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The impact of typhoons on the biogeochemistry of dissolved organic matter in eutrophic bays in northwestern South China Sea

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Acta Oceanologica Sinica 2024年第6期43卷 15-31页

作者： Xuan Lu qibin lao Fajin Chen Guangzhe Jin Chunqing Chen Qingmei Zhu College of Ocean and Meteorology Guangdong Ocean UniversityZhanjiang 524088China Polar and Marine Research Institute College of Harbor and Coastal EngineeringJimei UniversityXiamen 361021China Key Laboratory for Coastal Ocean Variation and Disaster Prediction Guangdong Ocean UniversityZhanjiang 524088China Key Laboratory of Climate Resources and Environment in Continental Shelf Sea and Deep SeaDepartment of Education of Guangdong ProvinceGuangdong Ocean UniversityZhanjiang 524088China

Highly productive estuaries facilitate intense decomposition of dissolved organic matter(DOM) as a carbon ***,the specific impacts of typhoons on DOM decomposition in eutrophic bays remain *** address this issue,we investigated the spectral characteristics of DOM before and after Typhoon Ewiniar in Zhanjiang B ay,a eutrophic semi-enclosed bay in the northwestern South China *** results revealed that intense microbial decomposition of DOM occurred during the pre-typhoon period because high nutrient inputs facilitated the mobilization of DOM in the ***,the intrusion of external seawater induced by the typhoon diluted the nutrient levels in Zhanjiang B ay,reducing the impact of microbial decomposition on DOM during the post-typhoon perio ***,the net addition of DOM occurred in Zhanjiang Bay during the post-typhoon period,possibly because of the decomposition of particulate organic matter(POM) and desorption of particulate *** addition,an increase in apparent oxygen utilization,a decrease in DO saturation and the reduced level of Chl a indicated that organic matter(OM) decomposition was enhanced and OM decomposition shifted to POM decomposition in Zhanjiang Bay after the ***,our study highlighted the shift in the intense OM decomposition from DOM to POM decomposition before and after typhoons in eutrophic bays,providing new insights into the response of typhoons to biogeo chemistry.

关键词： dissolved organic matter optical analyses decomposition typhoon northwestern South China Sea

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Isotope constraints on seasonal dynamics of nitrogen in Zhanjiang Bay, a typical mariculture bay in South China

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Acta Oceanologica Sinica 2024年第6期43卷 60-70页

作者： Chunqing Chen qibin lao Fajin Chen Guangzhe Jin Jiacheng Li Qingmei Zhu College of Ocean and Meteorology Guangdong Ocean UniversityZhanjiang 524088China School of Chemistry and Environment Guangdong Ocean UniversityZhanjiang 524088China Key Laboratory for Coastal Ocean Variation and Disaster Prediction Guangdong Ocean UniversityZhanjiang 524088China Key Laboratory of Climate Resources and Environment in Continental Shelf Sea and Deep Sea of Department of Education of Guangdong ProvinceGuangdong Ocean UniversityZhanjiang 524088China

Eutrophication in coastal waters has been increasing remarkably,severely impacting the water quality in mariculture *** this study,we conducted multiple isotopic measurements on suspended particulate nitrogen(δ~(15)N-PN) and dissolved nitrate(δ~(15)N-NO_3~-and δ~(18)O-NO_3~-) in Zhanjiang Bay,a typical mariculture bay with a high level of eutrophication in South China,to investigate the changes in nitrogen sources and their cycling between the rainy and dry *** the rainy season,the study found no significant relation between δ~(15)NPN and δ~(15)N-NO_3~-due to the impact of heavy rainfall and terrestrial *** the upper bay,a slight nitrate loss and slightly higher δ_(15)N-NO_3~-and δ~(18)O-NO_3~-values were observed,attributed to intense physical sedimentwater *** some fluctuations,nitrate concentrations in the lower bay mainly aligned with the theoretical mixing line during the rainy season,suggesting that nitrate was primarily influenced by terrestrial erosion and that nitrate isotopes resembled the ***,the isotopic values of nitrate can be used for source apportionment in the rainy *** results indicated that soil nitrogen(36%) and manure and sewage(33%) were the predominant nitrogen sources contributing to nitrogen loads during this *** contrast,the dry season saw a deficient ammonium concentration(<0.2 μmol/L) in the bay,due to nearly complete consumption by phytoplankton during the red tide ***,the significant loss of nitrate and simultaneous increase in the stable isotopes of dissolved and particulate nitrogen suggest a strong coupling of assimilation and mineralization during the dry *** active biogeochemical processes during the dry season may be related to decreased runoff and increased water retention ***,our study illustrated the major seasonal nitrogen sources and their dynamics in Zhanjiang B ay,providing valuable insights for formulating effective policie

