珠江口海域水体重金属浓度遥感探测机理及模式研究

我国水体重金属污染问题十分突出，长江、珠江、黄河等河流携带入海的重金属污染物总量约为3.4 万吨/年，对海洋水体的污染危害巨大。因此探测近岸海域重金属污染对保护海洋环境具有迫切的现实意义。开展水体重金属浓度遥感探测机理与模式研究，有利于促进遥感技术在水体重金属污染监测方面的应用、推动海洋遥感应用技术的发展、提高我国遥感应用水平。.本研究将根据在珠江口海域现场水体超高分辨率光谱资料、水体重金属浓度实测资料和水色三要素（悬浮泥沙、叶绿素和黄色物质）浓度实测资料，分析重金属的主要存在形态（被悬浮泥沙吸附的颗粒态，被浮游植物吸收利用的生物态和与溶解有机物络合作用形成的溶解态）及其浓度与水色三要素的关系，进而分析水体重金属浓度与水体光谱之间的关系，探究水体重金属浓度遥感估算的机理，研制水体重金属遥感探测模式。为近海水域水质遥感监测服务。

由于重金属浓度不是光学有效成分，对其的遥感探测国内外未见报道。然而由于重金属的存在形态和生物地球化学行为与水体中光学有效成分（叶绿素、黄色物质和悬浮泥沙）具有十分密切的关系，重金属浓度变化与水体的光谱信息具有相关关系。本项目基于实测的重金属、水体光学有效成分和水体光谱数据，分析重金属在水体中的生物地球化学行为，探讨重金属遥感探测机理并且建立了重金属遥感反演模型。研究发现珠江口颗粒相的重金属含量远高于溶解相重金属含量。悬浮泥沙对Zn的吸附作用明显大于对Cu的吸附作用。水体重金属浓度与水体遥感光谱比值具有显著的相关关系。根据这些关系建立了珠江口Zn, Pb和Cu的遥感反演算法，并将其应用于遥感数据中获得了珠江口重金属分布。该研究成果拓展了海洋水色遥感技术在近岸海洋环境监测中的应用，为近岸海域水质监测提供了技术支持。