南海北部水团及中尺度现象对营养盐时空分布的影响

2019年在南海北部开展了4个季节的现场调查,获取了调查海域海水温度、盐度和营养盐等环境要素的实测数据。珠江口西侧近岸海域营养盐表现出明显的季节性和区域特征,除秋季为潜在的氮限制外,冬、春、夏季均表现为磷限制,且春季最为显著,主要受冲淡水输入和陆架水入侵影响。受西南季风强弱和调查海域海底地形差异的影响,春、夏季珠江口外跨陆架断面(A断面)上升流强度大于海南岛以东跨陆架断面(B断面),且夏季营养盐浓度等值线的爬升高度和范围大于春季。黑潮水入侵稀释了陆架坡折处以外海域的营养盐浓度,冬季75～150m深水体的营养盐浓度相比夏季降低了25%以上;El Ni?o期间黑潮水入侵增强,春、秋季A断面的东沙群岛附近海域75～150m深水体的营养盐浓度比相邻站位均低20%以上。春季冷涡中心无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)、磷酸盐(PO₄^3–-P)和硅酸盐(Si O₃^2–-Si)相较于边缘区域分别升高了6.42μmol·L^–1、0.71μmol·L     

珠江口伶仃洋海域营养盐的历史变化及影响因素研究

根据2006年丰水期和枯水期对珠江口伶仃洋海域的调查资料,分析了该海域营养盐的现状,发现丰水期NO₃-N和SiO₃-Si含量呈自口门向外逐渐降低的变化,NO₂-N和PO₄-P高值区则集中在深圳附近海域,枯水期各项营养盐均呈自口门向外逐渐降低的变化。结合1990年、1998年、2001年3个年份的资料,分析了珠江口邻近海域5项营养盐(SiO₃-Si,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P)近20 a来的变化规律,并对其影响因素进行了探讨和分析。结果发现,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P含量呈现显著上升趋势,DIN/DIP呈下降趋势。NO₃-N和SiO₃-Si含量丰水期显著高于枯水期,NO₂-N和PO₄-P则相反,径流携带作用是NO₃-N和SiO₃-Si的主要来源,而径流对NO₂-N和PO₄-P则起稀释作用。另外农业施肥的影响、围填海造成的海域面积缩小以及网箱养殖业饵料的不合理投放亦是造成珠江口伶仃洋海域DIN,DIP含量上升的因素。     

象山港大黄鱼Pseudosciaena crocea网箱养殖区沉积物-水界面营养盐通量研究

2013年5月、8月和11月调查了象山港大黄鱼网箱养殖区及附近沉积物中总有机氮(TON)、总有机碳(TOC)和总磷(TP)含量,并采用实验室模拟法研究了底泥耗氧率(SOCs)和沉积物-水界面营养盐(NH⁺₄、NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄)通量。结果表明:养殖区(YZ)沉积物中的TON和TP含量显著高于距离养殖区50 m(F1)和100 m(F2)的区域(P<0.05)。底泥释放NH⁺₄到上覆水中,但是从上覆水中吸收NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄。沉积物-水界面营养盐通量表现出明显的季节性变化,在8月,NH⁺₄及PO^3-₄的释放量达到最大值。上覆水中NH⁺₄、NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄的质量浓度随着沉积物-水界面营养盐通量的变化而变化。研究表明,象山港大黄鱼养殖活动对养殖区底泥造成了一定污染,且通过影响沉积物-水界面营养盐通量影响上覆水中营养盐分布,最终给整个养殖系统造成生态负担。     

Spatiotemporal changes of biogenic elements in the Changjiang River Estuary and adjacent waters in summer over the last decade

The long-term spatiotemporal changes of surface biogenic elements in the Changjiang River Estuary and adjacent waters during the summer of 2008-2016 were analyzed in this study.The concentrations of dissolved inorganic nitrogen(DIN),soluble reactive phosphate(PO₄^3-) and silicate(SiO₃^2-) were generally stable,with a slight decrease of DIN and PO₄^3-,and a slight increase of SiO₃^2-,which mainly occurred in the e...     

