乳山湾外海溶氧低值区细菌多样性初步研究

采用化学裂解法从乳山湾外海溶氧低值区不同溶解氧质量浓度(3.7～7.0mg.L-1)的6个站位海水样品中提取了环境DNA样品。以试剂盒纯化后的DNA样品为模板扩增其16SrRNA基因V3区,通过变性梯度凝胶电泳、分子文库构建及DNA测序对溶氧低值区海水中的细菌群落结构进行研究。结果表明,乳山湾外海溶氧低值区不同溶解氧质量浓度的6个站位底层海水样品中的细菌群落结构是相似的,它们均由隶属于Alteromonas(交替单胞菌属)、Salegentibacter(需盐杆菌属)等10个属的18种细菌组成。系统发育分析发现这些细菌分别属于α变形菌纲(2种)、γ变形菌纲(12种)和黄杆菌纲(3种)三个大类。在乳山湾外海溶氧低值区的海水样品中细菌多样性最高的类群是γ变形菌纲。     

2018年9月山东半岛东北近海海水溶解氧浓度观测研究

本文基于2018年9月28日海上观测得到的数据,分析了山东半岛东北部海域海水溶解氧浓度的空间分布特征,并探讨了温度、盐度、层结、海流和叶绿素a浓度等对海水溶解氧浓度的可能影响。结果表明：(1)海水溶解氧浓度在垂向上由表至底减小;在水平分布上则较为复杂：在25 m以浅溶解氧浓度从外海向近岸呈先增大后减小的特征,在25 m以深则从外海到近岸逐渐减小。(2)观测期间,溶解氧浓度存在三个比较明显的高值区域,分别位于近岸上层、外海上层和外海深层,并受不同因素的影响：近岸上层的高溶解氧浓度对应较高的叶绿素浓度,因此可能受浮游植物光合作用产生氧气的影响,外海上层的高溶解氧浓度可能与鲁北沿岸流输运至此的低盐高氧黄河冲淡水有关,而外海深层的高溶解氧浓度位于海水层结以下的冷水区域,可能受黄海冷水团的控制。(3)观测海域中部25 m以深水体的溶解氧浓度偏低,可能受海水层结抑制溶解氧湍流扩散和底层生物化学过程消耗氧气的共同影响。     

西港海洋牧场底层海水溶解氧浓度时变特征

利用海底有缆在线观测系统获得的连续实时观测数据,研究了2016年6月2日至10月22日期间威海市西港海洋牧场底层海水溶解氧浓度的时间变化特征,并探讨了其影响机制。结果表明,观测期间底层海水溶解氧浓度整体呈先减小后增大的变化趋势,其变化范围为2.99 mg/L至11.43 mg/L,均值约为6.65 mg/L。进一步分析表明：（1）底层海水饱和溶解氧浓度的变化并不显著,于6月出现过饱和现象;（2）海水温度是底层海水溶解氧浓度日际变化和月变化的主要影响因素;（3）7月至8月中旬,在季节性温跃层抑制垂向混合和水温升高的共同影响下,底层溶解氧浓度总体呈下降趋势;（4）日平均风速与日平均海水溶解氧浓度的相关性并不显著,但大风期间底层海水溶解氧浓度存在先升高后降低的变化特征;（5）底层海水溶解氧浓度的日变化以全日周期为主,可能主要受生物过程、垂向混合扩散和潮流输运等日变化的影响。本研究对于进一步探讨山东半岛海洋牧场区域海水溶解氧的时空分布特征及其影响机制具有重要意义。     

沙海蜇(Nemopilema nomurai)消亡过程中海水溶解氧变化的模拟研究

采用实验室模拟的方法,研究了不同海水温度、盐度、pH、N/P比下,沙海蜇消亡过程中海水溶解氧的变化特征,这对探讨水母灾害性暴发后消亡的环境影响有重要的科学意义。研究结果表明,沙海蜇的消亡可引起海水溶解氧浓度的显著降低,不同海水温度、盐度、pH、N/P比条件下沙海蜇消亡引起的海水溶解氧浓度的降低无显著差异,但与没有沙海蜇消亡时,海水溶解氧的变化相比则差异显著。沙海蜇消亡一般需要6—7天时间,在高N/P比的海水中,沙海蜇的消亡时间延长。沙海蜇的消亡造成水体的严重缺氧,水体氧饱和度低于20%,从第2天到第3天,本底海水、不同过程温度、盐度、pH条件下,消耗水体氧的量剧增,第6天达到峰值,但不同N/P比条件下,水体溶解氧的降低在第2天即可达到一个耗氧的高值,一直持续到第7天出现峰值;海水温度、盐度、pH、N/P比变化,可导致沙海蜇的消亡过程中水体氧消耗量的变化,就这四种影响因素而言,其平均最大耗氧量从大到小的顺序是:温度(23—30℃区间段)>pH(5.0—9.0区间段)>盐度(21—33区间段)>N/P比(16:1—240:1区间段),分别为39.9、39.7、38.0和35.9mg/(kg.d),相对而言,水体温度和pH对沙海蜇消亡过程中氧消耗量影响较大,水体N/P比和盐度影响较小。所以,沙海蜇消亡过程中,由于海水温度和pH的变化形成的低氧区更为严重,而且在当今富营养化(高N/P比)的近海水域中,水母的消亡高耗氧的时间加长,对海水环境造成的影响更为严重。     

