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。     

缢蛏(Sinonovacula constricta)生物扰动对养殖废水处理系统中沉积物磷赋存形态垂直分布的影响

为研究缢蛏(Sinonovacula constricta)生物扰动在养殖废水生态处理系统中对沉积物不同垂直分层的各种磷形态迁移转化的影响,于2016年5—7月在养殖废水处理池的贝藻处理区采集不同缢蛏养殖密度下的实验围隔箱内的底泥,测定不同垂直方向上的磷形态、微生物活性(FDA)以及碱性磷酸酶活性(APA)。结果表明,在底栖动物缢蛏生物扰动作用下,改变了沉积物内部的微环境,促进了微生物的生长,增大了沉积物中总微生物活性以及碱性磷酸酶活性。而沉积物中有机磷(OP)含量显著减少(P0.05);非磷灰石态无机磷(NAIP)、磷灰石态无机磷(AP)和无机磷(IP)含量显著增加(P0.05),这表明在缢蛏的生物扰动下OP可能转变成为AP、NAIP等无机磷成分;总磷含量呈降低趋势。本试验结果表明,缢蛏生物扰动下对于养殖废水生态处理系统沉积物垂直方向上的磷赋存形态具有显著的影响,且高密度组的生物扰动作用对沉积物中磷形态迁移转化的影响强于低密度组。     

南沙群岛海域表层沉积物中磷的形态分布特征

根据2002年56月南沙群岛海域调查时采集的表层沉积物样品,分析了磷的含量并把磷分为总磷(PT)、无机磷(PIN)、有机磷(POR)、非磷灰石结合态磷(PNAI)、磷灰石结合态磷(PAI)5种赋存形态。利用EPM-810Q电子探针测试沉积物的化学成分,讨论了沉积物中磷的形态和分布以及沉积物的地球化学特征与环境的意义。结果表明,调查海区表层沉积物中磷灰石结合态磷与无机磷的含量变化主要受控于生物活动,它们具有同源关系,同属可被生物利用而再次进人生物地球化学循环的磷。沉积物中的总磷和有机磷与FeO显著相关。沉积物中磷灰石结合态磷与CaO显著相关,它的来源和输入方式受控于水体中碎屑颗粒沉积作用的影响。     

河口潮滩沉积物磷的季节性累积和生物有效性

对长江口潮滩表层沉积生磷的赋存形态和含量的研究表明,碎屑态磷为沉积物中磷的主要形态,约占总磷的62.52%;铁结合态磷和有机磷次之,分别占总磷的18.06%和14.69%;自生磷灰石加钙结合态磷和吸附态磷最少。综合研究区内的各种理化条件,指出弱吸附态磷、铁结合态磷和有机磷是长江口潮滩潜在生物可利用磷,约占总磷的33.16%,是导致水体富营养化的潜在因素。上覆水的盐度效应是影响沉积物铁结合态磷含量的关键性因子;而自生磷灰石加钙结合态磷的含量变化则与上覆水的温度、溶氧量及沉积物有机质的分解有关;有机磷在时间和空间尺度上都存在较大变化,主要与潮滩生物动态过程,即磷的再矿化有关。     

北部湾北部沉积物中磷的地球化学行为研究

对2006年7月北部湾北部海区调查过程中采集的表层沉积物运用SEDEX方法进行了系统的总磷及其磷赋存形态分析.把磷(P)分为6种赋存形态:弱吸附态(Ads-P)、铁结合态(Fe-P)、自生磷灰石及钙结合态(Ca-P)、碎屑态(De-P)、有机态(OPS)及硅酸盐态(SIF-P).结合上覆水的环境参数,讨论了磷的地球化学行为特征.研究表明,沉积物是上覆水体颗粒磷(PP)的汇,而不是上覆水体溶解态总磷(DTP)的源,沉积物中的P具有保守性;TPS、Fe-P和OPs具有亲大陆性;盐度(S)是影响Fe-P、OPS、SIF-P的含量变化的重要因子;Ca-P、De-P、SIF-P是沉积物中的"惰性磷",Ads-P、Fe-P、OPS为沉积物中的"活性磷";海区P的主要循环路径可以描述为:PP (←→)OPS→SIF-P →Fe-P→IPS.     