台湾海峡上升流区氮、磷、硅的化学特性及输送通量估算

台湾海峡中北部海域1983～1984年、1987～1988年多次调查资料表明,夏季氮、磷、硅诸营养盐呈近岸、底层高,向上层、外海递减的分布特征,其控制因素是福建近岸上升流。该上升流区NO₃--N、PO₄3--P、SiO₃2--Si的特征值分别为2.29、0.20、2.83μmol/dm3.诸营养盐含量与温度、盐度溶解氧含量及其饱和度有明显的相关性。N/P比平均值接近于Redfield比值。PO₄3--P、NO₃--N、SiO₃2--Si垂直输送通量分别估算为23.6、223、302mg/(m2·d),是该海域夏季营养盐的主要来源,PO₄3--P和NO₃--N的输送通量平均分别大约为真光层生物生产力所需营养盐的86%和73%.     

光谱法测定海水中溶解态无机氮的研究进展

溶解态无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)主要由亚硝酸盐-氮(NO^-₂-N)、硝酸盐-氮(NO^-₃-N)和铵氮(NH⁺₄-N)组成,它们在海洋的生物地球化学循环过程中起重要作用。但人类活动向海洋输入了大量无机氮,导致一系列环境问题。为了更好地开展海洋氮循环研究和环境污染管理,需对海水中的DIN进行测定。在众多分析方法中,光谱法因其通用性好、适用范围广、所需设备简单,成为测定海水DIN的首选。本文总结了近10年来基于光谱法测定海水DIN的研究进展,包括紫外分光光度法测定NO^-₃-N、萘乙二胺分光光度法测定NO^-₂-N和NO^-₃-N、次溴酸盐氧化-分光光度法测定NH⁺₄-N、靛酚蓝分光光度法测定NH⁺₄-N...     

灌河下游营养盐浓度的季节变化及其入海通量研究

2017年2月~2019年9月在灌河下游采集水样,分析了其中各种形态营养盐的浓度以及月动态变化情况,估算了灌河的营养盐入海通量。结果表明,NO3^-和NH4⁺是溶解无机氮(DIN)的主要存在形式,其平均值分别为(74.66±45.06)、(83.67±87.22)μmol/L。NO3^-浓度与欧洲以及国内一些河流相当,NH4⁺浓度显著高于世界上其它河流。PO4^3-的平均浓度为(3.38±2.14)μmol/L,显著高于世界河流的平均水平(0.32μmol/L),与欧洲和北美地区富营养化严重的河流相当。SiO3^2-的平均浓度为(80.27±27.65)μmol/L,同国内及世界上其它河流相比,该含量处于较低水平。不同形态氮、磷浓度存在显著的季节变化,从2017—2019年它们的浓度显著降低,这主要是由于环保督察后大量畜禽养殖场的关闭或迁移使得排放入河的各形态氮、磷大量减少所致;硅浓度的年际变化不大。灌河每年约有0.61×10⁴ t的DIN和0.28×10³ t的PO3^3-进入南黄海,SiO3^2-的年输送通量约为0.60×10⁴t。     

序批式反应器改良工艺对海水养殖废水中氮和磺胺嘧啶去除及微生物群落分析

本研究利用投加磁粉和粉末活性炭的序批式反应器(Sequencing batch reactor, SBR)改良工艺处理模拟海水养殖废水,探究了污染物去除性能及微生物群落结构。与未投加磁粉和粉末活性炭的SBR比较,SBR改良工艺COD、NH⁺₄-N和NO^-₃-N的去除性能变化较小,平均去除率均保持在97.0%以上;SBR改良工艺NO^-₂-N和总无机氮(Total inorganic nitrogen, TIN)的去除率高于未投加吸附剂的SBR,SBR改良工艺的NO^-₂-N和TIN平均去除率分别保持在78.56%和90.88%以上;投加磁粉和粉末活性炭均促进了磺胺嘧啶去除,投加粉末活性炭SBR的磺胺嘧啶去除效果最好(95.88%),说明粉末活性炭是磺胺嘧啶去除的有效吸附剂。反硝化菌Pseudoalteromonas是3个SBR的优势菌属,投加磁粉时丰度最高(43.5%)。氨氧化菌(Ammonia oxidation ...     

