利用ADCP和LISST-100仪观测悬浮物浓度的研究

利用黄河口海床基声学多普勒流速剖面仪(ADCP)的周日观测资料对悬浮物浓度进行了反演,反演过程中综合考虑了球面扩散、声学近场的非球面扩散、海水和悬浮颗粒的吸收衰减以及其他因素对回声信号的影响,结果表明在粒径保持相对稳定的情况下,利用ADCP仪回声强度反演悬浮物浓度具有较高的精度.结合现场激光粒度仪(LISST-100)测得的粒径分布信息在反演过程中考虑了粒径修正,重点讨论了观测区域粒径变化对结果的影响,结果表明粒径的剧烈变化会降低体积后向散射强度与悬浮物浓度之间的相关性.大颗粒物质的存在使计算得到的悬浮物浓度偏高,粒径修正虽然在一定程度上消除了这种影响,但线性拟合的相关性并未提高.     

天然水体中悬浮颗粒物电泳性质的研究——Ⅱ.海洋有机物对悬浮颗粒物电泳淌度的影响

本文对天然水体中悬浮颗粒物的带电机理,特别是海洋有机物对颗粒物电泳淌度的影响进行了系统地研究.实验结果表明,海洋有机物(主要是富里酸FA)吸附到悬浮颗粒物上后,使得原来带有不同电荷的颗粒物均带负电荷;海洋有机物(FA)与Ca~(2+)、Mg~(2+)等金属离子共同作用的结果,使得原来电泳淌度差别很大的各种悬浮颗粒物变得相互很接近.实验结果还表明,海水中的氨基酸由于其浓度小,以及其本身的性质所限,因而对悬浮颗粒物的电泳淌度基本没有影响;起决定影响性作用的有机物是海水腐植质(FA).     

天然水体中悬浮颗粒物电泳性质的研究——Ⅰ.离子强度及pH对悬浮颗粒物电泳淌度的影响

本文采用天然悬浮物力最常见的粘土(包括高岭石、伊利石、蒙脱石)和水合氧化物(包括α-FeOOH、γ-AlOOH)为模拟颗粒物,系统地研究了介质的离子强度,得到了比较完整的关系曲线.实验结果表明,不管颗粒物带何种电荷,当介质的离子强度介于10^-4-4×10^-2mol/l之间时,随着离子强度的增大,悬浮颗粒物电泳淌度的绝对值也随着增大,这基本上可用Zukoski等的Stern层动力学模型来解释.当介质离子强度大于4×10²mol/l时,电泳淌度的绝对值反之随着离子强度的增大而减少,这可用双电层厚度变薄来解释.在电泳淌度与介质pH关系研究中,测得一种新型的M-pH曲线,这可解释对界面羟基的两性变化和离子强度效应“反常”之故.     

天然水体中悬浮颗粒物电泳性质的研究 Ⅲ.金属离子及金属离子-有机物对悬浮颗粒物电泳淌度的影响

本文研究了金属离子对悬浮颗粒物电泳淌度的影响,实验结果表明,海水中的常量碱土金属离子Ca~(2+)和Mg~(2+)使高岭石及伊利石的电泳淌度的绝对值明显变小,很可能是粘土类悬浮物电泳淌度的控制因素.金属离子Cu~(2+)和Cd~(2+)对γ-AlOOH的电泳淌度影响很小,而对高岭石的电泳淌度影响较大,但考虑到海水中重金属离子的浓度远比本实验中浓度小得多,因此可以认为天然水体中重金属离子对悬浮颗粒物的电泳淌度的影响可以忽略,当有机物与金属离子共存时,有机物与自由金属离子络合,从而减小了自由金属离子浓度,因而减小了金属离子对悬浮颗粒物电泳淌度的影响.     

潮间带盐沼植物黏附悬浮颗粒物的差异性研究

为了研究潮间带盐沼植物黏附悬浮颗粒物的差异性,在长江口选择了三种盐沼植物群落对它们黏附的颗粒物质量进行测定,结果表明:(1)植物群落距潮沟或光滩越近,生长位置的滩面高程越低,则黏附颗粒物越多,而在盐沼前缘单位滩地面积上植物黏附颗粒物的质量以1%~3%/m(单位水平距离)的速率从水体悬浮颗粒物含量相对较高的盐沼外缘光滩或潮沟向盐沼内部减小;(2)植物黏附的颗粒物量在垂向上从上到下急剧增大,通常在靠近滩面5~10 cm的部分植物的黏附量占植物黏附总量的三分之一以上;(3)相邻群落单位滩地面积的互花米草[(220.6±172.7)g/m2]的总黏附量明显多于芦苇[(64.9±38.1)g/m2]和海三棱藨草[(45.2±31.7)g/m2],而按单位生物量来说单位滩地面积上三种盐沼植物黏附的颗粒物以海三棱藨草最多[(150.5±134.8)g/kg],芦苇最少[(28.8±22.8)g/kg],互花米草介于两者之间[(57.5±32.9)g/kg];(4)海三棱藨草的黏附量在季节上差异性明显,秋初(9月)是春末(5月)的6倍,在冬季该植物消失,其黏附颗粒物的功能也消失。造成盐沼植物黏附悬浮颗粒物差异的根本原因是生物量、悬浮颗粒物含量和淹没条件(淹没的深度、时间、频率)的不同。     

