Henry’s law constant for phosphine in seawater: determination and assessment of influencing factors

The Henry’s Law constant (k) for phosphine in seawater was determined by multiple phase equilibration combined with headspace gas chromatography. The effects of pH, temperature, and salinity on k were studied. The k value for phosphine in natural seawater was 6.415 at room temperature (approximately 23°C). This value increases with increases in temperature and salinity, but no obvious change was observed at different pH levels. At the same temperature, there was no significant difference between the k for phosphine in natural seawater and that in artificial seawater. This implies that temperature and salinity are major determining factors for k in marine environment. Double linear regression with Henry’s Law constants for phosphine as a function of temperature and salinity confirmed our observations. These results provide a basis for the measurement of trace phosphine concentrations in seawater, and will be helpful for future research on the status of phosphine in the oceanic biogeochemical cycle of phosphorus.     

利用特征色素研究长江口海域浮游植物对营养盐加富的响应

于2009年5月和11月,在长江口邻近海域通过现场营养盐加富实验,研究了浮游植物对营养盐添加的响应。应用高效液相色谱技术分析培养样品中的特征色素组成,通过CHEMTAX软件估算了硅藻、甲藻、隐藻、定鞭藻、金藻、绿藻、青绿藻和蓝藻8个浮游植物类群对叶绿素a生物量的贡献(μg/L)。加富实验结果显示:不同海区或同一海区不同季节的浮游植物生长对营养盐响应不尽相同,这与培养实验水样采集时浮游植物所处的N、P限制状态有着密切的关系。营养盐的加富不仅能够促进浮游植物生物量的增加,也可能引起浮游植物的群落结构的变化。不同浮游植物类群对营养盐添加的敏感性不同,培养实验开始后营养盐的输入使得硅藻在竞争中取得了优势,硅藻所占比重明显上升;但随着培养的进行,营养盐逐渐消耗,一些在低营养条件下竞争能力强的浮游植物类群比如甲藻、蓝藻、隐藻等对生物量的贡献逐渐上升;同时,培养海水中初始浮游植物群落组成对营养盐加富后群落结构的变化有着重要的影响。     

长江口海域悬浮颗粒有机物的稳定氮同位素季节分布与关键生物地球化学过程

对2010年2、5、8、11月份长江口海域水体中的悬浮颗粒物进行稳定氮同位素分析。根据不同季节、不同区域内悬浮颗粒有机物的稳定氮同位素组成(δ15 Np)值的变化研究水体中氮的迁移、转化等生物地球化学过程,揭示其环境行为,从而对该海域的氮循环机制进行探索。研究发现:长江口海域悬浮颗粒物的稳定氮同位素组成具有较宽的分布范围,δ15 Np值分布范围为-1.1‰~8.6‰,具有明显的时空分布特点,反映了不同程度的陆源输入和氮的生物地球化学过程的影响。其中,2月份生物反应较弱,δ15 Np分布体现了陆源和海源的混合特征;5月和11月份上层水体δ15 Np随叶绿素a升高而降低,指示了生物的同化吸收作用;8月和11月δ15 Np和总溶解无机氮呈现极显著正相关关系,说明该海域发生了氮的矿化再生。     

基于水质状态和生态响应的综合富营养化评价模型——以山东半岛典型海域富营养化评价为例

对前期构建的长江口及其邻近水域的富营养化评价模型作了进一步改进,并根据2006年至2007年春夏秋冬四个季节的山东半岛典型海域的调查资料,将该模型应用于山东半岛典型海域的富营养化评价。评价结果表明:在"优、良、中、差、劣"五个富营养化等级中,山东半岛大部分海湾和近岸海域出现"中"到"差"程度的富营养化状况,且海湾内富营养化程度明显高于近岸海域。较突出的富营养化症状主要是夏秋季节高浓度的叶绿素水平和周期性发生的有毒有害藻华。烟台四十里湾、丁字湾和青岛胶州湾是山东半岛富营养化状况较严重的三个海湾。仅少数海域,如日照北部近海和黄岛近海的富营养化程度处于"良"的等级。评价模型同时包含富营养化压力因素(水质状态)和效应因素(生态响应)两个方面,在指标评分上不仅考虑评价浓度,还考虑浓度出现的频率和空间覆盖度等方面,以及对各指标合理分配权重,使得评价模型更能准确、全面地反映海域富营养化状况。     

基于改进的BOX模型的长江口及邻近水域水通量及水体交换特性*

提要 本研究成功将水动力模型ROMS(the regional oceanic modeling system model)与箱式模型结合,详细阐述了长江口及邻近水域四个季节的水通量特征及水体交换特性,为其物质通量研究提供准确的水量基础。研究发现,总的水通量整体受季风控制,季风的重要作用在于使得水体在南北方向上交替输送,而台湾暖流对春夏季底层水体南向输运具有重要作用;直接进入123.5°E以东外海区域的水通量很少,而是先从南边界流出研究区域,然后通过海洋环流系统进入外海。长江径流是影响水体更新的重要因素,但在强烈季风下,水体更新主要依赖于季风方向的水平水通量,主要是同层水体而不是表底层水体之间的交换。所以不能简单的以水体更新时间长短作为强烈季风区底层缺氧高发与否的标准。因此,虽然水体更新时间较长的区域与缺氧区基本一致,本研究认为该区域底层水体缺氧的本质原因是跃层阻隔了表底层水体之间的交换。     

