大鹏澳养殖区柱状沉积物中氮、磷的分布特征及污染状况研究

为研究海水养殖对海湾沉积物的累积影响, 对大亚湾的大鹏澳养殖区沉积物柱状样中总氮、总磷和有机碳的含量及剖面分布特征进行了研究, 并探讨了海水养殖区沉积物中氮、磷的污染状况。结果表明, 网箱养殖区、贝类养殖区和对照区等3个区域柱状样中总氮的含量范围分别为638.2—3803.9mg.kg-1、740.9—2152.1mg.kg-1和343.2—471.9mg.kg-1, 总磷的含量范围分别为344.7—3233.9mg.kg-1、297.9—497.5mg.kg-1和650.2—1327.2 mg.kg-1, 有机碳的含量范围分别为0.96%—2.22%、0.87%—1.13%和0.69%—0.95%。该三个因子的含量均从底层至表层呈增加趋势, 但网箱养殖区上层增加幅度最为剧烈, 贝类区次之, 对照区变化幅度最小。所有柱状样中, 总氮含量均超标, 但网箱养殖区总氮污染最为严重, 贝类养殖区次之, 对照区最轻; 网箱养殖区的总磷在上层的不同深度超标, 而贝类养殖区及对照区柱状样的总磷含量均未超标。     

柘林湾表层沉积物中氮和磷的时空分布

于2002年7月19日至12月15日调查了柘林湾表层沉积物中2种形态氮和5种形态磷的时空分布,同时测定了含水量和有机质含量。结果表明,柘林湾表层沉积物中的含水量与有机质、凯氏氮、氨态氮、总磷、岩屑磷和有机磷含量均呈显著正相关关系。凯氏氮的平均含量为1060.3μg·g-1,氨态氮在凯氏氮中所占的比例小于4.0%。总磷的平均含量为526.0μg·g-1,自生钙结合磷含量最高,占总磷的47.5%。氮、磷的平面分布基本呈现出湾内高于湾外、养殖区高于非养殖区的总体趋势。有机质、氮、磷含量的季节变化相对显著,夏季呈上升趋势,秋季有所下降,然后处于上下波动的平衡状态。影响有机质、氮、磷含量季节变化规律的因素主要是养殖动物的种类、陆地排污、鱼虾贝类死亡产生的生物碎屑、水动力和生物扰动。     

珠江口表层沉积物中氮、磷的形态分布特征及污染评价

珠江口是生态敏感的典型河口区,也是富营养化和赤潮多发区。为了搞清楚该区域沉积物中营养物质的含量及平面分布特征,进一步研究营养盐在沉积物-水体间的循环机制,同时也为珠江口污染防治和生态环境保护提供科学依据,对珠江口16个站位的表层沉积物中氮、磷的形态、含量及分布特征进行了研究。其中总氮用凯氏定氮法测定,无机氮提取后直接测定各形态含量,各种形态的磷采用化学分步提取法进行。提取液中硝酸盐氮用锌-镉还原法,亚硝酸盐氮用重氮-偶氮比色法,氨氮用靛酚蓝法,无机磷酸盐用磷钼蓝法测定。沉积物中TOC的测定用重铬酸钾氧化-还原滴定法。在测定结果的基础上采用单项指标标准指数法对沉积物中氮和磷的污染程度进行了评价。研究结果表明:沉积物中总氮的含量较高,平均值高达1649mg/kg;有机氮所占的比例很高,平均达83.17%,平均含量为1374mg/kg;氨氮是无机氮的主要形式,平均占无机氮的98%,平均含量为209.64mg/kg;硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在沉积物无机氮中比例很低,平均值为54.87mg/kg。表层沉积物中总磷的含量平均值为455.94mg/kg;有机磷占总磷含量的39.41%,平均含量为179.69mg/kg;铁结合磷和铝结合磷平均含量为94.97mg/kg。在平面分布上,各站间不同形态氮、磷的含量差异与陆源输入、沉积物粒径及水动力条件等因素有关。单项指标标准指数法对沉积物中氮和磷的污染评价结果表明:珠江口沉积物中总磷含量较低,标准指数都小于1;而总氮的含量较高,其标准指数变化范围为1.96—3.86,说明珠江口沉积物环境质量受氮的污染相对严重。     

