2009年夏季九龙江口表层水主要化学要素的含量分布和来源分析

2009年夏季,九龙江口表层水COD、DO、PO4-P、DIN、TN、TP含量的变化范围分别为0.81～4.37、3.74～5.76、0.025～0.046、0.53～1.89、0.68～2.65、0.046～0.253 mg/dm3,平均值分别为2.38、5.09、0.04、1.30、1.70、0.10 mg/dm3;而Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As、Oil含量的变化范围分别为0.92～2.09、0.005～1.431、0.77～4.05、0.006 4～0.054 2、0.073～0.622、0.010～0.038、0.9～5.7、8.5～17.2μg/dm3,平均值分别为1.45、0.26、1.84、0.03、0.26、0.02、2.3、12.0μg/dm3.与1992年厦门海域水质调查结果比较分析表明:影响九龙江口海水质量的环境因子主要是DIN、PO4-P含量.应用主成分分析(PCA)方法对其污染来源进行分析表明:14个变量的全部信息可由4个主成分反映(特征值:7.24+2.06+1.63+1.25=12.18个变量),总贡献率达87.01%.第一主成分的贡献率为51.74%,主要体现了水体中营养要素氮、磷和COD的影响,其中COD、PO4-P、TN、DIN含量之间的相关系数介于0.778(COD～PO4-P)至0.971(TN～DIN)之间.第二主成分的贡献率是14.72%,在As、TP、Pb上的载荷分别为0.938、0.814、0.731,它主要反映表层水中重金属As的影响.第三主成分的主要特征是在Cr、Zn、Cu含量上有较高的载荷,分别为0.929、0.915、0.757.第四主成分的主要特征是在Hg、Cd含量上有较高载荷,且它们之间的相关系数为0.627.第三、四主成分分析结果表明九龙江口表层水受部分重金属元素的污染.通过PCA聚类分析调查站位间污染状况的相似性及远近关系,及对九龙江河口区主要化学要素污染来源的分析,结果表明其表层水污染来源可能是上游生活污水、生活垃圾未能很好处理就排入河流以及农业化肥污染和上游工业点源废水排放等.     

组织培养获得的海黍子幼孢子体的营养盐吸收和生长特性的研究

以组织培养间接获得的海黍子幼孢子体为实验对象,研究温度和氮、磷浓度对其营养盐吸收和生长的影响。结果显示,15~30℃范围内幼孢子体均可吸收NO-3-N、NH+4-N和PO3-4-P。25~30℃下NH+4-N的吸收显著高于10~15℃时,而NO-3-N和PO3-4-P的吸收速率在实验温度下差异不显著。NO-3-N、NH+4-N和PO3-4-P的最大吸收速率分别出现在15、25和25℃。当氮浓度3 000μg·L-1时,幼孢子体均可吸收NO-3-N和NH+4-N,且二者均呈现开放型吸收模式。当磷浓度30μg·L-1时,幼孢子体可吸收PO3-4-P,且呈现饱和型模式。温度对幼孢子体的生长影响显著。10~30℃范围内,富含氮磷组和去除氮磷组的特定生长率(SGR)均随着温度的升高先增大后减小,且最大SGR(分别为19.58%·d-1和14.58%·d-1)均在25℃时取得;叶绿素a、c的含量随着温度的升高先减小后增大。氮、磷浓度对幼孢子体的生长影响显著。富含氮磷组的SGR、叶绿素a含量和叶绿素c含量分别在15~25℃、15~30℃和20~30℃范围内显著高于去除氮磷组。     

2016年山东省15个海水增养殖区氮磷分布及其结构特征

氮、磷是海洋生物生长所需要的重要营养元素,其变化对海水增养殖区生态系统结构和功能有着重要影响。文章根据2016年3月、5月、8月及10月的监测资料,分析了山东省15个海水增养殖区氮、磷分布特征,结果表明：DIN浓度范围0.007 30～2.20 mg/L,平均值0.192 mg/L,68.0%的站次浓度介于0.05～0.2 mg/L之间,渤海湾、莱州湾养殖区浓度普遍高于黄海养殖区;PO4-P浓度范围0～0.089 5 mg/L,平均0.005 98 mg/L,81.9%的站次浓度介于0.001～0.015 mg/L之间,约2/3水域为磷限制性贫营养状态。表层、底层海水DIN与PO4-P浓度无明显差异;NO3-N、NO2-N、NH4-N占比分别为68.91%、6.82%、27.27%,NO3-N是DIN的主要存在形式;夏季NH4-N形态比例最高,平均占比36.5%;N/P原子质量比范围1.6～2 532.3,主要范围在10～40,渤海养殖区N/P比明显高于黄海养殖区;DIN分布主要受陆源径流输入影响;PO4-P水平分布无明显规律。     

