胶州湾水生系统中Pb、Zn 的分布特征及其在生物体中的浓缩

利用在胶州湾采集的47组同站位多介质样品,进行了痕量金属Pb、Zn及其它环境因子的化学成分测试,讨论了胶州湾水-沉积物-生物系统中Pb、Zn的生物地球化学总体特征及其在各介质平面上的分布,揭示了胶州湾水-沉积物-生物系统对陆源物质输入的响应.垂向上表层沉积物是Pb、Zn组分的富集带,该系统中的生物相对于其所处水环境具有显著的富集作用,生物体中Pb、Zn生物浓缩系数分别为36、935;横向上,Pb、Zn在底层水和沉积物介质中的分布主要受控于河口,即高值区分布于胶州湾的各个主要河口区,特别是在沉积物中金属组分浓度的高值区主要集中分布于胶州湾的东部.而孔隙水中Pb、Zn的高值主要分布于水交替较弱的海域,如红岛前缘.但生物体中的痕量金属组分化学场空间分布规律与上述各介质的化学场均不吻合,亦即是生物体中痕量金属组分的浓度与其所处环境中的同名金属组分浓度无关.作者认为,生物对痕量金属组分的富集并不简单地取决于它所处环境介质中同名金属组分的总量,而存在形态上的选择性.通过回归分析揭示了孔隙水对生物体中Pb、Zn的富集贡献较大.     

黄、渤海几种溶解态痕量金属(Cu、Ni、Co、Zn)分布特征及其影响因素

海水中的痕量金属在海洋生物地球化学循环中至关重要。本研究在严格采用痕量金属洁净(trace-metalclean)采样和分析测试技术的前提下,于2016年7月采集了渤海与黄海表、底层海水水样,获得黄、渤海几种痕量金属(Cu、Ni、Co、Zn)的空间分布特征。研究结果显示,黄、渤海海水中痕量金属的空间分布具有近岸高、远岸低的特点,体现了人类活动对近岸海域的影响,而其在局部海域的分布则受到沿岸流、冷水团、沉积物再悬浮过程以及生物过程等因素的影响。Cu、Ni、Co在黄、渤海海水中的分布特征较为类似,平均浓度由高到低依次为渤海北黄海南黄海,而溶解态Zn的分布则与其他几种金属不同,在黄、渤海平均浓度类似,整体偏低,具有其特殊性。本研究测定的几种痕量金属在黄、渤海海水中的浓度较以往报道数据偏低,其中易污染的痕量金属Zn的浓度更是低近1—3个数量级,体现了痕量洁净采样和测试方法的重要性。     

东海、黄海浮游植物生物量的粒级结构及时空分布

浮游植物是海洋初级生产力的主要贡献者,初级生产过程是碳的生物地球化学循环的基础,它启动了海洋生态系统的能量流和物质流,支持着大量的渔业生产量.不仅如此,通过复杂的反馈机制,这一过程还对全球气候变化系统产生深远影响.沿岸海域只占全球海洋面积的8%,但却提供了26%的全球生物生产量和2/3到3/4的世界渔业产量.因此,许多重大的国际研究计划,如海岸带陆海相互作用(LOICZ)、全球海洋生态系统动力学研究(GLO-BEC)等,都将近海浮游植物研究作为非常重要的课题.     

河北近岸海域水生系统中痕量金属浓度分布特征及生物富集

于2006-05-07采用同站位多介质同时采样的方法获得了表层沉积物样20件,底层水20件,沉积物间隙水17件,生物样27件,系统分析了各介质中痕量金属浓度的分布特征、相关关系及生物体对痕量金属的富集状况.对于不同介质来说,表层沉积物中痕量金属浓度最高,生物体和间隙水次之,底层水最低;然而与各介质的国家标准相比较,沉积物中痕量金属浓度基本无超标,底层水中痕量金属Cu,Pb,Zn的平均浓度大大超过国家海水水质一级标准,生物体中痕量金属Zn和Cu在各类生物体内的平均浓度远远超过国家海洋生物质量一级标准,根据澳大利亚国家卫生和医学研究理事会制定的人体消费卫生标准,As和Cd的浓度则严重超过人体消费标准;各类生物对痕量金属的富集系数均大于20,最高可达10 000以上;相关分析表明,沉积物、底层水及间隙水之间均存在正相关关系(R＞0.6),生物体中多数痕量金属与其它介质中痕量金属的相关性不明显,仅元素Cu和Pb与沉积物中的Cu和Pb有相关性(R分别为0.547和-0.523,P值均小于0.05).     