大亚湾表层沉积物中氮的形态分布特征

首次采用逐级分离浸取的方法将大亚湾表层沉积物中不同形态的氮分离开,继而分析表层沉积物中不同形态氮的含量、分布特征及其影响因素.结果表明,表层沉积物中总氮的含量较高,平均值高达1692.52 mg·kg-1;有机氮所占的比例很高,平均达77.32%,平均含量为1341.11 mg·kg-1;无机氮的平均含量为351.41 mg·kg-1.表层沉积物中总可转化态氮的平均含量为229.45 mg·kg-1;强氧化剂可浸取态氮是可转化态氮的主要赋存形态,平均占总可转化态氮的96.88%;离子交换态氮是释放能力最强的形态,为可转化态无机氮的主体,平均占总可转化态氮的2.10%;弱酸可浸取态氮和强碱可浸取态氮仅占总可转化态氮的一小部分,分别为0.57%和0.44%.在空间分布上,各站间不同形态氮的含量差异与污染物的陆源输入、海水养殖污染及沉积物性质等因素有关.     

哑铃湾网箱养殖海域沉积物中的氮

2003年1月采集了哑铃湾网箱养殖区和非养殖区的沉积物柱状样,对氮的垂直剖面和沉积物-海水界面的通量进行了比较研究。结果表明,养殖区和非养殖区氮的垂直剖面和通量存在很大差异。交换态NH4 -N和交换态氮养殖区随深度的增加而降低,非养殖区随深度的增加而增加;非交换态氮养殖区与非养殖区差异不大;其它各形态氮一般随深度的增加呈降低的趋势。除非交换氮以外,各形态氮的含量表层和近表层养殖区明显高于非养殖区,养殖年限越长含量越高。氮的通量,主要是氨氮的通量,养殖区为80.54mg/(m2.d),非养殖区仅为5.58mg/(m2.d),养殖较长时间现已停养的海区也达到了86.18mg/(m2.d)。     

胶州湾沉积物中氮与磷的来源及其生物地球化学特征

通过对比分析和相关分析对沉积物中氮、磷含量、OC∶TN、TN∶TP进行了研究,探讨了胶州湾沉积物中氮、磷的来源及其生物地球化学特征.研究表明,胶州湾表层沉积物中总氮、总磷的变化趋势一致,即从湾内到湾外含量依次降低,其中总氮依次为0.41、0.25、0.20mg/g,总磷的含量依次为0.29、0.24、0.22mg/g.在整个柱状样中总氮、总磷平均含量的变化也和表层基本一致,有机氮在大部分层次占总氮的50%-70%,无机磷所占总磷的比例一般大于60%.根据沉积物OC∶TN比、氮、磷的垂直分布可以判断湾内和湾口沉积物中的氮主要是陆源的,海洋自生的氮分别占28.9%和13.1%,湾外的氮主要是自生的,海洋自生的氮占62.1%.与氮相比,磷主要是陆源的,但在湾外海洋自生磷的比例明显高于湾内.悬浮颗粒物的组成也证明了湾内沉积物中氮、磷主要是陆源的.沉积物中OC∶TN值的垂直变化也反映了近年来胶州湾物质来源的变化特征,即河流来沙急剧减少,沿岸倾倒垃圾不断增多,后者已经取代前者成为胶州湾主要的沉积物来源.另外,沉积物中TN和TN∶TP的垂直变化也和近年来胶州湾水体中营养盐含量的变化相一致.胶州湾不同地区氮、磷的沉积通量相差很大,湾口的沉积通量最大,而湾外的沉积通量最小;在表层沉积物中,氮的矿化速率高于磷,有机磷的矿化速率大于无机磷,但有机氮的矿化速率并不一定大于无机氮.OC、pH、Eh、Es等环境因素影响氮、磷的矿化,但在不同海区影响程度并不相同.     