海口湾的台风及其对海水水质的影响机制分析

海口湾受台风影响全年以7～10月为盛行时期,尤以8～10月最盛.我们于1996年台风季节前、后在海口湾海域布设了10个监测站,进行了pH,DO,COD,PO₄-P,NO₂-N,NO₃-N和SiO₃-Si的监测,分析了它们在台风前后的变化,结合台风暴流的数值计算,初步探讨了因台风引起水质变化的机制,结果表明,台风、大浪和风暴流掀起海底沉降物或促使底层高营养盐的水体与表层强烈地混合,尤其是风暴流在湾顶辐聚,强烈的流速悬浮湾顶主要由生活污水排污口附近海域受污染的沉积物,一些污染物溶解于水体,伴随着台风而来的暴雨也将陆源污染物通过南渡江搬运到海口湾,使COD,PO₄-P,NO₂-N,NO₃-N和SiO₃-Si的含量台风后高于台风前.台风大浪和风暴流强烈的水交换作用使外海高DO的海水与湾内海水进行充分的交换,又使空气中的氧充分溶解于水体,使DO在该次台风后反而比台风前高,风暴流的水交换作用也使pH值在该次台风前后没有明显变化.     

高盐环境下ANAMMOX-UASB反应器启动特性

在高盐环境下(含盐量3%)以耐高盐厌氧反硝化颗粒污泥作为接种污泥启动ANAMMOX-UASB反应器,研究其启动特性。结果表明,高盐环境下ANAMMOX-UASB启动成功仅耗时186 d,总氮(Total Nitrogen, TN)去除率在87.5%以上,NH⁺₄-N和NO^-₂-N消耗量之比(Rs)、NH⁺₄-N消耗量与NO^-₃-N生成量之比(Rp)分别为1.13和0.26。启动成功后反应器中污泥由黑色逐步变为红褐色,污泥颗粒化形态较为明显。高盐环境下ANAMMOX-UASB启动成功后污泥中Heme c含量、硝酸盐还原酶(Nitrate reductase, Nar)活性、亚硝酸盐还原酶(Nitrite reductase, Nir)活性、联氨氧化酶(Hydrazine oxidase, HZO)活性、联氨合成酶(Hydrazine synthase, HZS)活性较接种污泥的增幅分别为8.00、6.74、8.34...     

长江口及邻近海区营养盐结构与限制

通过研究长江口及邻近海域溶解无机氮(DIN=NO₃-+NO₂-+NH₄+)、磷酸盐(PO₄3-)、硅酸盐(SiO₃2-)所表征的营养盐区域结构特征及影响因素,在分析营养盐绝对限制情况的基础上,划分了潜在相对营养限制区域。结果表明,123°E以西近岸表层区域DIN/P比值全年均高于16,而Si/DIN除秋季外基本小于1,显示出长江冲淡水影响下"过量氮"的特征。春夏季河口锋面区(31°~32.5°N,122.5°~124°E)硅藻的大量生长可使DIN/P异常升高和Si/DIN异常降低。秋季研究区域北部DIN/P西低东高且Si/DIN西高东低是由于在高DIN、低PO₄3-的长江冲淡水影响下,近岸受相对低DIN、高SiO₃2-的苏北沿岸流南下入侵影响而被分割而成。冬季长江口门东北部存在的高DIN/P和低Si/DIN区则主要由于寡营养盐的黑潮水深入陆架,向东北输送的部分长江冲淡水和增强的苏北沿岸流共同作用造成DIN升高所致。利用Redfield比值进行了不同站位表层潜在相对营养限制情况的区分。近岸123°E以西受高DIN、SiO₃2-长江冲淡水影响,四季多呈现PO₄3-潜在相对限制,而在春夏季由于浮游植物的大量吸收PO₄3-,造成局部PO₄3-绝对限制及潜在相对限制。春夏季氮限(DIN潜在相对限制)一般发生在外海部分站位,但较为零散。秋季除了东南外海大部分站位外,受苏北沿岸流影响在长江口北部近岸也存在氮限。随着低DIN/P的黑潮表层水(KSW)的入侵加强,冬季外海氮限站位增多。硅限(SiO₃2-潜在相对限制)在夏季发生在赤潮高发区,而冬季南部存在较多硅限站位表明KSW中SiO₃2-相对较为缺乏。     