改性粘土对浒苔(Ulva prolifera)微观繁殖体去除效果及萌发的影响

本文首先考察了不同浓度改性粘土对浒苔微观繁殖体的去除效果,实验结果显示,去除率随着改性粘土浓度增大而逐渐提高,0.4g/L的改性粘土对初始密度为4.8?105cell/m L的浒苔微观繁殖体去除率可达到80%以上。去除实验后继续研究微观繁殖体的萌发率发现,与对照组相比,不论是上层培养液中还是重新混合后的萌发率均随着改性粘土用量的增加而降低,1.0g/L的改性粘土可使其萌发率由60%左右降至低于6.5%。本文的研究结果表明,适量的改性粘土能有效去除海水中的浒苔微观繁殖体、降低其萌发率,有望成为消除或减弱绿潮灾害的有效手段。     

近海养殖水体溶解性有机质的荧光特征及环境指示意义

为探究近海养殖水体溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)的荧光特征及环境指示意义,以山东省东营市凡纳滨对虾池塘为研究对象,利用三维荧光光谱-平行因子分析(EEMs-PARAFAC)技术对2020年9月14日至10月17日凡纳滨对虾池塘养殖水体中DOM的荧光特征进行了分析,以期揭示其来源及环境指示意义。结果表明,养殖池水体DOM有4种荧光组分,包括1种类蛋白质物质(C4)和3种类腐殖酸物质(C1、C2与C3),前者作为养殖池水体DOM特有组分,且其荧光强度高于对照池各组分。养殖池水体DOM总荧光强度、总有机碳和溶解有机碳含量于采样时期均明显高于对照池。综合3种荧光指数(FI、BIX、HIX),对照池和养殖池水体DOM以内源输入为主,自生源特征明显。对照池和养殖池水体DOM组分与营养盐(氮、磷营养盐为主)具有显著相关性,表明DOM组分的产生与利用和营养盐的消耗与生成过程相耦合。养殖池DOM组分C1和C4与chl a呈显著正相关性,表明浮游藻类是养殖水体DOM类蛋白质和类腐殖酸物质的重要来源。该研究揭示了养殖水体有机质高度积累,对养殖环境的富营养化带来潜在威胁,同时为进一步揭示养殖水体DOM的光化学性质提供了科学依据。     

夏、冬季黄东海溶解氧的分布特征研究

本文基于2015年8月和12月的现场调查资料,分析了我国黄东海溶解氧(DO)分布特征与季节变化,并对其影响因素进行了探讨。结果表明:黄东海DO的分布存在明显的时空差异。夏季,DO质量浓度的变化范围为1.92—11.35mg/L,南黄海冷水团海域存在中层水体DO最大值现象;长江口附近(30.73°—32.30°N,122.96°—124.60°E)与浙江近海(28.43°—29.40°N,121.97°—122.63°E)底层存在低氧区(DO3mg/L),面积可达14800km2;且东海外侧底层(28.88°—29.70°N,124.08°—124.90°E)存在DO4mg/L的DO低值区。冬季,DO质量浓度变化范围为4.81—10.29mg/L,总体上呈现近岸高、外海低的分布特征;南黄海中部(33.80°—34.66°N,123.52°—124.23°E)与北部(35.50°—36.36°N,122.96°—123.82°E)底层水体DO质量浓度低于6mg/L,DO最低值为4.81mg/L。黄东海DO分布特征及其变化受物理过程与生物化学过程等多种因素的综合影响,且表现出明显的时空分布差异。     

改性黏土除藻的絮凝形态学特征初步研究

在理论上改性黏土絮凝体的形态变化对其除藻过程有指示作用,可作为改性黏土用量和用法调控的依据,本文探讨了现有絮凝颗粒形态学观测与分析方法在改性黏土除藻效率评价上的适用性。借助激光颗粒表征技术和电子显微成像技术,本文观测了改性黏土除藻时的颗粒表面电性、粒径分布、絮凝体结构等絮凝形态学特征,分析了其与除藻效率的相关性。结果表明,现有观测方法可以表征改性导致的黏土颗粒Zeta电位反转、改性前后黏土在不同介质中的颗粒粒级分布差异、以及改性黏土与微藻形成絮凝体的多种显微结构;但由于较大粒径絮体对现有方法观测结果的影响更大,各种黏土的粒径特征与其除藻效率之间没有显著的相关性。现有观测方法获得的改性黏土颗粒形态特征仍不能反映其消除藻细胞的精细过程,特别是由于缺乏有效的絮凝体形态分析方法而导致现有形态参数还不能指示除藻效率的变化,亟需发展适用于改性黏土法除藻过程的颗粒形态分析新方法。     

改性粘土絮凝法对大西洋鲑(Salmo salar)存活及生理生化的影响初探

本文以平均体重为(388.00±41.11)g的大西洋鲑(Salmosalar)为实验对象,探究了改性粘土絮凝过程对养殖水体水质以及大西洋鲑存活、组织形态和氧化应激反应的影响。在本实验条件下,添加改性粘土的实验组水质得到一定程度的改善,其中磷酸盐、铵盐、亚硝酸盐浓度相较于对照组有明显降低的趋势(P0.05)。添加远高于现场可有效去除赤潮生物用量(4—10g/m~2)的改性粘土并没有导致大西洋鲑出现死亡现象,显微观察结果显示,实验组与对照组中大西洋鲑鱼鳃、消化道组织特征无明显差别。对大西洋鲑鳃、肝脏、消化道的丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性测定结果表明,改性粘土未对大西洋鲑造成显著的氧化胁迫(P0.05)。本研究结果说明,在远高于现场有效用量条件下,改性粘土未对大西洋鲑产生不良影响,该研究结果将为改性粘土治理有害藻华技术在国内外养殖海域的应用提供科学依据。