羟基游离基杀死压载水中微生物研究

利用介质阻挡强电离放电的方法，将空气中的O2和海水中H2O电离离解成OH等氧化自由基，溶于海水中形成高浓度羟基药剂。羟基致死压载水中入侵的细菌、微藻生物的反应属于游离基反应，具有广谱致死特性，在压载水外排(或输入)过程中就可致死入侵微生物，不存在药剂污染海洋环境等问题。实验室研究结果表明：致死微生物的羟基阚值为O．8mg／L。     

羟基杀灭船舶压载水微小生物中试实验研究

采用羟基处理压载水技术,使用羟基处理设备和管道作为模拟船舶排放压载水的管道。研究了羟基对海产小球藻、游仆虫和异养细菌的杀灭效果,说明羟基能有效杀灭压载水中的微小生物;并模拟船舶排放压载水过程中排放地的海水对处理后压载水的稀释作用,稀释后的水样经过96h的培养,没有发现微小生物复活的情况,证明了羟基杀灭船舶压载水微小生物在长度为4m(接触时间为2s)的接触管道内已经完成。并研究了羟基处理压载水技术对水质情况的影响,结果表明羟基有效杀灭船舶压载水微小生物的同时能改善压载水水质。     

羟基对赤潮生物的光合色素作用实验

羟基药剂具有氧化力极强、杀灭微生物的生化反应速度极快的特性。在容积1.8m3的水槽里进行了羟基对微藻的光合色素影响的中宇宙规模实验。羟基质量浓度达到0.55mg/L时,微生物的叶绿素a、b含量均低于检测方法的最低限值,其衰减率为100%,类胡萝卜素衰减率为92.3%,脱镁叶绿素增加了15.05倍。实验数据表明,羟基药剂将是治理赤潮的绿色有效方法。     

基于羟基自由基高级氧化快速杀灭锥状斯氏藻孢囊的研究

随着船舶压载水的转运,我国面临严重的外来入侵生物风险,其中部分赤潮藻形成的孢囊可成为赤潮的"种源",严重危害近岸海洋环境,因而快速有效地杀灭赤潮藻孢囊至关重要。本文利用大气压强电离放电高效生成的羟基自由基（·OH）,对典型赤潮藻锥状斯氏藻孢囊进行杀灭研究。采用萌发实验、SYTOX Green荧光染色法确定·OH杀灭锥状斯氏藻孢囊的阈值和时间,扫描电子显微镜观察孢囊的形态变化。结果表明,·OH杀灭孢囊的CT阈值为0.49 mg·min/L,时间为10 s,·OH氧化降解孢囊体内叶绿素,破坏DNA,抑制萌发,具有其他方法无法比拟的优势。因此,·OH快速杀灭赤潮藻孢囊的新方法,对防控外来入侵生物引发的海洋赤潮灾害具有重要的作用。     

海上围隔羟基治理赤潮试验研究

针对化学药剂和粘土絮凝法治理赤潮存在的问题,2002年8月在胶州湾近岸进行了海上围隔杀灭赤潮生物的试验。采用强电离放电的物理方法,将空气中O2和海水中H2O电离离解成OH等自由基,溶解到一部分海水中形成高浓度的羟基溶液,喷洒在围隔内水面上,其比值浓度为4．2mg／L。当海水中羟基浓度达到0．68mg／L时,赤潮生物叶绿素α含量低于检测的最低值。24h后检测杀死灰甲多甲藻、光甲多甲藻、多纹膝沟藻等33种赤潮生物,其致死率达99．8％,其中藻类孢子的致死率达100％,海水水质亦有明显的改善。试验结果表明,羟基溶液是目前治理赤潮可行的、有效的新方法。     

羟基对微生物细胞的核酸、蛋白质、葡萄糖作用研究

羟基自由基对细胞的三大基本分子核酸、蛋白质、葡萄糖有着强烈破坏作用。压载水中羟基的比值浓度达到0．63mg／L时，含有微生物液体中的总蛋白质含量从1．49g／100mL降到0．993g／100mL，减少了33．4％；核酸中RNA、DNA的含量分别从2．43μg／mg、0．96μg／mg分别减少到1．29μg／mg、0．19μg／mg，分别减少46．9％、80．2％；葡萄糖含量从0．246mg／100mL增加到0．492mg／100mL，增加了1倍。试验数据表明，羟基自由基氧化、分解、破坏了微生物细胞三大基本分子核酸、蛋白质、葡萄糖，这是微生物致死的主要生化原因之一。     

