溶解无机态营养盐在渤海沉积物-海水界面交换通量研究

了解无机态营养严在渤海沉积物-海水界面交换速率、通量基控制因素,于2002-08-06~08-24,应用船基沉积物培养方法,现场测定了硅酸盐(SiO3-Si)、磷酸盐(PO4-P)和溶解无机氮(DIN)在沉积物-海水界面上的交换速率(νN)和交换通量(FN)。结果显示,νSiO3-Si变化范围为2 220~4 317μmol.m-2.d-1,平均为3 466μmol.m-2.d-1,νPO4-P为0.4~77μmol.m-2.d-1,平均为39μmol.m-2.d-1,νDIN为667~2 167μmol.m-2.d-1,平均为1 308μmol.m-2.d-1,其中NH4-N和NO3-N的贡献分别为48%和47%左右。进一步分析表明,νSiO3-Si主要由溶解和扩散2个过程控制,前者决定于沉积物黏土矿物含量和含水率,后者决定于营养盐浓度和温度。νPO4-P主要由在以黏土为主的细颗粒和氢氧化铁上的吸附-解吸和扩散过程控制,前者分别决定于沉积物粒度和上覆水中DO浓度,而后者决定于间隙水与上覆水之间的浓度差。结果表明,FSiO3为2.59×1013mmol,FPO4为2.95×1011mmol,FDIN/SE为8.62×1012mmol。这样,为维持夏季渤海初级生产力,沉积物交换过程可提供大约65%的SiO3-Si、12%的PO4-P和22%的DIN,远远高于以河流径流为主的陆源排放。     

THE INTRINSIC ACIDITY CONSTANTS AND SPECIFIC SURFACE AREA OF MARINE SOLID PARTICLESII. THE RELATIONSHIP BETWEEN THE INTRINSIC ACIDITY CONSTANT AND THE TERNARY SURFACE COMPLEX

This paper deals with the infrared spectra of " amino acid- clay , calcium carbonate and y-AlOOH" and " Cu (II )-clay-amino acid" model systems, and shows that the model of the ternary surface complex is M-OHLCu (L = amino acid) for marine solid particle-Cu (II)-amino acid. Study of the formation mechanism of the ternary surface complex shows that the specific surface area , and especially the intrinsic acidity constant, determine whether the ternary surface complex is easily formed, and that factor, FTSC,quantifies the relationship between the promoting effect of organics on Mt-marine solid particle ion exchange and the intrinsic acidity constant and specific surface area.     

氮磷营养盐对中肋骨条藻生长及硝酸还原酶活性的影响

通过实验室培养，在不同氮磷浓度及氮磷比率的营养条件下，对中肋骨条藻（Skeletonema costatum）的生长及藻细胞硝酸还原酶的活性进行研究。实验结果表明，中肋骨条藻属于营养型藻类，氮磷营养盐的添加，极大地促进了藻细胞的增殖。在接种后的第4～5天，各培养组藻密度达到最大值并与对照组形成极显著性差异（P〈0．01）。实验进一步发现，环境中的氮、磷浓度及氮磷比率都会影响中肋骨条藻的生长及藻细胞硝酸还原酶活性（NRA）。此外，在各培养组中，中肋骨条藻硝酸还原酶活性的最大值（NRAmax）均出现在指数生长期（接藻后第1，2天），早于最大藻密度的出现时间（第4，5天），这表明藻对营养盐的同化速率与生长速率并不一致，后者存在一定的滞后效应。在本实验条件下，中肋骨条藻的硝酸还原酶活性存在一定的阈值。     

不同营养盐浓度下新月菱形藻生长的粒径效应

研究了不同浓度的磷酸盐(PO4-P)、硝酸盐(NO3-N)对新月菱形藻粒度分布类型和MESD的影响,分别从μmax或ε与MESD的关系2个角度研究了细胞生长过程中的粒径效应.结果表明,在生长过程中粒径分布类型没有变化,均符合Gauss分布.增大PO4-P浓度,MESD整体上呈现减小趋势;随NO3-N浓度增加,MESD表现出先降低后增大的趋势.最大生长速率随细胞中值粒径的增大而降低,μmax与MESD的关系符合Allometric函数模型:μmax=1133*MESD-5.61(非线性拟合相关系数R2为0.85).吸光系数ε与溶液中的N:P存在指数正相关关系;细胞即时吸光系数与MESD呈现波动下降的关系,ε最大值出现在3.5～3.7um粒径范围内.     