钦州湾东部近岸海域秋季水质模糊综合评价

基于2011年秋季钦州湾东部近岸海域的水质调查数据,利用单因子标准指数法及模糊综合评价模式对钦州湾东部近岸海域海水水质现状进行综合评价。结果表明:钦州湾东部近岸海域秋季海水中DO,COD,BOD5,PO4-P,DIN,石油类,Cu,Pb,Zn,Cd,Cr,As,Hg的平均浓度分别为:6.34 mg/L,1.10 mg/L,0.74 mg/L,0.02 mg/L,0.26 mg/L,0.023 mg/L,2.2μg/L,1.1μg/L,4μg/L,0.14μg/L,0.2μg/L,0.68μg/L,0.036μg/L。该海域海水中DO,COD,BOD5,石油类,Cu,Pb,Zn,Cd,Cr,As,Hg的平均浓度均符合国家一类海水水质标准,PO4-P和DIN的平均浓度超出了一类海水水质标准。以单因子标准指数法进行评价,钦州湾东部近岸海域水质级别为II级。以模糊综合评价模式进行评价,钦州湾东部近岸海域水质级别为I级。PO4-P和DIN是钦州湾东部近岸海域秋季海水中的主要污染物。     

活性污泥和颗粒污泥生物吸附废水中Pb~(2+)的对比研究

采用序批式实验,分别以活性污泥和颗粒污泥为吸附材料,考察接触时间、pH等因素对废水中Pb2+生物吸附效果的影响.结果表明,活性污泥和颗粒污泥对低浓度Pb2+(0～20 mg/L)能在30 min内达到吸附平衡,当Pb2+浓度在20～100 mg/L时,浓度越低,达到平衡时间越快,以被动吸附为主.在Pb2+低浓度条件下(0～20 mg/L),初始pH为4～5时,Pb2+的去除率达99%以上,且初始pH值是影响活性污泥和颗粒污泥生物吸附Pb2+的重要因素.活性污泥和颗粒污泥对Pb2+的生物吸附符合朗缪尔(Langmuir)方程,在pH为4及25 ℃下,活性污泥饱和吸附量为59.88 mg/g,颗粒污泥饱和吸附量为80.65 mg/g.因此,活性污泥和颗粒污泥可作为有效的生物吸附剂处理低浓度(0～20 mg/L)含铅废水,且颗粒污泥比活性污泥的生物吸附效果好.     

不同浓度的营养盐(NO3-N,PO4-P)条件下Pb(Ⅱ)对2种海洋赤潮藻生长影响的研究

探讨海区环境容量的估算,为海水水质标准的制订提供理论依据,采用1次培养实验方法,研究了3种不同浓度的营养盐(NO3-N,PO4-P)条件下Pb(Ⅱ)对旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum(Greville)Cleve)的生长影响.采用抑制率-重金属离子浓度的对数方程拟合求算出3种浓度营养盐(NO3-N、PO4-P)条件下Pb(Ⅱ)对2种赤潮藻的96hEC50值,分别为8373,2563,2307;18523,10445,3494μg·dm-3,并根据方程应用origin7.0拟合3种不同浓度的营养盐(NO3-N,PO4-P)条件下旋链角毛藻和中肋骨条藻在不同浓度Pb(Ⅱ)条件下的生长曲线.实验结果表明,较低浓度Pb(Ⅱ)对旋链角毛藻和中肋骨条藻生长都有一定的促进作用,最佳促进藻类生长浓度分别为454,258,51;351,194,35μg·dm-3;高浓度Pb(Ⅱ)对它们的生长则表现为抑制作用,并且随着营养盐(NO3-N,PO4-P)浓度的增加,Pb(Ⅱ)对两种赤潮藻生长的抑制作用是逐渐降低的,营养盐(NO3-N,PO4-P)与Pb(Ⅱ)之间可能存在着拮抗作用.     