利用海洋微生物防治赤潮的初探

受海洋水体富营养化的影响,近海赤潮灾害频繁暴发,给海洋生态环境带来严重的破坏并造成巨大的经济损失,赤潮同时也影响了人类自身的生活、经济发展,甚至威胁到人类的身体健康和生命安全。赤潮已经成为世界上公认的海洋灾害之一,如何有效防治赤潮,成为亟待解决的重大问题,目前治理赤潮的方法主要是物理法、化学法和生物法,其中生物法具有更广阔的应用前景和巨大的潜力。文章综述了生物防治赤潮中微生物防治赤潮的微生物种类,并对微生物防治赤潮的作用方式及机理进行了探讨。     

羟基自由基杀灭压载水中有害赤潮物种的生物有效性研究

本研究采用大气压下强电离放电协同气液混溶技术,高效制备羟基自由基(·OH)杀灭3个门的典型有害赤潮物种,使用荧光染色、测定光合作用潜能等生物学检测方法确定·OH致死阈值。结果表明,5.05×104 cells/mL的赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、5.28×104 cells/mL的亚历山大藻(Alexandrium tamarense)和5.02×104 cells/mL的中肋骨条藻(Skeletonema costatum),其致死阈值分别为1.24 mg/L、2.01 mg/L、1.12 mg/L,此时其叶绿素a分解率分别为77%、85%和74%。利用光学显微镜观察,处理前后藻细胞结构有明显的改变。因此,·OH致死方法可有效地杀灭压载水中的有害赤潮藻。     

分子生物学技术在赤潮毒素分析监测中的应用

有毒赤潮事件的频繁爆发,不仅对海洋生物及自然资源造成了极大的危害,还严重威胁到公众健康。因此,各国都在积极寻求快速灵敏的检测方法,加强对赤潮毒素的分析及监测。现代分子生物学技术的发展为新型快速检测方法的建立提供了可能。对利用分子生物学技术对赤潮毒素进行检测的几种方法——全细胞PCR法、DNA探针法及信使基因细胞受体法进行了讨论。这些新技术旨在检测出环境中的痕量赤潮毒素和有害生物,杜绝赤潮毒素或有毒藻进入到食物链,从而最大限度保护公众健康、水环境及自然资源。     

羟基处理20t/h压载水中试实验研究

模拟压载水排放过程,以球等鞭金藻为实验对象,进行了羟基处理20t／h压载水的中试实验。在高气压强电场作用下,将O2,H2O电离离解成OH^*等强氧化自由基,在分子层次上加工高浓度羟基等自由基溶液,泵入压载水主管道进行在线治理。实验结果表明羟基溶液在比值浓度为0．55mg／L时,在很短的排放管道中,就可以有效地抑制和杀死球等鞭金藻,分解叶绿素、氨基酸等。     

Study on Treating Halobios Pollution by Hydroxyl Radical

Human beings are facing a serious environmental crisis which is even threatening their existence. Therefore, many scholars propose the concept of advanced oxidation method (technology or process, abbr. AOP or AOT). The advanced oxidation method includes the process of producing hydroxyl radicals (OH·) and a series of chain reactions excited by OH·. The radicals can attack various kinds of pollutants and microorganisms in water and finally decompose them into CO2, H2O and inorganic salt…     

福建主要港口外轮压舱水生物的分布及其潜在入侵威胁

根据2006～2007年间采自福建省4个主要港口12艘外轮(包括8条集装箱船和4条散货船)的压舱水样品,研究压舱水生物的分布特点,结果表明进入该水域的外来船舶压舱水生物物种丰富度和个体丰度高,共发现浮游植物7门86属240种(包括60种赤潮生物)和浮游动物5门30属52种;经3种网目(20,77,和160μm)筛网收集的不同粒径生物的平均丰度分别为:动物38858.3 ind./m~3(粒径77～160μm)和782.3 ind./m~3(粒径>160μm);植物3625.0 cells./ dm~3(粒径20～77μm)和134.1 cells./dm~3(粒径77～160μm).压舱水生物的分布及生存状态与水样的盐度及水龄相关.初步评估外来压舱水生物排放对福建沿海的潜在入侵风险.     