长江口和浙江近岸海域表层沉积物中颗粒磷的形态分布和影响因素

研究长江口和浙江近岸海域的水团流向、缺氧程度、潮汐作用以及养殖活动对表层沉积物中颗粒磷赋存形式的影响,对东海生态环境的可持续发展有着重要的意义。长江口以北和浙江近岸泥质区各存在一个缺氧中心,杭州湾属于强潮区,而象山港遍布养殖场。2018年8—9月在上述4个海域分别采集表层沉积物,采用SEDEX方法进行了颗粒磷的形态划分和含量测定。研究结果表明：在长江口外北部缺氧区和浙江近岸泥质区的南部缺氧区,由于沉积物-水界面的还原环境可以活化铁结合态磷,使之转变为生物可以直接利用的弱吸附态无机磷,因此表现出沉积物中铁结合态磷的低值和弱吸附态无机磷的高值;前者的缺氧程度高于后者,因此其铁结合态磷的含量相应更低。杭州湾和象山港海域均受潮汐作用影响,两者沉积物中磷的分布比较均匀。象山港表层沉积物中铁结合态磷含量均较低,这可能是因为养殖活动造成的水体缺氧通过潮汐活动扩散到整个港底。象山港废弃养殖场沉积物中的碎屑磷和残余有机磷含量显著低于非养殖区,可能是由于养殖活动累积的生物沉积稀释了陆源输入的碎屑颗粒。     

厦门西港表层沉积物磷的形态与分布

本文简要地介绍了厦门西港表层沉积物中各形态的磷:总磷(TP)、有机磷(OP)、无机磷(IP)、水可溶解磷[P(sol)]、铁铝结合态磷[P(Al+Fe)]和钙结合态磷[P(Ca)]的含量与分布。结果表明,沉积物中TP的质量分数为(473～738)×10~(-6),平均值为560×10~(-6);TP中主要是IP,IP/TP值为60%,其他形态磷与总磷的比值是:P(sol)为1.5%,P(Al+Fe)为14%,P(Ca)为45%,OP为40%。     

长江口及邻近海域沉积物再悬浮对水体磷酸盐的影响的模拟研究

以长江口及邻近海域为研究区域,采用改进后的SEDEX法对沉积物中各形态磷的含量进行了分析,并通过模拟实验探讨了沉积物再悬浮对上覆水体磷酸盐浓度的影响。结果表明:碎屑磷（De-P）是沉积物磷的主要赋存形态,占总磷（TP）的50%以上;其次是可提取态有机磷（Or-P）和非活性有机磷（Re-P）;生物可利用磷（BAP）占总磷的比例约为21%,可提取态有机磷（Or-P）是生物可利用磷（BAP）的主要存在形态。沉积物再悬浮时,水体磷酸盐的浓度显著升高,说明沉积物再悬浮会引起沉积物中磷的释放;水体磷酸盐浓度升高主要源于沉积物中磷的释放,而间隙水的贡献较低。沉积物发生再悬浮时,厌氧条件相对于好氧条件,更有利于沉积物磷的释放。     

三亚湾沉积物中磷释放的初步研究

利用现场调查和室内模拟试验的结果,探讨了三亚湾表层沉积物中磷的形态与磷释放的关系以及环境条件变化对该湾沉积物中磷释放的影响。结果表明,三亚湾海水总磷(TP)中以总溶解磷(TDP)为主,总溶解磷约占总磷61%,其余形态磷约占总磷30.7%。初步计算了三亚湾沉积物 海水界面间DIP、TDP和TP的扩散通量分别为15.31、64.99和330.50μmol·(m2·d)-1。沉积物总磷(PT)中以无机结合态磷(PIN)为主,无机结合态磷约占沉积物总磷70.7%,其余形态磷约占沉积物总磷33.3%。沉积物中磷释放取决于磷的形态,总磷、有机结合态磷(POR)和无机结合态磷在沉积物磷的释放中所起的作用较大,其余形态的磷所起的作用较小。温度、盐度和pH的变化对沉积物中磷释放均产生一定的影响,相关分析表明,TDP和DIP这2种形态磷均具有相似的释放规律。     

花鸟山外海域几种形态磷在柱状沉积物中的分布及环境意义

综合运用 SEDEX化学法、ASPILA化学法和 XRF仪器分析法 ,对在东海赤潮多发区花鸟山外海域采集的柱状沉积物进行了总磷及其不同形态磷含量的系统分析。研究表明 ,总磷及其不同形态磷在沉积柱垂向上的分布有一定的变化规律。在采样深度范围内 ,总磷 (TP)、有机磷 (OP)和铁结合态磷 (Fe - P)的含量自下而上增高 ,而吸附态磷 (Ad - P)、自生钙结合态磷 (Ca- P)与碎屑态磷 (De- P)的含量向上递减。样品柱具有较均匀的粒度及矿物、化学组成 ,基本可以排除沉积物质来源和沉积环境变化对沉积物中磷含量的影响 ,而且也不能仅仅用早期成岩作用来解释磷的上述行为。不同形态磷在柱状沉积物中的分布规律 ,在一定程度上反映了近年来陆源区环境污染加剧的趋势。     