球等鞭金藻的培养条件研究

通过分批培养实验研究了氮、磷、铁、硅、碳、维生素B1、B12等营养因子对球等鞭金藻生长的影响,确定了氮、磷、铁、硅、维生素B1、B12对球等鞭金藻生长的必要性,并通过正交实验得出球等鞭金藻生长的最佳配方,即在天然海水中添加NaN03-N 7．5g／m^3,KH2PO4-P 0．5g／m^3,FeCL3-Fe 0．1g/m^3,Na2SiO3-Si0．2g／m^3,B1 100mg／m^3、B12 0．5mg／m^3。     

海洋来源荧光性假单胞菌高产脓菌素培养基及发酵条件优化

对4种假单胞菌产脓菌素培养基进行筛选,确定琥珀酸钠培养基为基础培养基,并考察了添加不同物质对假单胞菌脓菌素产量的影响,结果表明,向琥珀酸钠培养基中添加甘油、海盐、硝酸铵时对铁载体产量有明显的促进作用.采用正交实验法获得了高产脓菌素的最佳发酵培养基配方:4g/dm~3琥珀酸钠,6 g/dm~3K2HPO4,3 g/dm~3KH2PO4,1 g/dm~3(NH4)2SO4,1 g/dm~3NH4NO3,5 g/dm~3海盐,1.5%甘油.其脓菌素产量最高可达到265 mg/dm~3,约是基础培养基产量的7倍以上,此培养基成分简单不含复杂的有机氮源,脓菌素产量高,有利于脓菌素的进一步分离纯化与制备.同时本实验对其发酵条件进行优化研究,结果确定最佳发酵条件:培养基起始p H值为6.9,接种量1.0%,培养温度为25℃,转速为220 r/min,发酵时间为28 h.     

刚毛藻对静态模拟刺参养殖池塘上覆水营养盐含量的影响

利用室内装置模拟的刺参养殖池塘上覆水,在温度为25℃,光照为(4000±200)lx条件下静态培养刚毛藻48 h,定时测定上覆水中总氮(TN)、氨态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~–-N)、亚硝态氮(NO_2~–-N)、总磷(TP)、活性磷(PO_4~(3–)-P)等营养盐含量,分析了氮磷营养盐含量的动态变化规律,探讨了刚毛藻生物量对沉积物-水界面营养盐含量变化的影响。结果表明,刚毛藻生物量对各营养盐含量的影响存在显著性差异(P0.05)。随着培养时间延长,上覆水中营养盐含量均呈现先增大后减小的趋势。上覆水中各营养盐含量在培养6～24 h时分别达到最大值,其中当刚毛藻生物量为0.5～4.5 g/L时,TN、NO_3~–-N、NO_2~–-N、NH_4~+-N、TP、PO_4~(3–)-P含量达到最大值。继续培养,上覆水中各营养盐的含量逐渐减小,其中生物量为8.5 g/L时刚毛藻对NO_3~–-N、NO_2~–-N的吸收效果最好;生物量为0.5 g/L时刚毛藻对NH_4~+-N、PO_4~(3–)-P吸收效果最好。因此,高生物量(8.5 g/L)刚毛藻可降低上覆水中NO_3~–-N、NO_2~–-N含量,但低生物量(0.5 g/L)刚毛藻能有效吸收上覆水中的NH_4~+-N、PO_4~(3–)-P。     

近4年来象山港赤潮监控区营养盐变化及其结构特征

根据2002—2005年4—9月份象山港赤潮监控区表层海水营养盐(Si,N和P)监测基础资料,分析、探讨了监控区水域的营养盐变化及其结构特征。分析结果表明:4年来,监控区水质富营养化严重,DIN的污染程度明显高于PO4-P;Si,N和P营养盐含量的空间波动程度存在明显的年际差异;SiO3-Si,PO4-P和NO3-N含量的月变化特征主要受港湾内藻类等浮游植物的生命活动和陆源径流的共同影响;NH4-N含量的月变化特征受鱼类新陈代谢强弱的影响。4年来NH4-N的含量略有升高,NO3-N和SiO3-Si的含量均有所降低,而NO2-N和PO4-P的含量则保持稳定;SiO3-Si/PO4-P比值略有所减小,NO2-N/DIN,NH4-N/DIN,NO3-N/DIN,DIN/PO4-P和SiO3-Si/DIN的比值均保持稳定。4年来整个监控区DIN一直处于热力学平衡状态,NO3-N量占DIN的83.77%～97.23%,是该海域DIN的主要存在形式,PO4-P一直是该海域初级生产力的主要潜在限制性因子。SiO3-Si/DIN<1,与DIN相比,SiO3-Si略显不足。     