黄、东海悬浮细颗粒物浓度和粒径分布变化研究

分析了2006年6月和2007年1月用LISST-100对黄、东海悬浮物的观测数据,研究了黄、东海的悬浮物粒径和体积浓度分布情况,并从动力学角度对其进行解释。总体而言,黄、东海悬浮细颗粒物的体积浓度分布为近岸高、远岸低;上层悬浮物的沉降和底层沉积物的再悬浮,使近底层的悬浮物浓度比上层高。冬季由于大风的影响,悬浮物浓度比...     

长江口区初级生产力的研究

许多研究表明,河口海区具有其独特的生态特征。径流携带大量陆源物质入海,丰富了海域中的营养盐类资源,促进了海洋生物的生长繁殖。长江年径流量约为9.25×1011m3,其径流量随季节而变化,造成了长江口水环境的复杂性,从而对生物的组成、现存量和生产力等都产生明显影响。浮游植物是食物链中的初级生产者,其生产力直接或间接地影响水域中其他生物的生产力。关于长江口的初级生产力迄今尚未见报道。为此,于1985年8月至1986年10月对长江口海域进行了逐月调查,根据各月的叶绿素含量和在各特征海区中实测的光合作用碳同化数估算出初级生产力,并结合同时调查所取得的各项环境因子的动态,进行综合分析，旨在了解本海域的生物生产潜力,为合理利用长江口及其附近海域的海洋生物资源提供依据。     

草鱼、鲢鱼和鲤鱼混养池塘中浮游生物和悬浮颗粒物组成变化的研究

为评估鲢鱼的滤食作用对淡水鱼混养池塘中浮游生物和悬浮颗粒物组成的影响,2009年在山东省淡水养殖研究所采用围隔将淡水养殖池塘进行分隔,对不同放养比例的草鱼、鲢鱼和鲤鱼混养围隔内的浮游生物和悬浮颗粒物的组成进行研究。结果显示,草-鲢和草-鲢-鲤混养组中隐藻门的隐藻与硅藻门的小环藻、冠盘藻或针杆藻等交替演变,浮游植物的粒级趋于小型化,<5、5～20和>20μm的浮游植物分别占浮游植物生物量的69%、24%和7%;同时浮游动物也趋于小型化,个体较小的原生动物和轮虫生物量占有相对优势,导致浮游动物生物量降低;草-鲤混养组发生了蓝藻水华,色球藻和螺旋藻大量发生,<5、5～20和>20μm的各粒级对浮游植物生物量的贡献率分别在30%左右。实验中悬浮颗粒物(SPM)范围为18.89～116.27mg/L,平均值为52.49mg/L,颗粒有机物(POM)与SPM含量之比的平均值为50.08%,POM与SPM呈显著正相关(R2=0.188,P<0.01)。     

赤道东太平洋海隆水体悬浮颗粒硫化物及其对海底热液活动的指示

基于2011年大洋一号第22次环球考察在东太平洋热液活动区采集的5个站位的77个悬浮体样品,利用扫描电镜与能谱分析相结合的方法,对悬浮颗粒硫化物颗粒的矿物形貌和物相、矿物组合特征以及空间分布进行了系统的研究,探讨了悬浮颗粒矿物组成对海底热液活动的指示作用。研究区出现了闪锌矿、纤锌矿、黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、铜蓝以及单质硫等多种硫化物颗粒,主要的硫化物矿物包括黄铁矿—闪锌矿—黄铜矿—磁黄铁矿,据此推断该区海底热液属于典型的高温热液流体,其温度在350℃以上。研究区不同站位间悬浮体丰度和保存程度差异明显,这与距离热液活动点远近有着较好的关系。     

长江口枯季悬沙粒度与浓度之间的关系

2003和2004年枯季在长江口采集水样并作水文观测，对所获水样进行过滤和粒度分析，以计算悬沙浓度和悬沙粒度分布。结果表明，2003年11月小潮期间，悬沙中值粒径与悬沙浓度存在着显著的指数关系，在大潮期间没有显著关系；在2004年2月小湖期间，两者之间没有显著关系，但在大潮期间存在着显著的指数关系。枯季水体悬沙以粉砂组份为主，并且随着向口外的推移，细颗粒组份逐渐增加，但在拦门沙最大浑浊带附近，由于絮凝作用，沉积物粒度变幅较大，可产生粒径粗化的现象。小潮期间，砂含量较低，但与悬沙浓度之间有显著相关关系；大潮期间，悬沙粒径粗化，但砂含量与悬沙浓度之间的关系不显著。上述分布趋势与沉积物来源、当地的水动力条件和絮凝作用等因素有密切关系。     

Geochemistry of Suspended Particulate Matter in the Volga River Marginal Filter

Oceanology - The first data on a long-term study of the Volga River marginal filter are reported. The concentrations of suspended particulate matter, particulate chemical elements, and trace...     