渤海湾氮、磷营养盐在水体和沉积物中的分布特征及其相互关系

近岸海域水体和沉积物是营养盐迁移转化的重要场所。2016年8月对渤海湾水体和沉积物进行采样监测,分析了渤海湾水体和沉积物中不同形态氮、磷的含量,并研究了营养盐在水体和沉积物中的分布特征及其相互关系。结果表明:渤海湾水体中的营养盐在西部近岸地区含量较高,而在离海岸线较远的开阔海域含量较低,表现出一个明显的质量浓度梯度。说明人类活动对近岸海域水体中营养盐含量的贡献较为明显。水体中营养盐主要是以无机态为主,无机氮和无机磷分别占到总氮和总磷的76.65%和76.46%。沉积物中氮、磷营养盐表现出和水体中营养盐含量类似的空间分布特征,但形态主要以有机氮为主,无机磷的含量也仅占到30.42%。这说明夏季渤海湾水体中氮、磷营养盐主要由水中有机体通过同化作用将无机态营养盐合成为有机态营养盐进入沉积物,渤海湾西北海域的富营养化过程是水体中营养盐向沉积物迁移的一个主要驱动力。     

象山港大黄鱼(Pseudosciaena crocea)网箱养殖区及邻近海域沉积物中异养细菌生态分布

调查了投饵期(8月)和越冬期(11月)象山港大黄鱼(Pseudosciaena crocea)网箱养殖区及周围海域沉积物中有机物含量、异养细菌数量和群落结构。结果表明:养殖区沉积物(0—5cm层)中总磷、总有机氮含量在投饵期和越冬期均显著高于邻近对照海域(P0.05)。沉积物中异养细菌、弧菌数量分别在3.2×104—5.2×105 CFU/g和2.2×103—1.7×105 CFU/g之间,养殖区沉积物细菌数量大于周围邻近海域。16S r DNA法分析结果表明,研究区域投饵期的优势属均为弧菌属,越冬期为芽孢杆菌属。各采样区异养细菌的多样性表现为养殖区周围邻近区域、投饵期越冬期。异养细菌数与沉积物中TON、TP含量呈显著正相关,表明象山港大黄鱼养殖区沉积物中可培养异养细菌数可能受有机氮和磷酸盐含量的限制。研究表明,大黄鱼网箱养殖对象山港沉积物中的有机积累、异养细菌群落结构组成及多样性影响显著。     

东海特定海区表层沉积物中磷的形态、分布及其环境意义

对国家海洋局第二海洋研究所1998年5月调查过程中采集的长江口外东海特定海区表层沉积物综合运用了EDEX、ASPILA和李悦方法进行了系统的总磷及其磷赋存形态分析。把磷分为5种赋存形态：吸附态、铁结合态、钙结合态、碎屑态和有机态。同时，结合其他沉积物性质和化学组分以及海水环境特征，讨论了磷的地球化学特征及其环境意义。研究表明，表层沉积物中总磷(TP)、有机磷(0P)和铁结合态磷(Fe—P)的含量主要受控于物质来源；吸附态磷(Ad-P)与Fe—P和0P同属于沉积物中生物可利用磷范畴，其在沉积物中的循环主要与铁氧化物有关，钙结合态磷(Ca—P)主要来源于海洋浮游生物。     

渤海中南部沉积物中生源要素的分布特征

从化学结合形式出发,对渤海中南部海区沉积物中OC、N、P、BSi等生源要素的含量进行调查分析,讨论了各生源要素的分布及其影响因素。结果表明:受陆源输入的影响,表层沉积物中各形态氮、磷及有机碳均呈现"近岸高,远岸低"的分布趋势,生物硅的含量分布则与海区浮游硅藻的分布趋势相一致;可交换态氮是总氮中较活跃的部分,占总氮的比例约为3.7%;固定态铵是总氮的主要组成部分,约占总氮的38.4%,其主要与有机质含量及黏土矿物组成有关;渤海表层沉积物中OC/BSi、ON/BSi以及OP/BSi的比值分别为2.38、0.19、0.03,低于Redfield比值,说明有机质优先于生物硅分解;OC/ON平均值在6.0~14.0之间,判断渤海沉积物中有机质受陆源输入和海洋自生共同影响;其中,有机碳主要以陆源输入为主,而有机氮在沉积物表层主要以陆源输入为主,在沉积物下层则主要来源于海洋自生。