胶州湾沉积物重金属生物可利用性及生态风险评价

在模拟双壳类肠胃消化液的弱酸性(pH=4)条件下对胶州湾8个站位沉积物中的重金属进行浸提,探究重金属的生物可利用性,并以改进的平均沉积物质量基准法(SQG-Q)评估重金属的生态风险。浸提结果表明,胶州湾沉积物中各重金属释放量(mg·kg~(-1))由高到低依次为:Zn(39.21)Cu(20.88)Cr(18.32)Pb(10.69)As(1.00)Cd(0.125)Hg(0.021),释放量较高值多出现在湾西南角的S7站位。沉积物中重金属各形态的释放率由高及低依次为:弱酸溶解态(88.21%)可氧化态(16.39%)可还原态(15.95%)残渣态(1.36%),即重金属的释放主要与弱酸溶解态含量有关。各重金属总释放率表明,Cd在所有重金属中的稳定度最差,而Hg和As则较高。生态风险评价表明,研究区域内除S7、S3站位具有中等程度的潜在不利生物毒性外,其它站位重金属的生物毒性效应均较弱。     

能效渔业状态下津市西湖生态因子与浮游植物密度的灰关联模型{GM(I,N)}

利用灰色系统理论,于2004—2008年5—8月份对能效渔业状态下津市西湖水质状况进行了实时采样研究,并计算了浮游植物密度与透明度、水温、水深、溶解氧、pH、NH4-N、NO3-N、NO2-N、PO4-P、TP、TN、NH4-N/PO4-P、TN/TP和浮游动物共14个生态因子的关联度、关联序。结果表明,透明度、水温、水深、溶解氧、pH和浮游动物(毛里湖)或TN(西湖)是影响浮游植物增殖态势的最重要的环境变量。提取如上变量和浮游植物密度作为建模要素,构建了津市西湖生态因子与浮游植物密度的灰关联模型{GM(I,N)},经作图分析表明,模型值和实测值具有较好的对应峰,表明模型的有效性及在预测上有较高的参考价值。P元素在西湖的营养限制性基本得到消除,水体N/P比被调控到了较好状态。     

投加海水化学沉淀法去除污泥脱水液中的磷酸盐

研究污水处理厂产生的污泥脱水液中的磷酸盐(PO43-)和铵盐(NH4 )的去除方法。依据化学沉淀法的原理,含有Ca2 和Mg2 的海水加入污泥脱水液后,可以使污水中的PO43-与金属离子发生化学沉淀反应,实现污水除磷的目的。采用正交试验优化得到这种方法处理污泥脱水液的工艺条件:水温20℃,海水与污水混合比例为2∶10,体系pH值为10.5,反应时间20min。经过静态处理,污泥脱水液中氨态氮(NH4 -N)的平均去除率为34%,无机磷(PO43--P)的平均去除率为95%,比不投加海水的处理提高26%,这表明投加海水有利于强化污泥脱水液的除磷效果。动态处理也有较好的效果,PO43--P和NH4 -N的去除率分别可达91%和18%。这种技术不仅除磷效果好,处理成本也较低,生成的沉淀物还可以作为肥料施用,因而是污泥脱水液除磷的有效途径,特别适用于沿海地区污水处理厂。     