Particulate Flux and Cd/P Ratio of Particulate Material in the Pacific Ocean

Time-series Mark 7 sediment traps were deployed at three stations at 0°N, 13°N and 48°N along 175°E to investigate seasonal and spatial variations of particulate material flux. Chemical analysis of particulate material was performed for four major chemical components, viz. opal, CaCO₃, organic material and clay minerals, Cd and P in the particulate material were also determined. We discuss the characteristics of particulate material at each site and the transportation of Cd and P to deep water by the particulate material. The total mass fluxes and variation of fluxes at each site reflect oceanographic conditions, such as biological productivity and kind of major planktonic organisms. At the northern site, large mass fluxes with a spring bloom and high ratios of opal are characteristic. Relatively small mass fluxes with high ratios of CaCO₃ are distinct, and dissolution of CaCO₃ due to sinking is recognized in the middle latitude and 0°N sites. The larger flux at the lower trap than the upper trap at the equatorial site suggests influence by lateral transport in the deep water. Distinctive decreasing Cd/P ratio and CaCO₃ concentrations in the particulate material with increasing depth suggests that the change of Cd/P ratio in the intermediate and deep water occurs through the dissolution of CaCO₃. The dissolved Cd/P ratios in the deep water are proportional to the age of the deep water in the Atlantic but not in the Pacific. This is explained by the difference of kinds of particulate material transporting Cd and P in the deep water between the oceans. That is, the major planktonic organisms are planktons of CaCO₃ tests in the Atlantic Ocean and diatoms of opal tests in the North Pacific Ocean.     

1998年11月长江河口悬浮体粒度特征的空间分布

利用Cilas940L型激光粒度仪对1998年11月取自长江河口的46个悬浮体样品进行了粒度测试分析。结果表明，长江河口悬浮体粒度特征在空间上具有明显的变化。悬浮体粒度的平均粒径、分选系数、偏态和峰态等参数，以及粉砂和粘土级含最在河口区平面和垂向上的分布的变化部较为显著。悬浮体的粒度分布为非正态分布，表层悬浮体为双峰分布模式，底层悬浮体为双峰或三峰分布模式。重点探讨了长江河口悬浮体粒度变化的影响因素中的表层沉积物的再悬浮作用和悬浮细颗粒絮凝这两个主要的因素。对长江河口表层沉积物的再悬浮通量进行了估算，表明，不同区域的再悬浮作用存在较大的差异，拦门沙地区为主要的再悬浮发生区。     

黄河不同区段悬浮颗粒物中正构烷烃的组成及物源

研究黄河流域正构烷烃的迁移、转化。2003年10月在黄河兰州附近的新城至山东的利津设站,系统地研究了黄河悬浮颗粒物中正构烷烃的组成特征、来源和空间分布变化。结果表明:黄河悬浮颗粒物中正构烷烃的总浓度基本分布在1.29~7.56μg/L之间。碳数分布特征为:上游以单峰型为主;中、下游区域分布为双峰型。说明上游悬浮颗粒物中正构烷烃主要是受陆源影响,中游和下游正构烷烃除主要受陆源影响之外,具有明显的水生生物源的特征,水生生物源正构烷烃的变化规律与陆源明显不同。     

光衰减系数与悬浮颗粒物浓度的关系

海水中光合作用有效光强(PAR)的变化受多种因素影响,其中分布在海水中的悬浮颗粒物是造成PAR在水中衰减的重要因素之一,尤其是在风与潮混合作用较强的近海。已有的研究表明:PAR在水中是呈指数衰减的,并且在悬浮物颗粒物分布比较稳定时,光衰减系数k与悬浮物体积浓度线性相关。在生态模型中,往往需要利用k获得水下光强,而衰减系数k很难直接通过观测得到,因此本文目的就是建立衰减系数与悬浮颗粒物体积浓度的关系,后者可通过观测得到。经过对2个航次与2个定点观测数据的处理,得到了PAR衰减系数分别与所有粒径悬浮物颗粒物总体积浓度以及3种粒级(黏土、粉砂、细砂)悬浮物体积浓度之间的线性关系式,并且发现相对于细砂,较小粒径的黏土、粉砂的浓度能更好的表征PAR的衰减特性。