莱州湾海水中营养盐分布与富营养化的关系

根据2001年5月和9月2个航次莱州湾海区海水营养盐等的调查资料,分析了该海域海水中5项营养盐的分布特征及时空变化,评价了水质的富营养化状况。结果表明,溶解无机氮的平均浓度为9.80μmol/dm3,2个季节中溶解无机氮以NO3-N浓度为最高,平均为7.61μmol/dm3,占总无机氮的77.65%,是莱州湾海水中的无机氮主要形式;活性磷酸盐的平均浓度为0.48μmol/dm3,活性硅酸盐的平均浓度为11.31μmol/dm3。研究发现,莱州湾海水中溶解无机氮和活性磷酸盐浓度分别是12 a前的2.03倍和3.2倍。DIN∶P,Si∶P,Si∶DIN比值分别为69.5,34.2,1.4;因此,磷酸盐为限制因素。按照营养状态指数值,莱州湾海区湾顶近岸海域划分为富营养化区,秋季一旦水文气象等条件适宜有发生赤潮的可能。     

2017年春、夏季南黄海西部营养盐的分布特征及其与浒苔暴发的关系

基于2017年4月、5月、6月和8—9月在南黄海西部海域4个航次的现场调查,分析了春至夏季逐月的营养盐分布特征及其影响因素,初步探讨了营养盐与浒苔绿潮暴发的关系。结果表明：春至夏季苏北近岸浅水区总体呈现出高温、低盐、高营养盐的特征,且各理化要素垂向差异不明显;同时该海域表层水体中的营养盐含量自4月至5月有所下降,而后开始上升,至8—9月达到最大浓度。受长江冲淡水的影响,调查海域西南部表层存在向东北方扩展的低盐、高营养盐水体,在夏季与苏北海域向外扩展的营养盐高值区连成一体。在调查海域的中部至东北部深水区,入春后表层海水不断升温,至夏季于底层形成显著的黄海冷水团,并在其周围呈现出锋面特征;受初级生产过程和温跃层的影响,入春后该海域的上层营养盐浓度总体呈现出下降的趋势并在夏季维持了较低的水平,而底层营养盐浓度从春季至夏季有所升高且影响范围不断向西南方向扩展,至8—9月达到最大范围。苏北近岸海域丰富的营养盐为入春后大型藻类的生长和暴发提供了重要的物质基础,而且5月南黄海西部相关海域表层营养盐浓度降低与浒苔、马尾藻等大型漂浮藻类暴发对营养盐的吸收利用有关。     

高盐条件下pH对同步短程硝化反硝化脱氮性能及微生物群落的影响

本研究采用复合序批式生物膜反应器(HSBBR)处理高盐废水,考察了进水pH对反应器性能和微生物群落结构的影响。进水pH值由7.8降至6.0和5.0以及由5.0恢复到7.8,对污染物去除效能和稳定性影响较小,COD、NH⁺₄-N和总无机氮的平均去除率保持在96%、99%和91%以上。进水pH改变对NO^-₂-N积累产生明显影响,pH为7.8条件下周期内NO^-₂-N最大积累量为7.07～8.15 mg·L^-1,明显高于pH值为6.0和5.0时的值(4.81和2.23 mg·L^-1)。进水pH由5.0提升至7.8悬浮污泥和生物膜的微生物多样性均降低。进水pH为5.0时,反应器内相对丰度前三位的菌属为反硝化菌Defluviicoccus(14.7%～27.3%)和Candidatus＿Competibacter(22.7%～26.0%)及聚磷菌Candidatus＿Accumulibacter(11.8%～17.8%);p...     