关键词： nitrogen stable nitrogen isotopes biogeochemical processes eutrophication Zhanjiang Bay

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Distribution and Sources of Particulate Organic Matter in the Northern South China Sea: Implications of Human Activity

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Journal of Ocean University of China 2021年第5期20卷 1136-1146页

作者： HUANG Chao lao qibin CHEN Fajin ZHANG Shuwen CHEN Chunqing BIAN Peiwang ZHU Qingmei College of Ocean and Meteorology Guangdong Ocean UniversityZhanjiang 524088China Key Laboratory of Climate Resources and Environment in Continental Shelf Sea and Deep Sea of Department of Education of Guangdong ProvinceGuangdong Ocean UniversityZhanjiang 524088China Marine Environmental Monitoring Center of Beihai State Oceanic AdministrationBeihai 266031China Institute of Marine Science Shantou UniversityShantou 515063China

In order to understand origin and fate of particulate organic matter,the isotopic composition(δ^(13)C andδ^(15)N),total or-ganic carbon content,total nitrogen content,and C/N ratios were measured for suspended particulate organic matter(POM)collected from the northern South China Sea(NSCS)during *** study revealed thatδ^(13)C generally decreased from land to sea,and elevatedδ^(13)C occurred at the nearshore stations,suggesting that POC was mainly contributed from the eutrophic level and microbial ***,the distribution ofδ^(15)N values were complicated,and heterotrophic modification was responsible for higherδ^(15)N in the nearshore *** distribution patterns ofδ^(13)C andδ^(15)N in the nearshore stations may be associated with the intensifi-cation of human activity in the *** on the Stable Isotope Analysis in R model,65%of POM was contributed by marine or-ganic matter in the NSCS,20%by terrestrial inputs,and 15%by freshwater algae.

关键词： particulate organic matter stable isotope C/N ratio isotope mixing model South China Sea

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九龙江河口表层水体中溶解态多环芳烃及六溴环十二烷的分布特征及来源解析

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应用海洋学学报 2022年第4期41卷 671-682页

作者：卜德志劳齐斌矫立萍自然资源部海洋-大气化学与全球变化重点实验室福建厦门361005 自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005 国家海洋局北海海洋环境监测中心站广西北海536000

持久性有机污染物因其与环境和人类健康息息相关而受到国内外研究学者的持续关注。本研究以类持久性有机污染物—多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和新型持久性有机污染物—六溴环十二烷(hexabromocyclododecanes,HBCDs... 详细信息

持久性有机污染物因其与环境和人类健康息息相关而受到国内外研究学者的持续关注。本研究以类持久性有机污染物—多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和新型持久性有机污染物—六溴环十二烷(hexabromocyclododecanes,HBCDs)为研究对象,于2019年1月和2月对九龙江河口表层水体进行了采样分析,采用固相萃取-气质联用(GC-MS)方法,分析其表层水体中18种溶解态多环芳烃及3种六溴环十二烷的含量分布特征和组分特征,探究其来源并进行污染评价。结果表明,表层水体中溶解态多环芳烃ΣPAHs含量范围为38.49~256.00 ng/L,各组分以2环和3环为主,4环次之,5环及以上仅有个别站位检出,其来源以石油源为主,主要来源于石油类化石燃料燃烧。HBCDs的含量范围为ND~49.951 ng/L,以α-HBCD为主,γ-HBCD次之,β-HBCD最少。与国内外其他港湾及流域相比,九龙江河口PAHs含量依然处于较高水平,HBCDs含量则处于相对较低水平。