威海市天鹅湖海洋牧场底层海水溶解氧浓度时间变化特征

依据威海市天鹅湖海洋牧场2016年7—10月海洋生态环境海底有缆在线观测系统的长期连续观测数据,研究了该牧场底层海水溶解氧浓度的时间变化特征,并探讨了其可能的影响因素。结果表明:观测期间海水溶解氧浓度平均值为6.65mg/L,呈先下降后上升的变化趋势,月平均值最小为6.36mg/L,出现在9月。溶解氧月浓度标准差呈先减小后增大的变化趋势,而溶解氧日浓度标准差总体变化趋势与月浓度标准差相反。底层海水基本上处于不饱和状态,月均溶解氧消耗量在观测期间逐月增大。海水温度是影响溶解氧浓度变化的主要因素。7月1日至8月24日期间,牧场海域存在季节性温跃层。7月1日至17日与8月11日至24日期间,溶解氧浓度下降可能受季节性温跃层和海水温度上升的共同影响;7月18日至8月1日期间,溶解氧浓度变化不受季节性温跃层控制。大风过程会增强表、底层海水交换,使溶解氧浓度上升。月均溶解氧浓度日变化均表现出双峰双谷的特征,与月均水深日变化对比, 7—8月0—13时无显著正相关性, 7—8月1—23时及9—10月相位变化基本一致,涨潮时海水溶解氧浓度升高,而落潮时降低,说明研究区域外海水溶解氧浓度很可能高于近岸,而潮流输运过程使得近岸海水溶解氧浓度随潮汐过程变化。     

平面光极的研制及浒苔对沉积物——海水界面溶解氧影响的模拟观测

利用油酸修饰合成了具有良好光化学稳定性,对氧不敏感,可发射520nm荧光的量子点(QDs),以八乙基卟啉铂(PtOEP)作为荧光指示剂,聚苯乙烯(PS)为包埋基质,掺杂QDs为参比光染料制备了溶解氧比率法传感膜。针对短时间内大量繁殖的浒苔造成的生态灾害现象,利用制备的平面光极在实验室内对浒苔影响下的海水—沉积物周围的溶解氧的动态变化进行了模拟观测研究,实验结果表明,高CO_2浓度下的浒苔藻体的呼吸作用要高于正常CO_2水平,而两者在光合作用带来的氧浓度的升高方面并没有显著性差异,均可升高至7mg/L以上。高温下的浒苔很快进入衰退消亡,不利于光合作用,氧最高值仅达2.3mg/L,沉降后可在沉积物—海水界面附近形成大范围无氧,局部贫氧区,改变了海底区域的溶解氧分布体系,将会对海底的生态结构和生活环境产生较大影响。     

大沽河口底层海水溶解氧浓度分析

大沽河是胶州湾入海径流量最大的河流,对其入海口海水溶解氧含量进行分析可以衡量水质的好坏,为大沽河污染治理效果提供依据。本文基于2016年11月6日—2017年6月20日期间大沽河口底层海水温度和溶解氧浓度等数据,对其底层海水溶解氧浓度的时间变化特征及影响因素进行了分析,并对水质进行了评估。结果表明,观测期间大沽河口海水溶解氧浓度以季节变化为主,秋季至冬季升高,冬季至夏季降低,其中1月平均值最高,约为11.86mg/L,6月份最低,约为6.17mg/L。影响大沽河口海水溶解氧浓度变化的主要因素是海水温度,溶解氧浓度随着温度的季节性变化而变化。在大风天气的影响下,溶解氧浓度在秋季末至春季初期出现了过饱和的现象。大沽河口底层海水溶解氧浓度受到潮汐作用的影响存在半日周期和日周期的变化特征。在观测期间大沽河口不存在溶解氧浓度低于二类水质标准的现象。     