2004年春季东海赤潮高发区COD分布及其与赤潮关系的初步研究

2004年4～5月初在东海赤潮高发区暴发的特大规模原甲藻赤潮前期和暴发初期对该海域进行的现场调查，并对该海域COD的分布特征进行了探讨。结果表明，赤潮暴发前COD为0．295-1.836mg／L，主要受陆源输入影响。根据其在局部海区底层出现的异常升高结合其他参数分析可对特定海区潜在赤潮暴发的可能性进行评估。赤潮暴发时COD为0．36～3．14mg／L，表层和中层与叶绿素存在显著正相关关系，表明其主要受生物影响。富营养化指数表明赤潮暴发前近一半海域已经处于富营养化状态，但COD对富营养化的贡献不如营养盐重要。     

环渤海三省一市溶解态无机氮容量总量控制

对溶解无机氮(DIN)容量总量控制实施的具体原理和方法进行了研究.1979～2005年渤海DIN排海通量总体上呈"N"形变化趋势,年均入海通量34×104 t/a.基于多介质海洋环境中的迁移-转化箱式模型,推算出在Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类海水水质标准下渤海DIN极小海洋环境容量分别为(22,29,38,47)×104 t/a.分配容量优化结果表明,在在国家Ⅰ类、Ⅱ类海水水质标准条件下,2010年辽宁、河北、天津和山东三省一市DIN排放量均超过其最大允许排放量,均需不同程度的削减,平均削减预计排放量的37%和29%.     

Distribution of nutrients and eutrophication assessment in the Bohai Sea of China

Water samples were collected in 120 stations in the Bohai Sea of China to analyze the distribution of dissolved nutrients and assess the degree of eutrophication in August 2002. The result shows that the average concentration of DIN increased and the PO4-P concentration sharply decreased compared to the previous data of corresponding period. The high concentrations of DIN and PO4-P occurred in coastal waters, especially in the bays and some river estuaries, while the high concentrations of SiO3-Si in the surface and middle depth occurred in the central area of the Bohai Sea. The average ratio of DIN/ PO4-P was much higher than the Redfield Ratio (16:1). Apparently, PO4-P was one of the limiting nutrient for phytoplankton growing in the sea. The average concentrations of DON and DOP were higher than their inorganic forms. The results of eutrophication assessment show that 22.1% of all stations were classified as violating the concentration levels of the National Seawater Quality Standard (GB 3097-1997) for DIN and only 3.9% for PO4-P. The average eutrophication index in the overall area was 0.21±0.22 and the high values occurred in Bohai Bay, Liaodong Bay and near the Yellow River estuary. This means that the state of eutrophication was generally mesotrophic in the Bohai Sea, but relatively worse in the bays, especially some river estuaries.     

东海陆扰海域铜、铅、锌、镉重金属排海通量及海洋环境容量估算

汇总并分析了20世纪80年代初以来东海陆扰海域重金属排海通量年变化规律及主要来源,应用多介质海洋环境中重金属迁移-转化模型,估算了东海陆扰海域重金属海洋环境容量。20世纪80年代初以来,东海陆扰海域铜、铅、锌、镉排海总量整体上呈不对称的倒"U"形变化趋势,基本符合"环境库兹涅茨曲线",20世纪90年代达到最大值,当前排海总量仍高于20世纪80年代初期的水平。东海陆扰海域铜、铅、锌、镉污染物主要来源于以河流为主的陆源排放,其中88.0%左右来源于河流排放,7.5%左右来源于排污口,只有4.5%左右来源于大气沉降。长江流域排海通量占东海陆扰海域排海总量的比例最大,平均为92.4%左右,钱塘江流域平均只有3.9%左右,闽江流域平均只有3.7%左右。东海陆扰海域铜、铅、锌、镉污染物海洋环境容量分别约为17.0,4.7,113.1,0.71 kt/a。当前铅、锌、镉污染物排海总量没有超过东海陆扰海域海洋环境容量,但铜的排海总量超过其海洋环境容量大约8%。     

海洋浮游植物的生物富集热力学模型——对疏水性污染有机物生物富集双箱热力学模型

依据疏水性有机物（ＨＯＣ）在有机相／水相之间简单物理化学分配的基本原理,提出了浮游植物对ＨＯＣ生物富集双箱热力学模型。得出浮游植物对ＨＯＣ的生物富集因子ＢＣＦ与浮游植物比表面积Ｓ,有机物正辛醇／水分配系数ｋｏｗ,有机物在水中浓度Ｃｗ之间皆存在ｌｏｇ－ｌｏｇ相关性的结论,并且由海洋浮游植物对氯代苯的生物富集实验结果验证了该模型。