关键词：海洋化学多环芳烃六溴环十二烷表层水体九龙江

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广西北部湾沉积物重金属污染特征及生态风险评价

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环境化学 2022年第9期41卷 2872-2879页

作者：陈海南张春华刘国强劳齐斌国家海洋局北海海洋环境监测中心站北海536000 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广州510000

于2018年夏季采集了广西北部湾表层沉积物样品,分析沉积物中6种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As)含量的分布特征,利用数理统计方法研究其来源及主控因素,并评价了重金属的总体污染状况和潜在生态风险.结果显示,北部湾沉积物中Cu、Pb、Zn... 详细信息

于2018年夏季采集了广西北部湾表层沉积物样品,分析沉积物中6种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As)含量的分布特征,利用数理统计方法研究其来源及主控因素,并评价了重金属的总体污染状况和潜在生态风险.结果显示,北部湾沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As浓度的平均值分别为11.16、18.9、27.8、0.06、0.030、3.73μg·g^(−1).不同重金属含量的分布呈现区域性的差异,但其来源主要受到近海人类活动的影响.与其他区域相比,北部湾沉积物重金属含量处于较低水平,但明显高于北部湾历史监测值,表现一定程度的富集.北部湾沉积物重金属含量均符合Ⅰ类沉积物标准,单因子污染影响程度依次为Cu>Pb>As>Zn>Hg>Cd,总体处于低程度污染.除了Hg处于中等潜在生态危害程度外,其他重金属潜在生态危害程度低,生态危害影响依次为Hg>Cd>As>Cu>Pb>Zn,Hg对海域环境污染及潜在危害影响程度最高.

关键词：北部湾沉积物重金属生态风险评价

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北部湾涠洲岛大气湿沉降中重金属污染特征及潜在来源

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海洋湖沼通报 2023年第4期45卷 55-62页

作者：郭钊徐浩赖伟麟张春华刘国强劳齐斌国家海洋局北海海洋环境监测中心站广西北海536000 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510000

为了解北部湾涠洲岛大气湿沉降中溶解态重金属的污染特征及潜在来源,于2018年冬季、春季、夏季和秋季采集涠洲岛雨水样品,分析测定Cu、Pb、Zn、Cd和As5种重金属,并对其污染特征、沉降通量及潜在来源进行分析。结果显示,涠洲岛湿沉降中... 详细信息

为了解北部湾涠洲岛大气湿沉降中溶解态重金属的污染特征及潜在来源,于2018年冬季、春季、夏季和秋季采集涠洲岛雨水样品,分析测定Cu、Pb、Zn、Cd和As5种重金属,并对其污染特征、沉降通量及潜在来源进行分析。结果显示,涠洲岛湿沉降中重金属高低浓度Zn>Cu>As>Pb>Cd。季节变化上,冬季重金属浓度最高,其次是秋季和春季,夏季含量最低。相反,由于降雨量较大,夏季重金属沉降通量最高,其次是秋季和春季,冬季最低。与其他区域相比,涠洲岛部分重金属含量处于较高值,存在一定的污染负荷。通过气团后向轨迹分析显示,冬季和秋季较高浓度的重金属可能受到内地污染气团的影响,而夏季和春季主要受到洁净的海洋气团来源的影响。根据涠洲岛陆域面积估算,Cu、Pb、Zn、Cd和As的沉降量分别为0.12、0.02、1.14、0.01和0.03t/a。通过相关性和主成分分析,涠洲岛湿沉降重金属主要受到机动车源和工业污染源的影响。涠洲岛湿沉降中重金属含量明显高于邻近北部湾海域海水中含量,雨水带来的重金属在短时间内可能会影响邻近海域海水中重金属含量分布,可能会对邻近海域海洋生态造成不利影响。