海水中一氧化氮的极谱法测定

本文首次采用 Nafion和 Co(salen) /Nafion修饰铂电极测定海水中的 NO,对实验条件进行了选择 ,确定了最佳实验条件 ,即反应池通氮除氧 30 min,富集时间为 4min。同时用线性扫描法对海水中的 NO进行测定 ,测得海水中 NO的浓度与氧化峰电流之间有一定线性关系。对 Nafion修饰电极而言 ,线性范围 1～ 76.9μmol/L,R2 =0 .991 6,检出限为 1 μmol/L。同时对 2种方法修饰的铂电极进行了比较 ,即当 NO浓度在 1 0 -6mol/L数量级时 2种电极基本上无差别 ,而在 1 0 -7mol/L数量级时 Co(salen) /Nafion修饰电极要明显优于 Nafion修饰电极     

夏季长江口海域溶解态铁的分布及混合行为研究

本文基于2015年7月长江口的现场调查资料,分析讨论了长江河口区溶解态铁(DFe)的含量分布与混合行为及其影响因素。结果表明:长江径流携带大量的DFe入海,且口内区(Ⅰ)浓度高于混合区(Ⅱ)和外海区(Ⅲ),平均浓度分别为166.45±6.26nmol/L,14.04±8.80nmol/L和6.18±1.51nmol/L。受去除作用和海水稀释的影响,在河口区DFe的浓度下降率达到96.92%。DFe浓度与盐度的关系符合指数模型,由模型与理论稀释线估算的长江口海域DFe的理论最大去除率为97.75%,与实际测得的最大浓度下降率相近。长江冲淡水、苏北沿岸流和台湾暖流影响DFe的水平分布。受长江冲淡水影响,长江口外海域DFe浓度高达176.50nmol/L。苏北沿岸流主要影响研究区域北部的表层水,其携带的DFe浓度低于长江冲淡水。台湾暖流是导致研究区域东南部DFe浓度较低的主要原因,使得中层和底层水中浓度分别低至4.04nmol/L和4.79nmol/L。另外,在表层海水中DFe的分布受到叶绿素a、溶解有机碳和溶解氧的共同影响,DFe与叶绿素a、溶解氧呈显著负相关,与溶解有机碳呈显著正相关。     

刘公岛海洋牧场底层海水溶解氧浓度的变化特征

由于缺乏长期观测资料,前人对山东半岛邻近海域海水溶解氧的时间变化和空间分布特征的研究较少。本文基于威海刘公岛海洋牧场于2016年7月20日至2017年3月14日期间,利用生态环境实时在线观测系统获得的底层海水的温度、盐度、水深、溶解氧数据,分析了该牧场海水溶解氧浓度的时间变化特征及其影响因素,并探讨了低氧灾害发生的可能性。结果表明在观测期间,该牧场海水溶解氧浓度以季节变化为主,冬季最大、夏季最小,其中2月份平均值最高,约为10.86mg/L,8月份平均值最低,约为5.91mg/L。同时海水溶解氧浓度也存在显著的小时变化和日变化,且变化幅度于8月份最大、3月份最小。影响海水溶解氧浓度变化的主要因素是海水温度,溶解氧浓度随着温度的季节性变化而变化。夏季,水体分层会使溶解氧浓度发生大幅度的降低,大风过程对于溶解氧浓度也有一定的影响,通过打破夏季的季节性温跃层使水体发生垂向混合从而为海底提供氧气,但大风过程之后的几天会出现溶解氧浓度降低的现象。本次研究发现刘公岛海洋牧场在观测期间不存在低氧现象。     

长江口邻近海域溶解氧的时空分布及影响因素研究

基于2018年早春和夏季长江口邻近海域的调查数据,分析溶解氧(DO)的时空分布,并讨论其影响因素.结果表明,夏季DO浓度变化范围为1.58～9.37 mg/L,浮游生物光合作用产生的DO是夏季表层水体过饱和的主要因素;夏季调查海域受台湾暖流北上引起海水层化加强,同时水体富营养化导致表层生物大量繁殖所引起有机碎屑的沉降和耗氧分解作用是底层低氧区存在的主要因素.夏季在台湾暖流影响下底层水体表观耗氧量(AOU)与营养盐成正相关关系,底层有机物耗氧降解过程与营养盐的再生密切相关.早春DO浓度变化范围为7.90～10.1 mg/L,长江口外北部海域和浙江近岸海域海水混合均匀,DO浓度主要受温度控制,而台湾暖流影响区海水出现层化现象,其低DO含量也为低氧区的形成奠定了基础.     