Management strategies to prevent the introduction of non-indigenous aquatic species in response to the Ballast Water Convention in Taiwan

The Convention for ballast water management is approaching the threshold of enforcement. Many countries around the world formulate national laws and regulations to mitigate the hazards of non-indigenous aquatic species (NIAS) brought about by the discharge of ballast water from ships. Taiwan’s critical location as an important transportation hub in the Western Pacific Ocean makes it a hot spot for the invasion of NIAS. Therefore, devising strategies for the management of ballast water is urgently needed. This study explores the global trend in ballast water management, and discusses the possible strategies which Taiwan may adopt in response to the Ballast Water Convention, from the perspective of Taiwan’s stakeholders in relation to the ballast water issue. Some of the proper actions that Taiwan should take in the future regarding the management of ballast water include: delineating the area for ballast water exchange, establishing the ballast water declaration system for incoming vessels, assisting shipping companies in installing ballast water treatment systems, determining risk priority for incoming vessels, and inspecting ballast water-related parameters by means of port state control (PSC). In this way, the invasion of NIAS may then be prevented in compliance with the global standards.     

隍城岛海域塔玛亚历山大藻赤潮发展过程及其成因

2006年9月,南隍城岛附近海域首次发生由塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)引发的大规模赤潮,面积约2.37 km~2,最大细胞丰度2.334×10~8cell/L,大量衰亡赤潮生物的分解消耗水体的溶解氧,引起中下层水体严重缺氧,导致当地网箱养殖的鱼类全部死亡,藻体分泌的麻痹性贝毒(PSP),导致岸边的皱纹盘鲍近一半死亡.通过对这次赤潮的研究认为:其成因主要是由船舶压舱水排海带来赤潮生物物种,大量陆源有机物、营养盐类的排入和大规模贝类筏式养殖的自身污染为赤潮生物的暴发性繁殖提供了丰富的物质基础,适宜的水文气象条件为赤潮的发生提供了良好的繁殖环境.     

Brine-induced mortality of non-indigenous invertebrates in residual ballast water

All transoceanic vessels entering the Great Lakes are required to manage ballast water and ballast tank residuals with ballast water exchange and tank flushing, respectively. While these management procedures effectively reduce the density and richness of biota in ballast waters and thereby reduce the risk of transferring non-indigenous species, some ships are unable to uniformly manage all tanks. Laboratory experiments were conducted to evaluate sodium chloride brine as an emergency treatment for ballast tanks with non-compliant residuals. Invertebrate communities collected from i) Detroit River, ii) exchanged ballast tanks arriving in the Great Lakes, and iii) North Sea ports, were exposed to a range of brine concentrations (15–115‰) until complete mortality was reached. Results indicate that a 1-h exposure to 115‰ brine is a broadly effective treatment (>99.9% mortality) regardless of treatment temperature, taxonomic group, or species’ source habitat salinity. A median of 0.00% (range 0.00–5.33) of individuals are expected to survive treatment and the expected number of viable individuals released after treatment is within Canadian and proposed international discharge standards. Before implementation, validation with ship-scale trials is recommended.     

船舶压载水的生物入侵分析

船舶压载水的转运和排放是水生生物入侵的重要途径。为保障我国海洋生态和水产养殖安全,文章基于我国航运大国地位,介绍船舶压载水排放带来的生物入侵及其相关国际标准和法律规定,并对我国船舶压载水监管提出建议。研究结果表明:由船舶压载水引起的生物入侵主要包括浮游生物和微生物;目前国际对于船舶压载水排放主要执行D-2标准,很多国家均以法律手段对船舶压载水进行监管;我国在加快船舶压载水立法的同时,应加强基础数据研究、制定统一的规范标准和扩展关注领域。