关键词：重金属大气湿沉降通量涠洲岛北部湾

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广西铁山港(临海)工业区围填海工程所致湿地生态系统服务功能损失评估

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海洋湖沼通报 2022年第5期44卷 67-72页

作者：申友利边启明劳齐斌石洪源粟启仲雷学铁国家海洋局北海海洋环境监测中心站广西北海536000 鲁东大学土木工程学院山东烟台264025

围填海工程不仅对湿地生物资源造成重大损害,也会对湿地生态系统的服务功能造成严重影响。本文以广西铁山港(临海)工业区为例,利用替代成本法、影子工程法、成果参照法和市场价格法构建了围填海工程湿地生态服务功能损失评估模型,并对... 详细信息

围填海工程不仅对湿地生物资源造成重大损害,也会对湿地生态系统的服务功能造成严重影响。本文以广西铁山港(临海)工业区为例,利用替代成本法、影子工程法、成果参照法和市场价格法构建了围填海工程湿地生态服务功能损失评估模型,并对其造成的湿地生态服务功能损失进行了定量评估。结果表明,铁山港(临海)工业区围填海工程对湿地生态服务功能造成的损失为685.94万元/a,单位面积损失约57.24万元/(km^(2)·a)。4类湿地生态系统服务功能损失由多到少依次为支持服务功能、供给服务功能、调节服务功能和文化服务功能。其中支持服务损失占总损失的49.3%,其他服务功能损失按照从多到少的顺序占总损失的比例分别为20.92%和16.39%和13.39%。表明铁山港(临海)工业区围填海工程对围填海区域的湿地生态系统服务功能造成较大影响。此研究可为海岸带综合管理提供参考依据。

关键词：铁山港(临海)工业区围填海湿地生态系统服务功能损失评估

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广西北部湾近岸海域近20年赤潮灾害特征分析

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广西科学 2022年第3期29卷 552-557页

作者：粟启仲雷学铁刘国强孙燕劳齐斌孙田力国家海洋局北海海洋环境监测中心站广西北海536000 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510000 自然资源部海洋减灾中心北京100194

本研究对广西北部湾近岸海域2002-2021年发生的20次赤潮灾害进行综合分析,结果表明:近20年广西近岸海域赤潮平均每年发生1次,发生面积约为384 km^(2),持续时间为3.65 d,主要集中在春夏季,近10年(2012-2021年)相对前10年(2002-2011年)赤... 详细信息

本研究对广西北部湾近岸海域2002-2021年发生的20次赤潮灾害进行综合分析,结果表明:近20年广西近岸海域赤潮平均每年发生1次,发生面积约为384 km^(2),持续时间为3.65 d,主要集中在春夏季,近10年(2012-2021年)相对前10年(2002-2011年)赤潮发生面积增加(18倍)。引发赤潮的生物种类共有10种,其中次数最多的是球形棕囊藻(Phaeocystis globosa),其次是夜光藻(Noctiluca scintillans)、水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)和红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum),但近10年不断有新的赤潮藻种出现。赤潮发生总数中,有毒或有害赤潮11次,分别为球形棕囊藻4次,夜光藻和水华微囊藻各3次,链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)1次。广西近岸海域赤潮发生的分布范围广,2008年以前主要发生在北海市涠洲岛海域,2008年以后钦州市三娘湾和三墩岛海域、北海市廉州湾及防城港市防城湾陆续开始发生赤潮。通过综合分析近20年北部湾近岸海域赤潮发生和分布的基本特征,为北部湾赤潮预警预报及治理工作提供科学依据。