夏季烟台—威海北部近海溶解氧浓度垂向分布的最小值

基于2020年夏季的大面航次观测数据,分析了烟台—威海北部海洋牧场及邻近海域海水溶解氧浓度垂向分布最小值（氧最小值层）的空间分布特征,并探讨了影响因素。从6月至8月,海水溶解氧浓度不断减小,垂向结构亦存在显著变化。海水溶解氧浓度垂向分布的最小值主要集中于7月的近岸海域,最小值大致从外海向近岸方向减小,其距离海底高度及与底层溶解氧浓度之差的绝对值均于双岛湾邻近海域为最大。海水溶解氧浓度垂向分布的最小值位于最强密度层结以下。但是海水溶解氧浓度垂向分布最小值的强度向北减小,而密度层结向北增大,两者的空间分布基本相反,说明密度层结抑制垂向湍流扩散可极大减少深层海水溶解氧的来源,是海水溶解氧浓度垂向分布最小值形成的必要条件,但不是主导因素。在海水溶解氧浓度垂向分布的最小值层,表观耗氧量存在垂向分布的最大值,大部分站点的pH存在垂向分布的最小值,说明局地增强、持续的生物地球化学耗氧是控制海水溶解氧浓度垂向分布最小值形成和空间分布的一个重要过程。研究结果表明氧最小值层是夏季烟台—威海北部近岸海水溶解氧垂向结构的典型特征之一。     

海洋环境影响评价中溶解氧评价方法的改进初探:以官井洋为例

2014年官井洋增养殖区溶解氧含量在4.24~8.62 mg/L之间,平均值为6.70 mg/L,在夏季形成低氧环境(5 mg/L),使得鲍鱼在养殖中受到溶解氧影响,虽影响不大(溶解氧标准指数不超过1.5),应引起重视。水温对全年溶解氧含量变化起到主要因素。海洋环境影响评价中溶解氧评价方法的改进:1)首先在《环境影响评价技术导则地面水环境》(HJ/T 2.3-1993)中饱和溶解氧含量计算公式基础上增加盐度影响因子,统一饱和溶解氧含量的计算方法;2)并针对现有评价方法存在赋值不正常以及结果无法描述实际情况等的不足,在建议修改《海水水质标准》中溶解氧的分类范围的基础上,提出新的溶解氧标准指数算法,并将取样层次内所有(或特定)生物安全生存的溶解氧浓度作为溶解氧评价标准。     

低氧胁迫对菲律宾蛤仔抗氧化酶的影响

为了研究不同低氧水平对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的影响,在实验室条件下设置溶解氧为0.5 mg/L和2.0 mg/L的低氧海水环境,以溶氧水平为7.0 mg/L的天然海水为对照组,研究了低氧胁迫对菲律宾蛤仔抗氧化酶的影响。结果表明:在低氧胁迫的时间越长的条件下,乳酸脱氢LDH和琥珀酸脱氢酶SDH的活力逐渐降低,而碱性磷酸酶AKP活力逐渐增大;对于相同的酶,对照组的酶活力高于处理组的酶活力;在溶氧DO越低的情况下,菲律宾蛤仔的死亡率越高。     

溶解氧传感器校准过程氧浓度调节方法优化研究

针对当前溶解氧传感器校准中缺乏对水体氧浓度调节方法研究的现状,本文以AADI3835溶解氧传感器为实验对象,从重现性、稳定性及实用性三方面对亚硫酸钠、纯氮/氧气和氮氧混合气体等3种常用的水体氧浓度调节方式进行了对比分析,并在溶解氧传感器校准过程中进行了实际应用。研究结果表明：3种调节方式均可有效改变水体氧浓度,但具体表...     

第三章 海水化学——第一节 海水溶解氧

海水中溶解氧含量与海水物理、化学、生物等因素有着密切的联系。其通常随海水温度和盐度升高、氧分压的下降、浮游植物光合作用的减弱、动物呼吸作用的加强及有机颗粒的氧化等而降低。而河口港湾水体的溶解氧含量除受上述诸因素的影响外,还受江河淡水的注入、潮汐运动和沿岸排污等因素的影响。本调查期间,厦门港湾水体溶解氧含量的测值在3.00—7.60ml/L之间,平均值为5.17ml/L;氧饱和度在81.4—132%之间,平均值为102%,属富氧水体。溶解氧含量和氧饱和度的高值区多出现在宝珠屿以北海域,低值区多出现在九龙江口附近。其时空变化主要受水温、大陆径流、生物活动、水体的潮汐和垂直运动等因素的影响;氧含量的周年变化受水温控制,氧饱和度的周年变化主要受生物活动的影响。     