九龙江口、厦门西海域磷的生物地球化学研究——Ⅱ.表层沉积物中磷形态的分布及在再悬浮过程中的转化

本文根据１９８７年３月至１９８８年１２月九龙江口、厦门西海域调查资料、讨论表层沉积物中各种形态磷的分布特征以及在沉积与再悬浮过程中磷形态的转化。结果表明表层沉积物磷含量最高值处距悬浮颗粒物最大沉降速率处下游约５ｋｍ，磷在悬浮颗粒物上主要以颗粒态有机磷存在，在表层沉积物中主要以无机结合态磷存在，缺氧的沉积环境中可溶性磷自表层沉和只物上释放以及吸附在悬浮颗粒物上的磷的解吸作用，是该水域溶解态无机磷再生     

南黄海表层沉积磷的赋存形态及其对水体富营养化态势的影响

南黄海水体富营养化日益加剧,作为我国绿潮孕育和暴发的主要场所,其水体富营养化的形成演变机制仍未完全清楚。为解析该区沉积物中营养元素磷（P）的释放特征和对水体富营养化的潜在贡献,采用改进的连续浸取法（SEDEX）分析了表层沉积中磷的含量水平和赋存形态,探讨了其生物有效性和对水体富营养化态势的影响。研究表明：总磷（TP）平均值为514 mg/kg,处于轻度污染,以无机磷（IP）为主要赋存形态（76.39%）,有机磷（OP）次之,IP又以Ca-P为主（30.17%）。各形态磷平均贡献依次为OP>Ca-P>De-P>Fe-P>Ex-P。Ca-P和De-P属于生物不可利用磷,在沉积物中稳定性较强,在较粗粒径沉积物中含量较高。Ex-P和Fe-P易吸附于细颗粒沉积物表面,pH、温度、水体动力和氧化还原条件等是影响其吸附-释放的主要因素,南黄海海水酸化将促进Ex-P和Fe-P向海水释放,加剧海水富营养化程度。OP变化趋势显示,近岸以陆源输入为主,远岸生物过程具有重要贡献。南黄海生物有效磷（BAP:Ex-P+Fe-P+OP）平均值为240.1 mg/kg,占TP的46.4%,表明...     

藻类生长对沉积物上磷迁移转化的影响

通过模拟中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和沉积物共存体系,探究了富营养化条件下,藻类与沉积物对无机磷的吸收/吸附作用的相互影响。采用自制的金汞伏安微电极测定了藻与沉积物共存体系中溶解氧(DO)的含量变化,分析了体系中溶解氧含量变化与磷消耗速率以及沉积物中磷形态分布变化之间的关系。结果表明,在本课题研究范围内,共存的藻类与沉积物互相影响彼此对磷的消耗过程,1.0×10^4、5.0×10^4和1.0×10^5 cells/mL三种初始藻密度的中肋骨条藻(Skeletonema costatum)48 h后对磷的吸收百分比分别达54.7%、73.4%、93.8%,添加沉积物后分别降至21.3%、34.1%和51.9%;沉积物对培养基介质中的无机磷的吸附百分比为42.5%,加入三种不同藻密度的藻体后分别降至9.1%、2.8%及0.3%。高密度藻与沉积物共存体系的耗磷速率与体系DO含量呈显著负相关(p<0.05)。体系中DO浓度降低会促进沉积物中Fe-P向水体中释放,从而导致沉积物中铁结合态磷(Fe-P)含量的降低。可交换态磷(Ex-P)、有机磷(OP)和Fe-P是藻类存在时沉积物向水体中较易释放的形态。     

pH胁迫对不同规格刺参生长及免疫酶活性的影响

以大、中、小3种不同规格的刺参(Apostichopus japonicus)为对象,在pH为7.3、7.5、8.2、8.7、8.9不同环境中养殖30d,观测刺参行为、生长及溶菌酶(LZM)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性。结果显示:当pH为7.5、8.7时, 3种不同规格刺参均能正常活动、摄食、生长,未表现出异常状况;若超出此范围,刺参出现粪便细短、残饵增多、摄食量减少等现象,尤其在pH 8.9时,中规格刺参有明显棘刺收缩的现象,小规格刺参不同程度地出现身体收缩、棘刺平滑状态,而大规格刺参无明显表观不适现象。不同pH对3种规格刺参的特定生长率(SGR)有显著影响,随着pH升高或者降低,刺参SGR均逐渐下降,与对照组差异显著(P0.05),规格越小刺参受到抑制作用越大;刺参LZM、SOD、CAT活性随pH胁迫时间的延长呈现先升高后下降的趋势,在第10天时达到最高,与对照组差异显著(P0.05),至30 d胁迫结束时,在pH 7.3、8.9条件下,刺参免疫酶活性显著低于对照组(P0.05),而pH为7.5、8.7时,刺参免疫酶活性与对照差异不显著; pH胁迫对不同规格刺参非特异性免疫酶活性的影响存在差异,在相同胁迫条件下,酶活性依次为大规格中规格小规格,当pH7.3、8.9时,小中大规格分别在胁迫20 d、25 d、25 d后免疫酶活性显著低于对照组(P0.05)。研究表明, pH胁迫会对刺参生长及免疫产生明显的影响,在刺参养殖过程中, pH属关键的理化因子之一,应密切关注其变化。     