关键词：赤潮预警监测赤潮灾害分布特征赤潮藻种北部湾

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湛江湾水体化学需氧量分布特征及影响因素

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广西科学 2022年第3期29卷 498-510页

作者：王鹏劳齐斌吴俊晖黄超陆旋朱庆梅陈法锦广东海洋大学海洋与气象学院广东湛江524088

本研究在于分析湛江湾水体化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)的分布特征,为科学评价、防控该海域水质污染提供建设性依据。于2017年冬季和春季对半封闭海湾湛江湾水体COD及其他环境因子展开调查,分析该海湾COD的季节变化、环境效... 详细信息

本研究在于分析湛江湾水体化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)的分布特征,为科学评价、防控该海域水质污染提供建设性依据。于2017年冬季和春季对半封闭海湾湛江湾水体COD及其他环境因子展开调查,分析该海湾COD的季节变化、环境效应和影响因素。结果显示,春季湛江湾水体COD浓度[0.36-2.70 mg/L,平均为(1.24±0.42)mg/L]高于冬季[0.43-1.92 mg/L,平均为(1.11±0.27)mg/L],主要受春季陆源输入增加及养殖活动增多影响。受人类活动影响,春季和冬季湛江湾水体COD浓度分布特征相似,高值均出现在上湾区,并向湾外逐渐降低。与近30年历史数据相比,湛江湾水体COD浓度呈增长趋势,其主要受近年来湛江经济快速发展的影响。对湛江湾水体COD评价结果显示,冬季所有站位COD污染指数(0.22-0.95)均未超标,但春季(0.38-1.35)存在超标现象,超标率为8%。相关性分析显示,冬季和春季湛江湾水体COD浓度与营养盐均呈显著正相关关系,说明它们同源,可能受邻近区域人类活动的影响。该研究结果表明,随着径流量输入增加及养殖活动增多,春季湛江湾水体COD浓度升高,需加强警惕。

关键词：化学需氧量营养盐季节变化人类活动湛江湾

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防城港西湾及邻近海域水体重金属的季节性和年际变化特征

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广西科学 2022年第3期29卷 511-521页

作者：雷学铁粟启仲刘国强孙燕张春华劳齐斌申友利国家海洋局北海海洋环境监测中心站广西北海536000 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510000

为评估防城港市西湾及邻近海域水体重金属的污染状况,本研究获取了2020年6月、9月和12月及2011-2018年西湾水体重金属的监测数据,2010-2020年防城江的监测数据,采用单因子污染指数(P i)法、综合污染指数(Water Quality Index,WQI)法、... 详细信息

为评估防城港市西湾及邻近海域水体重金属的污染状况,本研究获取了2020年6月、9月和12月及2011-2018年西湾水体重金属的监测数据,2010-2020年防城江的监测数据,采用单因子污染指数(P i)法、综合污染指数(Water Quality Index,WQI)法、内梅罗污染指数(F)法和主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)法进行分析与评价。2020年防城江水体各重金属含量无季节性差异,基本上符合第一类海水水质标准。2020年西湾水体重金属含量为锌(Zn)>铜(Cu)>砷(As)>铅(Pb)≈铬(Cr)>镉(Cd)>汞(Hg),Pb、Zn和Hg存在超第一类海水水质标准的情况,超标率分别为(9.1±0)%、(10.6±14.6)%和(24.2±22.9)%。F显示局部区域处于轻污染状态,超标率为(7.5±5.3)%。WQI和F显示,2010-2020年防城江重金属污染水平随时间呈变好趋势,2019-2020年处于较清洁状态。WQI和F显示2011-2020年西湾水体污染水平随时间虽然有波动,但是整体有向好趋势。西湾水体中重金属的来源和污染程度受到人类活动和生物地球化学过程的共同影响。防城港市钢工业的持续发展,仍存在加重防城港湾重金属污染水平的风险,应继续加强对周边污染源的治理与评估。

关键词：西湾水体重金属污染评估

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