福建三沙湾夏季海水溶解氧分布及低氧现象初探

通过2011年对福建三沙湾的水环境质量调查,结合历史资料对海水溶解氧含量和表观耗氧量(AOU)的分布变化情况进行了分析,并对造成低氧的原因进行了探讨。结果表明:三沙湾在8月存在整体性的低氧现象,除东安岛附近的广大海域溶解氧含量均低于5.00mg/L,其中部分海域溶解氧含量仅有4.22~4.23mg/L,导致湾内养殖区部分贝类出现死亡。AOU在河口及养殖区均较高,达2.50mg/L以上。湾内两个典型断面溶解氧垂直分布中,以养殖区为主的西向断面低氧程度较以航道区为主的北向断面严重。溶解氧月际变化分析表明低氧状况发生在夏季,即于6月开始9月结束,年际变化分析表明低氧现象自本世纪开始出现,近年来有所加剧。出现低氧现象的原因与湾内大规模的网箱养殖关系非常密切,此外由于三沙湾初级生产力低,产氧能力弱,使其较其他海湾更容易出现低氧现象。     

山东半岛东部近海海水溶解氧时空变化

山东半岛沿岸海域陆海相互作用强烈,有着复杂水动力环境的同时也是我国重要的渔业资源区和水产养殖区,针对其DO时空变化特征及影响机制的研究具有重要意义。本文基于2015—2017年期间的监测数据,研究了山东半岛东部近海海水溶解氧的时空变化特征,并结合实测的温度、盐度、pH数据探究其影响机制。结果表明：表、底层溶解氧的空间分布形态基本一致,水平上呈现出北高南低、外海高近岸低、湾内低于湾外的块状分布特点,垂向上表层高于底层。在监测期间内,溶解氧的季节变化规律为春季最高,夏季最低,具体表现为3月>5月>10月>8月,乳山湾等海湾处的季节波动较大;表底层溶解氧的年际变化略有不同,但均趋于稳定,靖海湾和五垒岛湾近海溶解氧的年际变化显著。表观耗氧量在整个研究阶段的均值为–0.33 mg/L,呈现出基本平衡状态,但乳山湾沿岸海域受到陆源输入有机物的显著影响,贫氧状况频发。监测期间,溶解氧与海水温度呈显著负相关,两者相关系数高达–0.95,其中成山头至石岛海域的溶解氧浓度高值区与当地的低温海水相对应;盐度对溶解氧的影响则相对较弱;有机污染物的聚集常造成乳山湾近岸海域的pH异常,其大量耗氧是导致当地为溶解氧浓度低值区的重要原因。     

不同盐度条件下亚硝酸态氮与非离子氨对花鲈幼鱼的毒性实验

在水温为25～31℃、p H 7.70~8.17、溶解氧≥5.0mg/L、自然光照的条件下,作者采用半静水法研究了亚硝酸态氮与非离子氨在不同盐度条件下对花鲈(Lateolabrax maculatus)幼鱼(50.33 g±4.35 g)的急性毒性、半致死量浓度、安全质量浓度及不同盐度条件下氨氮胁迫对花鲈幼鱼耗氧率与排氨率的影响。结果表明,花鲈幼鱼在盐度0、10、20时,亚硝酸盐安全浓度分别为16.357、52.540、58.622 mg/L,总氨氮安全浓度分别为0.794、4.625、5.163 mg/L,非离子氨安全浓度分别为0.584、2.313、1.951 mg/L。实验结果说明,盐度和氨氮联合胁迫对花鲈幼鱼的耗氧率、排氨率有显著影响,盐度10时耗氧率和排氨率最低。     

乳山湾邻近海域低氧现象及成因浅析

根据2009-06-2009-09及2010-05-2010-06在乳山湾及其毗邻海域的综合调查,分析了该海域溶解氧的变化,初步探讨了影响溶解氧变化及底层低氧形成的原因。结果表明,夏季乳山湾邻近海域存在季节性低溶解氧区,溶解氧在6,7月份相对较高,而在8,9月份相对较低,最低值出现在8月份,为3.21mg/L(饱和度为35.5%),表观耗氧量为5.82mg/L。乳山湾外邻近水域溶解氧略高于湾口和湾内。底层溶解氧水平受到潮汐的影响,具有较大的周日波动性,变化范围介于3.74～8.26mg/L;在落潮时质量浓度降低而在涨潮时质量浓度升高。在这一区域存在较为强烈的温、盐跃层,从而限制了表、底层溶解氧的交换,而COD质量浓度的升高为这一区域的耗氧过程提供了一定的物质基础。潮汐、黄海冷水团的顶托作用、有机物质在底层水域的氧化作用以及底泥耗氧过程导致底层溶解氧的亏损。