秋季浙闽沿岸溶解态Cu分布特征及其影响因素

铜(Cu)是海洋浮游植物生长不可或缺的痕量金属之一,对海洋初级生产力起着关键作用。河流是海洋中Cu的重要来源,河口及边缘海对河流输入的Cu起着重要的改造作用,但目前对Cu在浙闽沿岸的生物地球化学行为尚不明确。本研究使用自动固相萃取-电感耦合等离子体联用技术对2021年11月浙闽沿岸及其邻近水域表层水的溶解态铜(dCu)浓度进行分析。结果显示,该区域dCu浓度范围为3.38～26.28 nmol·L^–1,平均浓度为11.66±5.83nmol·L^–1。在研究区域内, dCu的空间分布呈北高南低,近岸高、远岸低的特征。此外, dCu在浙闽沿岸表现出较高的保守性,其与盐度呈显著负相关关系,表明dCu在一定程度上可用于指示人为影响。相关性分析表明,浙闽沿岸及其邻近水域表层dCu的生物地球化学行为和分布可能受到陆源输入、水团输运混合、化学絮凝与吸附等过程的影响。本研究结果有助于进一步理解Cu在海洋中的生物地球化学过程,为探究该区域的生态环境变化提供科学依据。     

痕量物质的海─气相互作用

物质的海—气交换对大气和海洋中痕量元素生物地球化学造成影响。本文阐述了痕量物质的海—气相互作用的过程、机理及其长距离输送与气象学的关系．     

天然胶体中磷的含量及分布

错流超滤(Cross-flow filtration)技术在海洋学上的应用使得海洋胶体的研究日益广泛,它使胶体能够从过去由0.45μm滤膜过滤所得的所谓“溶解”相中被提取出来,独立地进行研究.研究表明[1~5],水体中普遍存在的胶体对于海洋环境中的有机物质、痕量金属和放射性核素的生物地球化学循环具有不容忽视的影响.胶体具有粒径小、比表面积大和富含有机官能团的特性,易吸附一些放射性核素、痕量金属和有机化合物,成为决定海洋中元素的存在形式和迁移过程的重要部分.因此,胶体中无机和有机组分的含量和分布的深入研究有助于进一步了解各种元素的生物地球化学循环过程.     

珠江口及近海表层沉积有机质的特征和来源

测定了珠江口及近海表层沉积物中总有机碳(TOC), 总氮(TN)及稳定碳同位素组成和几类主要有机化合物(水解氨基酸THAA、糖类TCHO、脂类lipid、酸不溶有机物AIOC), 并分析了沉积有机质及化合物的特征和来源。结果表明珠江口表层沉积有机质主要为陆源和水生混合来源, 而近海有机质主要为当地水生来源。大量的陆源高等植物(含有较多的木质素、纤维素等)输入珠江口, 使得珠江口个别站位沉积物中糖类物质含量大幅高于近海样品; 而珠江口与近海沉积物中水生来源有机质的含量相当。氨基酸和糖类占TOC的份额在浮游生物和悬浮颗粒物中分别为56%和48%, 在表层沉积物中为19%, 说明珠江口和近海的有机质从水柱到达沉积物-水界面的过程中经历了较充分的降解。珠江口样品中活性组分氨基酸和糖类占TOC的份额低于近海, 可能说明珠江口沉积有机质的降解程度高于近海。     

我国海洋生物地球化学过程研究的新突破——评《中国近海生物地球化学》

由中国科学院海洋研究所宋金明博士完成88万字的我国第一部海洋生物地球化学研究专著——《中国近海生物地球化学》已由山东科技出版社出版发行。作为国家杰出青年科学基金(No．49925614)主体成果和中国科学院知识创新重大项目(KZCXI—SW—01—08)部分成果体现的《中国近海生物地球化     