广西铁山港附近海域营养盐分布及其季节变化

通过3个航次的调查,分析了2008年枯水季、丰水季和平水季广西铁山港附近海域无机氮、活性磷酸盐和活性硅酸盐的分布特征及营养盐结构特征,探讨该海域营养盐季节变化及其影响因素。结果表明,铁山港附近海域无机氮的浓度范围为1.03~44.99μmol/L,活性磷酸盐浓度为0.03~1.57μmol/L,活性硅酸盐的浓度为7.86~102.14μmol/L。高浓度的营养盐主要分布在铁山港湾内及靠岸站点,营养盐的浓度均从铁山港湾口向北海南部海域呈递减的趋势。无机氮、活性磷酸盐和活性硅酸盐显现了相近的季节变化特征,即枯水期到丰水期浓度增加之后从丰水期到平水期浓度降低。该海区无机氮主要以硝酸盐氮和氨氮占最主要比重,枯水期和丰水期以硝酸盐氮为主而平水期以氨氮为主。海区N/P和Si/P较高,表明该海区N限制减弱而P限制加重。铁山港营养盐的季节变化主要受到径流等输入的影响,浮游植物的消耗也可能是其季节变化的原因之一。     

营养盐浓度变动对菊花江蓠和细基江蓠繁枝变型生长、生化组成及生理的影响研究

在实验室条件下,对比研究了营养盐浓度变化对菊花江蓠(Gracilaria lichenoides)和细基江蓠繁枝变型(G.te-nuistipitata var. liui)的生长、生化组成和生理的影响。结果表明,不同的营养盐浓度变动对2种江蓠的生长、藻体藻红素、叶绿素a、总碳、总氮含量、硝酸还原酶以及过氧化氢酶活性影响有所不同。菊花江蓠生长在中等浓度(45μmol/L)的营养盐条件下最佳,而细基江蓠繁枝变型的生长反应则依前期环境中营养盐水平不同而有所差异。总体上看,当营养盐浓度由3μmol/L变动为45和150μmol/L时,2种江蓠藻体藻红素、叶绿素a、总碳和总氮含量以及硝酸还原酶的活性均有所提高;而当营养盐浓度由45和150μmol/L变动为3μmol/L时,2种江蓠藻体的上述指标则有所下降。营养盐浓度45和150μmol/L的相互变动对2种江蓠硝酸还原酶的活性影响不大。随着无机氮浓度的逐渐增加,过氧化氢酶的活性呈现显著下降的趋势。当营养盐浓度由3μmol/L向150μmol/L变动时,2种江蓠过氧化氢酶活性显著下降;而营养盐浓度由150μmol/L向3μmol/L变动时,过氧化氢酶活性则有所增强。综合比较表明,细基江蓠繁枝变型更容易受环境中营养盐浓度变动的影响,对环境中营养盐浓度变动的适应能力可能要低于菊花江蓠。     

长江口及邻近海域表层海水硅酸盐混合模式的初步研究

根据2006年7月—2007年12月,对长江口及邻近海域春、夏、秋和冬季4个航次的现场调查数据,对硅酸盐(SiO₃-Si)在长江口及邻近海域表层海水的混合模式及影响因素进行初步探讨。结果表明:(1)该海域表层海水SiO₃-Si浓度四季均与盐度(S)相关性较好,秋、冬季稀释模式与理论稀释线(TDL)相符,春、夏季因生物作用、悬浮颗粒物解析和沉积物再溶作用的影响,稀释模式与TDL线存在差异。(2)长江口及邻近海域S<18海域,表层海水四季SiO₃-Si浓度随温度升高略有上升,可能是由于悬浮颗粒物中SiO₃-Si的解析量和沉积物的再溶增加;pH值为7.7~7.9时,SiO₃-Si浓度基本不变,pH值为7.9~8.2时SiO₃-Si浓度随pH升高而降低,主要受物理混合作用影响;SiO₃-Si浓度与溶解氧(DO)含量无明显相关关系。(3)长江口及邻近海域S>18海域表层海水,长江口和杭州湾SiO₃-Si含量相对较高,除上述2个高硅区域外,四季在5~32 ℃温度范围内,SiO₃-Si浓度均低于20 μmol/L,且相差不大;春、夏季受生物作用和物理混合作用共同影响,秋、冬季受物理混合作用影响,pH值为7.9~8.3时SiO₃-Si浓度随pH升高逐渐降低,pH大于8.3时SiO₃-Si浓度基本不变;春、夏季主要受生物作用影响,SiO₃-Si浓度与DO含量呈负相关,秋、冬季因物理混合作用影响呈正相关。     

