壤的年平均侵蚀模数分别为468 t/(km2·a)和308 t/(km2·a),均属轻度侵蚀;土壤剖面中137Cs分布呈尖峰型,集中赋存于约30 cm深度以内,且峰值不在表层;137Cs的面积活度与土壤颗粒粒级间存在明显的对应关系,特别是与>4 φ颗粒含量呈显著正相关,说明137Cs主要被吸附于土壤细颗粒(粉砂和黏土矿物)表面,而较粗颗粒的吸附量很小。     

苏北浅滩海底地下水排放及其对海域营养盐通量的贡献

海底地下水排放(SGD)是近海海域的一个重要的营养盐来源。本研究借助多种天然镭同位素对春季苏北浅滩海域的SGD及其携带入海的营养盐通量进行量化评估。研究发现:苏北浅滩海域的~(224)Ra、~(223)Ra和~(226)Ra等镭同位素的浓度水平较高,呈现近岸高、远岸低的分布趋势;根据~(224)Ra/~(226)Ra的"表观年龄模型"估算的水龄的分布情况推断,春季该海域表层水体主体流向为东北向,流速约为0.1m/s,这与前人物理海洋数值模拟结果一致;最终利用226Ra质量平衡模型发现海域的SGD通量为(46±29)cm/d,由其携带入海的溶解态无机氮、磷、硅营养盐(DIN、 DIP、 DSi)等的通量分别为(2.6±3.1)×1~09、(3.0±2.5)×10~6和(5.5±4.2)×10~8mol/d。     

2013年夏季琼东海域营养盐与叶绿素a的周日波动及其影响因素

基于2013年8月琼东海域两个连续站的观测资料,对比分析了近岸站位和陆架站位的营养盐和叶绿素a浓度周日变化特征及其影响因素。结果表明:在垂直分布上,近岸站位S1与陆架站位S2的温跃层减弱了营养盐的向上输运;在时间变化上,S1站底层硅酸盐、硝酸盐和磷酸盐浓度具有半日波动的特点,而S2站的营养盐则不具有周日波动的现象,这说明近岸站位的营养盐受到潮汐作用的影响更显著。S1站的叶绿素a分层不明显,夜间的低值可能体现浮游动物的摄食作用,S2站位的叶绿素a分层明显,夜间没体现浮游动物的摄食作用。总体上,琼东海域近岸站位S1和陆架区站位S2叶绿素a和营养盐周日波动都受到温跃层、潮汐、生物作用和光照的影响,但S1站受潮汐作用影响更显著,且S1站叶绿素a浓度还受到浮游动物摄食作用影响。由于叶绿素a和营养盐受到多种环境要素的影响,使得两者相关性不显著。     

胶州湾内外海水中营养盐的分布

在综合调查的基础上,对１９９７ 年１０ 月胶州湾的营养盐分布作了较详尽的分析。湾内各营养盐硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮、磷酸盐及硅酸盐的含量分别为２．７３～１４．７１、０．６１～３．２１、３．３１～３４．５５、０．２６～２．０５、４．４７～１５．８６μｍ ｏｌ／Ｌ,其中表层含量低于底层,湾内明显高于湾外,此次调查结果比往年略有提高。ＴＩＮ／Ｐ在２０～３０ 之间,表层平均为２６．３,底层平均为２５．４。并探讨营养盐分布的基本特征及影响因子,对胶州湾口的两个断面分析为研究胶州湾内外水团交换作了较好的基础工作。     

Effects of Benthic Flux on Short Term Variations of Nutrients in Aburatsubo Bay

In order to investigate effects of benthic flux on the short-term variations in the distribution of nutrients in coastal waters, the concentrations of nutrients (PO₄ ^3-, NH₄ ⁺ NO₃ ^-, NO₂ ^- and H₄SiO₄) and other oceanographic parameters were measured every three hours over a 24-hour period at four fixed stations in the water column of Aburatsubo Bay, a shallow semi-enclosed inlet. Sediment cores were also taken from a fixed station once in each season over one year to quantitatively determine their benthic flux. Consistent linear negative correlations were found between their concentrations and salinity in the surface layers. This result suggests that fresh water was the main source of these nutrients and a physical mixing was the major process controlling their distribution. Monthly variations of PO₄ ^3- and NH₄ ⁺ monitored for 18 months in the bay also indicate that the high surf concentration of these nutrients was associated with the appearance of low salinity waters. On the other hand, in the bottom layers, a linear correlation between the concentration of the nutrients and salinity became weak, especially for NH₄ ⁺ and PO₄ ^3-. Their concentrations were higher than the predicted value from the conservative mixing between the fresh water and seawater, indicating the possibility of another source in the bottom layers. Benthic flux is suggested as a possible source. Pore water profiles of NH₄ ⁺ and PO₄ ^3- indicate their flux towards the overlying seawater, which is quantitatively consistent with their water column distributions.     