提取pH和温度对罗非鱼(Tilapia zillii)鱼鳞明胶特性的影响

以罗非鱼(Tilapia zillii)鱼鳞为原料, 考察提取pH和温度对明胶蛋白组分及其性质的影响。结果表明, 鱼鳞明胶蛋白在浸提pH大于5时容易发生酶解, pH小于3时会发生热降解, 而在pH 4下酶解和热降解均被有效抑制。在pH 4下利用40℃浸提明胶时, 蛋白的提取率只有1.84%, 提取的明胶中亚氨基酸比例低而钙、磷、钠、镁等矿物质含量高, 因而无法形成凝胶和蛋白膜。当浸提温度提高到50℃及以上时, 明胶提取率大幅增加, 明胶中亚氨基酸比例上升且矿物质含量比例下降。另外, 在pH 4、70℃下浸提的明胶其凝胶强度可达283g, 可形成机械强度为50MPa的蛋白膜, 表明该条件提取的鱼鳞明胶具有替代哺乳动物明胶的潜力。     

营养盐在东海春季大规模赤潮形成过程中的作用

为研究营养盐在东海大规模赤潮形成过程中的作用,分别于2004,2005年春季在东海赤潮爆发前进行了2个航次的海上调查。调查结果显示:DIN,PO4-P,SiO3-Si浓度分别高达15,0.55,15μmol.L-1以上,调查海域整体上处于富营养化状态;受陆源输入影响,调查区域营养盐分布呈现出近岸高、外海低,等值线走向与岸线基本平行的特点。同2004年相比,2005年春季调查海域营养盐高值区明显外扩,营养盐水平整体升高:其中DIN浓度升高9%、PO4-P升高18%、SiO3-Si升高60%,硅磷比上升60%,硅氮比上升了47%。研究结果表明,较高的营养盐浓度水平,较高的硅酸盐含量以及较高的硅磷比、硅氮比值是2005年春季优先爆发大规模硅藻赤潮的重要原因之一。     

植物生长激素对海洋光合细菌生长及净化氮、磷能力影响的研究

从青岛栈桥附近海域的底泥中分离出了光合细菌菌株,研究了三十烷醇、赤霉素和α-萘乙酸对其生长与净化PO4-P和NH4-N能力的影响,以期获得快速培养光合细菌的方法。结果表明这三种植物生长激素对海洋光合细菌的生长均有促进作用。其中赤霉素的促进作用最明显,其最佳质量浓度为0.5mg/L,经12d培养后,细菌浓度比对照样可提高153.9%。三十烷醇和α-萘乙酸的最佳质量浓度均是1.0mg/L,分别可提高90.7%和20.6%。同时光合细菌净化PO4-P和NH4-N能力也有所提高,并且植物生长激素的促生作用愈明显,PO4-P和NH4-N的去除率愈高。试验表明在增殖培养中,可以添加某些植物生长激素来促进光合细菌的生长。     

长江口营养盐结构特征及其对浮游植物的限制

根据2013年5月、11月两个航次的调查资料,分析了长江口营养盐浓度及其结构的分布变化,并探讨了营养盐对浮游植物的限制情况。长江口营养盐分布存在季节差异:口门外NO3-N、NO2-N浓度均为春季高秋季低,PO34-P、3SiO2-Si、NH4-N浓度则秋季高春季低,口门内除NO2-N外,NO3-N、PO34-P、SiO23-Si、NH4-N浓度均为秋季高于春季。NO3-N、PO34-P、SiO23-Si浓度从近岸向外海逐渐降低,NO2-N、NH4-N浓度分布规律不明显。NO3-N是DIN的主要存在形态,其占DIN的比例为春季95%、秋季83%。春季、秋季DIN/P均高于16,表现出长江口过量的DIN输入,春季Si/DIN基本小于1,秋季Si/DIN大于1。春季由于硅藻的局部生长使DIN/P异常升高、Si/DIN异常降低,秋季西北部海区受苏北沿岸流影响,呈低DIN/P值和高Si/DIN值分布。受含过量DIN、SiO23-Si的长江冲淡水的影响,春、秋季均表现为PO34-P潜在相对限制。春季由于浮游植物的大量吸收,局部出现PO34-P、SiO23-Si的绝对限制。当同时考虑绝对限制和潜在相对限制时,春季15.38%的站位受PO34-P限制,限制情况较上世纪90年代更为突出。     