2018—2019年庙岛群岛海域营养盐分布及限制特征

文章依据2018 年8月、10月及2019年4月、6月庙岛群岛海域4个航次的调查资料,分析该海域不同月份DIN、PO4-P、SiO3-Si的平面分布及限制特征。结果表明：庙岛群岛海域DIN浓度范围为0.82~95.14 μmol/L,平均值为5.27 μmol/L,在2018年8月最高;PO4-P浓度范围为未检出至2.12 μmol/L,平均值为0.19 μmol/L,在2018年10月最高;SiO3-Si浓度范围为0.25~48.93 μmol/L,平均值为5.38 μmol/L,在2018年8月最高;总体而言,庙岛群岛海域夏季营养盐浓度较高,春季营养盐相对匮乏。庙岛群岛海域2018年8月、10月和2019年6月为PO4-P限制,2019年4月为SiO3-Si和PO4-P限制;PO4-P限制使海域初级生产力受到一定限制,对海水养殖业造成一定影响;SiO3-Si浓度低不利于硅藻生长,从而间接助长甲藻繁殖,因而庙岛群岛海域春季易引发赤潮。     

2008年黄海浒苔绿潮爆发区营养盐浓度化及分布特征

根据2008年7月22-26日和8月5-14日2个航次对黄海浒苔绿潮爆发区的调查数据,研究了调查海域营养盐的浓度变化和分布特征.结果表明,第2航次NH4-N的平均浓度为0.34 μmol/L,低于第J航次,第2航次NO3-N、PO4-P和SiO3-Si的平均浓度分别为4.63 μmol/L、0.39 μmol/L和6....     

香港近岸海域营养盐结构特征及其对浮游植物生长的影响

本文利用2000年3月至2001年5月在香港近岸牛尾海海域(Porter Shelter, Hong Kong)14个航次的现场调查数据, 对水体中营养盐组成结构和叶绿素a含量进行了分析研究。结果表明, 该海域表层和底层水体中溶解无机氮(DIN, 包括NO3?-N+NO2?-N, NH4+-N)平均浓度范围分别为1.24—9.72mol/L及1.30—7.49mol/L, 均表现为冬季最高、秋季最低。不同季节表层水体中PO43?-P浓度范围为0.14—0.46mol/L, 夏季平均浓度最底; 底层 PO43?-P浓度变化不大, 但夏季仍低于其他季节。不同季节表层和底层水体中SiO32?-Si的变化趋势基本相似, 平均浓度范围分别为7.80—18.47mol/L 和8.13—16.87mol/L, 均在冬季最高, 其它季节差别不大。叶绿素 a分析结果显示, 表层水体高生物量大多出现在夏末秋初季节(如8月份), 春季(4月份)次之; 底层水体叶绿素 a秋季最高, 夏季次之。进一步分析了该海域营养盐对浮游植物生长的可能限制因子, 结果表明表层水体春季呈现氮–磷协同限制的可能性、夏季磷限制较明显, 秋季表现为显著的氮限制。底层水体春、夏季呈现氮–磷协同限制的趋势, 秋季也表现为明显的氮限制。冬季磷酸盐浓度相对氮、硅的含量较低, 但各种营养盐相对于浮游植物生长的最低阈值都比较丰富, 所以, 冬季表、底层水体中营养盐对浮游植物的生长均不形成限制因素。另外, 除了夏季表层水体外, 其它季节该水域浮游植物生长受溶解无机硅限制的可能性较少。