罗源湾区域入海非点源污染COD排放量估算

根据汇水流向,借助GIS进行罗源湾汇水区的划分;在ENVI软件下利用遥感分析技术提取土地利用类型;结合研究区域内主要溪流的水质监测结果和土地利用现状,利用反推法计算出农田污染单位面积COD负荷.在此基础上,采用排污系数法和单位面积污染负荷法分别计算出各汇水区农村生活污水、畜禽养殖、农田和村镇建设用地降雨径流的COD排放量.结果表明罗源湾入海非点源污染COD总排量为11 446.44t/a,其中农村生活污水的COD排放量最大,约占38.9%,其次是畜禽养殖、农田和村镇建设用地降雨径流污染.最后提出非点源污染控制的建议.     

胶州湾海水微表层粘度及其在海-气通量计算中的作用

物质海 -气通量计算新建议中将物质海 -气通量计算公式 F=K(CL- b Cg)中的 CL 用CL ( SML ) 代替。本文着重于对公式中质量迁移系数 K的讨论。在测定了海水微表层、次表层水粘度并同时测定了其它一些化学参量基础上 ,得出如下结论 :海水粘度与盐度、碱度有一定相关性 ;微表层与次表层海水的粘度变化小于 3%。因此 ,海水微表层效应影响 K值 ,与海水微表层效应影响物质浓度相比 ,可以不考虑。     

基于测深数据的胶州湾底质类型估计方法

探讨了基于高精度多波束水深数据的底质分类方法。对高精度水深数据按一定采样窗口单元提取统计特征;利用聚类分析方法对采样窗口单元进行分类;将分类结果与表层沉积物底质调查结果以及声纳分类结果相对比,发现三者具有一致性。此方法可以用来识别基岩、砾石、沙和粘土等底质类型。     

胶州湾营养盐的长期变化及其生态效应

依据改革开放40 a来胶州湾营养盐状况历史资料以及2018—2019年的现场调查,对胶州湾营养盐历史变化过程及其生态效应进行了系统分析。结果表明:营养盐的浓度变化大致以2008年为分界节点,在2008年前胶州湾溶解无机氮(DIN)浓度呈现持续上升趋势,而溶解无机磷(DIP)、活性硅酸盐(DSi)浓度则先略有减少后快速增加;2008年后胶州湾3种营养盐浓度均快速减少。营养盐限制状况由20世纪80年代初期的氮限制、20世纪90年代的硅限制转变为目前的磷限制。胶州湾Chl a年均质量浓度一直在3μg·L^-1上下波动但近年来则呈下降趋势,浮游动物生物量1994年后大幅度增加。分析发现,入湾营养盐通量的增加和海域面积缩小是2008年前胶州湾营养盐浓度增加的主要原因,而近十几年来胶州湾环境综合整治措施的大力实施则是氮、磷营养盐浓度减少的主要原因。2010年以前贝类养殖是控制胶州湾浮游植物生物量的主要因素,但近年来溶解无机磷浓度的减少和浮游动物生物量的增加是Chl a质量浓度呈下降趋势的主要原因。     

Si在胶州湾沉积物-海水界面上的交换速率和通量研究

本文应用实验室培养法研究了 Si O3 - Si在胶州湾 1 6个站位沉积物 -海水界面上的交换速率。考虑培养时间、取样时间和间隔等因素 ,采用连续函数的方法计算了 Si O3 - Si交换速率。结果表明 ,Si O3 - Si在胶州湾沉积物 -海水界面上的交换表现为由沉积物向水体的释放 ,交换速率一般在因为 1～5mmol·m-2· d-1范围内 ,平均为 3.3mmol·m-2· d-1。高含量有机质沉积物 ,特别是生物扰动作用可以增大 Si O3 - Si交换速率。考虑胶州湾各种沉积物类型占胶州湾总面积的权重 ,Si O3 - Si在胶州湾沉积物 -海水界面上的交换通量为 1 .0 6× 1 0 9mmol·d-1 ,是河流输入量的 5.3倍 ,可提供浮游植物生长所需硅的 58%。     

胶州湾水域有机农药HCH的分布及水质标准

根据1986年4、7和10月的胶州湾水域调查资料,通过对有机农药HCH在胶州湾水域的分布、来源和季节变化的分析,研究结果表明：HCH含量在整个胶州湾水域都非常低,在这1 a中都〈0.100μg/L,在胶州湾水域HCH含量都优于国家一类海水水质标准,水质在HCH含量方面更加清洁;水体中HCH的表层含量已经没有季节变化,这...     

胶州湾前湾填海对其水动力影响预测分析

本文采用ECOM-SED模式、算子分裂法和“干、湿”点法建立了胶州湾变边界数值模型。从潮、余流、潮波系统和潮流能几方面预测分析了胶州湾前湾追地对海洋水动力的影响。结果表明,前湾填海对胶州湾的潮波系统影响甚微,振幅和位相的变化都在1％以内。但是在前湾和工程附近海域潮流和余流变化比较大,其他海域的潮流和余流变化不大,潮流流速变化为1％左右,余流流速变化为3．14％～9．16％。填海后,内湾口和外湾口附近潮能通量增加2．6％～5．24％,前湾和工程局部区域潮能通量减小20．21％～87．23％。