厦门湾有色溶解有机物光学特性及其在富营养化监测中的应用

发布时间：2017-12-30 20:02

本文关键词：厦门湾有色溶解有机物光学特性及其在富营养化监测中的应用　出处：《国家海洋局第三海洋研究所》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近年来,随着沿海地区工业化进程的快速发展和人口的急剧增多,大量富含氮、磷的工业废水及生活污水被排放入海,致使我国近岸海域富营养化问题日益突出,在一定条件下容易引发赤潮、水母暴发等生态灾害现象。目前,我国近海富营养化评价所用到的方法中的参数需要费时费力的人工采样、实验室分析测定,周期较长,难以实现现场实时快速监测与评价。基于此,本论文引入了有色溶解有机物(CDOM)的光学特征参数,建立了厦门湾TN、TP、COD的经验算法,利用CDOM的现场监测手段,实现了对厦门湾海域富营养化程度的快速监测与评价。本文依据2009年2月、5月、8月和10~11月在厦门湾海域的有色溶解有机物(CDOM)与主要环境要素的调查资料,探讨了利用CDOM的光学参数实现受径流影响严重的近海海区的富营养化实时、快速评价的可能性。并得出了利用CDOM光学参数估算TN、TP、COD等常规富营养化评价参数的经验算法。主要的研究成果如下:(1)2009年厦门湾水体中CDOM分布存在明显的季节差异,其中,秋季CDOM的吸收系数最高,平均值为4.15 m-1;而冬季吸收系数最低,平均值为2.72m-1总体而言,厦门湾表层水体CDOM丰度的季节变化趋势为:秋季春季夏季冬季;光谱斜率春季最高,平均值为18.2×10-3 nm-1;而冬季最低,平均值约为16.7×10-3 nm-1;厦门湾水体CDOM的光谱斜率的季节变化趋势为:春季秋季夏季冬季。厦门湾水体CDOM光吸收系数与盐度呈现显著的负相关关系,与叶绿素a呈现正相关关系,表明陆地径流输入和浮游植物是厦门湾水体CDOM的主要来源。受径流影响显著半封闭的厦门湾水体中的CDOM丰度可利用叶绿素a含量和盐度进行拟合,拟合公式为:a280=-0.00692Sal-0.00483Sal~2-0.0646Chl-a+0.01366Chla~2+7.2376(R=0.96)拟合相对误差为11.1%,其精度与国内学者采用其他方法相当。(2)根据PARAFAC模型识别出2009年春季、夏季、秋季和冬季四个季节厦门湾海域共有5个荧光组分,其中C1(250,345/454 nm)、C2(230,310/374 nm)和C5(265,425/478 nm)属于类腐殖质荧光组分;组分C3(230/342 nm)和C4(230,275/322 nm)属于类蛋白质荧光组分。(3)厦门湾海域秋季TN含量最高,变化范围为0.31 mg/L~4.14 mg/L,均值为1.41 mg/L;而冬季则最低,变化范围为0.13 mg/L~0.74 mg/L,均值为0.37mg/L;不同季节平均值由高到低依次为秋季春季夏季冬季。TP的季节变化情况则表现为,秋季最高,变化范围为0.043 mg/L~0.180 mg/L,均值为0.083 mg/L;冬季最低,变化范围为0.015 mg/L~0.052 mg/L,均值为0.024 mg/L;不同季节平均值由高到低依次为秋季夏季春季冬季。COD的不同季节变化情况为,夏季最高,变化范围为0.54 mg/L~3.82 mg/L,均值为1.54 mg/L;秋季最低,变化范围为0.16 mg/L~2.81 mg/L,均值为1.05 mg/L;不同季节平均值由高到低依次为夏季春季冬季秋季。(4)可利用CDOM荧光组分和吸收系数对富营养化评价指标TN、TP和COD进行估算,厦门湾全年TN、TP和COD的通用多元回归方程分别为:TN=0.40×α_(280)+0.45×C1-1.17×C4-0.36(R=0.96) TP=0.017×α_(280)-0.0089×C2-0.033×C4-0.0031(R=0.78)COD=0.38×α_(280)-0.80×C1+9.41×C5-0.26(R=0.89)
[Abstract]:In recent years , with the rapid development of the industrialization process in coastal areas and the rapid increase of population , there is a significant seasonal variation in the distribution of CDOM in Xiamen Bay . The main results are as follows : ( 1 ) In Xiamen Bay water body , the annual variation trend of CDOM is the highest , the average value is 4.15 m - 1 , and the winter is the lowest , the average value is about 16.7 脳 10 - 3 nm - 1 . ( 2 ) According to the PARAFAC model , five fluorescent components were identified in Xiamen Bay sea area in spring , summer , autumn and winter of 2009 . Among them , C1 ( 250 , 345 / 454 nm ) , C2 ( 230 , 310 / 374 nm ) and C5 ( 265 , 425 / 478 nm ) belonged to the fluorescent component of class humus ; Component C3 ( 230 / 342 nm ) and C4 ( 230 , 275 / 322 nm ) belonged to the fluorescent component of the class protein . The seasonal variation of TN , TP and COD in Xiamen Bay is 0.043 mg / L ~ 0.180 mg / L , the mean value is 0.083 mg / L , the variation range is 0 . 16 mg / L ~ 2.81 mg / L , the mean value is 0 . 083 mg / L , the variation range is 0 . 16 mg / L ~ 2.81 mg / L , the mean value is 0 . 083 mg / L .

【学位授予单位】：国家海洋局第三海洋研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X55;X834

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