2009年罗源湾表层海水DIN与TN及PO_4-P与TP浓度换算系数的研究

为解决海湾入海污染物总量控制中氮磷污染源强统计指标与海水水质标准因子不同的问题,本研究以罗源湾为例,采用现场调查取样和实验室分析结合的方法,通过分析罗源湾表层海水中的CDIN/CTN和CPO4-P/CTP的比值,将海水中DIN与PO4-P浓度的标准值转换成TN与TP的浓度.研究结果表明2009年罗源湾表层海水中的CDIN/CTN和CPO4-P/CTP的比值范围分别为0.12~0.97和0.16~0.91;其中夏季最低,CDIN/CTN和CPO4-P/CTP的比值平均为0.23和0.41,CDIN/CTN比值平面分布上呈湾顶和湾中部低、湾口高的分布趋势,CPO4-P/CTP比值平面分布上呈湾顶至湾口逐步递增的变化趋势;冬季最高,CDIN/CTN和CPO4-P/CTP的比值平均为0.67和0.68,CDIN/CTN比值平面分布上呈湾顶和湾口低、湾中部高的分布趋势,CPO4-P/CTP比值平面分布则相反;年均DIN和TN的浓度换算系数为0.48,PO4-P和TP的浓度换算系数为0.55;与其他海域相比,河口型海湾比值总体较高,沿岸海湾高于近海海域.     

2009年罗源湾表层海水DIN与TN及PO4-P与TP浓度换算系数的研究

为解决海湾入海污染物总量控制中氮磷污染源强统计指标与海水水质标准因子不同的问题,本研究以罗源湾为例,采用现场调查取样和实验室分析结合的方法,通过分析罗源湾表层海水中的CDIN/CTN和CPO4-P/CTP的比值,将海水中DIN与PO4-P浓度的标准值转换成TN与TP的浓度.研究结果表明2009年罗源湾表层海水中的CDIN/CTN和CPO4-P/CTP的比值范围分别为0.12～0.97和0.16～0.91;其中夏季最低,CDIN/CTN和CPO4-P/CTP的比值平均为0.23和0.41,CDIN/CTN比值平面分布上呈湾顶和湾中部低、湾口高的分布趋势,CPO4-P/CTP比值平面分布上呈湾顶至湾口逐步递增的变化趋势;冬季最高,CDIN/CTN和CPO4-P/CTP的比值平均为0.67和0.68,CDIN/CTN比值平面分布上呈湾顶和湾口低、湾中部高的分布趋势,CPO4-P/CTP比值平面分布则相反;年均DIN和TN的浓度换算系数为0.48,PO4-P和TP的浓度换算系数为0.55;与其他海域相比,河口型海湾比值总体较高,沿岸海湾高于近海海域.     

九龙江-河口表层水体营养盐含量的时空变化及潜在富营养化评价

分别于2012年9月、2013年1、6月,对九龙江两大支流北溪、西溪及河口区开展了3个航次的营养盐监测.研究结果表明,河口区表层水体溶解无机氮（DIN）、总磷（TP）和活性磷酸盐（PO4-P）质量浓度范围分别为0.13-17.35、0.14-1.00和0.00-0.38 mg/dm3,受上游输入和海水稀释作用,营养盐浓度由淡水端至海水端逐渐降低.北溪表层水体的DIN、TP和活性磷酸盐质量浓度范围分别为1.99-24.92、0.12-1.47和0.04-0.68 mg/dm3,受龙岩地区工农业生产及城市进程影响,由上游至下游逐渐降低.西溪表层水体的DIN、TP和活性磷酸盐质量浓度范围分别为2.74-20.61、0.14-0.92和0.02-0.37 mg/dm3,受上游农业生产和下游漳州地区人类活动影响,上下游的DIN质量浓度较高.此外,九龙江沿岸的人类活动可能影响了该地区水体中的溶解无机氮形态组成：北溪和西溪上游的NH4-N和NO3-N占比分别较高.水期分析表明,2013年1月的DIN浓度显著高于其他水期,而不同区域TP和活性磷酸盐的水期波动不尽相同.营养盐结构分析表明,九龙江总体处于磷限制状态,但在河口及北溪部分站位,CDIN/CPO4-P比值已达到适合浮游生物生长繁殖的水平.潜在富营养化程度评价表明,九龙江河口多数站位均处于N或P限制的富营养化级别,但由于N、P营养盐的绝对浓度较高,具有水华暴发的潜在风险.