刺参-对虾复合养殖系统主要营养盐动态变化及循环过程的研究

2011年4～9月期间对养殖系统N、P营养盐含量进行连续采样分析,比较刺参单养(S池塘)和刺参-对虾复合养殖(SS池塘)2种模式养殖系统水体、沉积物、底泥营养盐的动态变化及循环过程。结果表明,水体中总氮(TN)含量为:S池塘(1.16±0.13)～(2.64±0.09)mg·L-1;SS池塘(1.24±0.08)～(2.55±0.09)mg·L-1。水体中总磷(TP)含量为:S池塘(0.03±0.01)～(0.08±0.01)mg·L-1;SS池塘(0.03±0.01)～(0.09±0.02)mg·L-1。水体中总无机氮(DIN)含量为:S池塘(0.10±0.03)～(0.32±0.05)mg·L-1;SS池塘(0.16±0.03)～(0.45±0.02)mg·L-1。3种营养盐浓度并未随着养殖活动的进行而持续升高,反而下降,说明这2种养殖模式均不会增加养殖水体营养盐负荷。2个池塘底泥的TN、TP含量从实验开始到结束均未发生显著变化(P>0.05),说明这2种养殖模式均不会增加养殖池塘底泥N、P营养盐的积累。各营养盐指标相关分析结果显示,两池塘底泥氨氮与水体氨氮呈显著负相关(P<0.05),说明氨氮在池塘底泥与水体之间存在交换作用,并且刺参和对虾的扰动作用可能促进这一交换过程。8和9月刺参处于夏眠期,SS池塘水体颗粒氮(PN)显著低于S池塘(P<0.05),水体颗粒物的沉积通量也相对增大,底泥氨氮含量显著低于S池塘(P<0.05),而水体氨氮、DIN、TN浓度均高于S池塘,说明刺参-对虾复合养殖池塘中,因混养对虾的生物沉积与扰动作用,加强了养殖系统内水体与底泥之间的偶联作用,加快了营养盐的循环过程,防止营养盐在底泥的连续积累造成的养殖环境恶化。     

刺参对筏式养殖海区生物沉积物清除作用的模拟研究

室内模拟研究了刺参(Apostichopus japonicus)(湿体质量13.94 g±2.92 g),对养殖海区生物沉积物和海带粉不同配比饵料的摄食、吸收及其生长,评价了刺参对筏式养殖海区生物沉积物的清除作用。实验共设5个饵料配比组,即纯海带(A组),25%沉积物 75%海带(B组),50%沉积物 50%海带(C组),75%沉积物 25%海带(D组)以及纯沉积物(E组)。在海水温度6-16℃条件下,刺参摄食率随沉积物含量的增加明显增大,A组与E组分别出现刺参日摄食率的最小值(0.88%/d)和最大值(9.34%/d);D组刺参日瞬时生长率和对饵料的吸收效率最高,分别为:1.67%/d和48.3%;A组刺参吸收效率虽然较高,但摄食率和瞬时生长率最低;E组刺参的吸收效率出现负值,但刺参生长效果明显。研究结果表明利用刺参清除浅海筏式养殖海区生物沉积物生态效果明显。     

草鱼不同混养模式的上覆水、间隙水及沉积物中各形态碳的分布特

设定3种草鱼(Ctenopharyngodon idellus)混养模式:草鱼、鲢和鳙混养(GSB),草鱼、鲢、鳙和凡纳滨对虾混养(GSBL),草鱼、鲢、鳙和鲤混养(GSBC)。于2013年4—9月采集不同混养池塘的上覆水和底泥样品,分析上覆水、表层间隙水及沉积物中各形态碳的含量及相关关系。研究显示:(1)不同混养池塘表层间隙水中DOC和DIC含量显著高于上覆水(P0.05),DOC和DIC含量在GSB、GSBC组中于8月出现最大值,而在GSBL组中于7月出现最大值;上覆水DOC和DIC含量在不同模式中的变化规律与表层间隙水基本一致。(2)上覆水和表层间隙水中DOC含量整体均表现为GSBCGSBLGSB,DIC含量整体均表现为GSBCGSBGSBL,各组间的DOC和DIC含量在8月的差异显著(P0.05);表层沉积物TOC和TIC含量则整体均表现为GSBGSBLGSBC,在8、9月各组间TOC差异显著(P0.05),而6、7月GSB组的TIC显著高于其它2组(P0.05)。(3)间隙水DOC、DIC和沉积物TOC、TIC垂直分布规律与养殖模式关系密切:总体而言,GSB、GSBL组仅在0~2cm变化明显;GSBC组在0~2和2~4cm均有明显变化,且2层含量在养殖中后期较接近。(4)上覆水DOC和DIC含量之间呈极显著正相关关系(P0.01);上覆水DOC与表层间隙水DOC呈极显著正相关关系(P0.01),与表层沉积物TOC也呈正相关关系,但相关性不显著;上覆水DIC与表层间隙水DIC呈显著正相关关系(P0.01),而与表层沉积物TIC呈显著负相关关系(P0.01)。间隙水及底泥中各形态碳含量的垂直分布特征主要受生物扰动作用的影响,其次是扩散作用。GSBC模式中间隙水及底泥中各形态碳含量受生物扰动作用影响最明显,GSBL模式次之。     

粤东柘林湾柱状沉积物中氮、磷的垂直分布

对柘林湾代表性水区柱状样沉积物中不同形态氮、磷的含量进行了分析,研究了其垂直分布规律及其历史演变趋势。研究结果显示,除湾西北三百门(S2站)和湾中央大规模网箱渔排养殖区中心(S6站)外,其余各测站柱状沉积物中的有机氮(TOM)、凯氏氮(TKN)及各形态磷含量基本呈现"沉降-降解-堆积"三阶段的分布特征,反映了成岩作用的结果。S2、S6测站柱状沉积物中的多项氮磷指标,在表层10 cm以深不降反升与这两测站的高污染压力和弱水体交换能力导致的污染物快速堆积有关。底栖动物对沉积物垂直方向的扰动可能是各氮磷指标在沉降和降解阶段产生波动变化的重要原因之一,但生物扰动对NH4 的垂直变化影响最大。自生磷(Au-P)与有机磷(OP)在表层以下随深度呈一定的镜像关系,与Au-P和OP在成岩过程中的相互转化有关。Au-P随深度的变化幅度比OP的大,表明磷在Au-P和OP之间的转移并不是磷再分配的唯一途径,其它形态的磷也可能参与磷的再分配,而两者在表层不呈镜像关系主要与微生物对两者的降解有关。     

九龙江口、厦门西海域磷的生物地球化学研究——Ⅱ.表层沉积物中磷形态的分布及在再悬浮过程中的转化

本文根据1987年3月至1988年12月九龙江口、厦门西海域调查资料,讨论表层沉积物中各种形态磷的分布特征以及在沉积与再悬浮过程中磷形态的转化。结果表明表层沉积物磷含量最高值处距悬浮颗粒物最大沉降速率处下游约5km。磷在悬浮颗粒物上主要以颗粒态有机磷存在,在表层沉积物中主要以无机结合态磷存在。缺氧的沉积环境中可溶性磷自表层沉积物上释放以及吸附在悬浮颗粒物上的磷的解吸作用,是该水域溶解态无机磷再生的两个主要来源。潮汐运动对磷的形态变化有影响。     

厦门湾沉积物中磷的形态特征及环境意义

2010年3月在厦门湾采集表层沉积物,应用改进的化学试剂连续分级浸取法(SEDEX)法对其中的弱吸附态磷(Ads-P)、铁结合态磷(Fe-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑态磷(De-P)和有机态磷(OP)的含量进行了分析测定,结合沉积物的环境参数,讨论了各种形态磷的地球化学行为。Ads-P、Fe-P、Ca-P、De-P、OP和总磷(TP)平均含量分别为9.80μg·g-1、148.69μg·g-1、14.07μg·g-1、136.89μg·g-1、91.97μg·g-1和401.41μg·g-1。研究表明,沉积物中的TP受陆源输入影响较小;Ads-P和Ca-P含量主要源于海区内部生物地球化学过程;De-P、OP和Fe-P主要受陆源输入影响;Ca-P、De-P和OP与重金属(Cu、Pb、Cd和As)具有化学耦合作用,在沉积过程中,可能具有相似地球化学行为。