胶州湾蛤仔体中某些痕量金属含量季节变化

用测定双壳类软体动物的痕量金属含量评述水域生态系统的污染状况的方法已被广泛采用。国际上,已有许多学者以贻贝、牡蛎等双壳类软体动物作为指标生物去研究某些海区的重金属污染情况。本文以蛤仔(Ruditapes philippinarum)为实验材料,分析测定了胶州湾东岸这种双壳软体动物中痕量金属含量及其季节含量变化。以蛤仔为监测生物,符合国际上提出的作为指标生物的基本条件:(1)该生物是定居的双壳软体动物,生长面广量大,生命期在一年以上,并具有一定的抗毒性,对痕量金属的吸收积累量较大。(2)样品不必分离提取即     

痕量物质的海——气相互作用

物质的海－－气交换对大气和海洋中痕量元素生物地球化学造成影响。本文阐述了痕量物质的海－－气相互作用的过程，机理及其长距离输送与气象学的关系。     

近海海洋酸化对痕量元素在沉积物-海水界面处生物地球化学特性的影响研究

痕量元素在海洋环境中不仅能够密切参与物质循环,显著调控生命代谢,有些情况下还会对浮游及底栖生物产生抑制和毒害,是海洋系统中具有重要生物地球化学作用的“双刃剑”。工业革命以来,海洋不断吸收大气CO₂使得海水pH和碳酸根浓度持续下降,在全球范围内都出现了海洋酸化的现象。海洋酸化作为新的环境胁迫打破了痕量元素在沉积物-间隙水-上覆水中既有的平衡态势,导致痕量元素在海洋环境中的生物地球化学特性变得更加复杂和不确定。本文从痕量元素在沉积物-海水体系中的赋存形态与交换过程入手,探讨了海洋酸化条件下痕量元素在沉积物-海水体系中的扩散迁移与再平衡行为,分析了由此产生的生物毒性效应和生物可用性影响。最后,对海洋酸化与多种环境条件、多种污染物联合作用所导致的与痕量元素相关的生态效应研究进行了展望,以期为未来海洋酸化与痕量元素协同研究提供有意义的科学参考。     

纳米TiO2对菲律宾蛤仔消化腺中Cd的蓄积与生化响应的影响

随着纳米科技的发展及纳米颗粒在纺织、食品、太阳能及水处理等各行业的应用,进入水生环境的纳米颗粒对其中痕量金属的生物地球化学循环及其生物学效应的影响受到关注。本文研究了水环境中分布最广泛的纳米二氧化钛(n-TiO2)对镉(100μg·L^-1)在海洋双壳类菲律宾蛤仔体内生物利用性及生物效应的影响,通过14d的暴露实验,在环境真实浓度下研究Cd在蛤仔体内的蓄积量及毒性。暴露期间测定了蛤仔消化腺中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、丙二醛(MDA)和金属硫蛋白(MT)等生物标志物的活性或含量,同时分析了消化腺中Cd的蓄积。暴露3d后,Cd处理组及n-TiO2+Cd处理组均观测到蛤仔消化腺内Cd含量显著升高(p<0.05),并随时间延长而不断升高。各处理组SOD活性在整个暴露周期内与同期对照组相比均无显著差异。CAT(3d)和GST(7、14d)活性仅在Cd处理组出现显著升高(p<0.05)。Cd处理组在暴露结束时出现MDA含量的显著增加;n-TiO2单独及联合处理组MDA含量显著上升出现在7d后,至暴露结束时与对照组无显著差异。随暴露时间的延长,只有Cd处理组中蛤仔消化腺MT的含量呈现显著升高。结果表明,相同浓度条件下,Cd对蛤仔的亚致死毒性高于n-TiO2,而n-TiO2能够通过抑制Cd的生物积累而减轻后者对蛤仔的毒性,这种影响与n-TiO2对Cd的吸附作用有关。     

酸溶硫化物(AVS)对沉积物-孔隙水系统中二价有毒金属化学活动性的影响

本文的主要目的为,通过对具不同AVS含量的沉积物的金属加标实验和膜渗透平衡交换孔隙水采样技术,探讨孔隙水中二价有毒金属浓度对不同沉积物AVS含量的化学响应关系和沉积物-孔隙水系统中二价有毒金属在固、液两相间的地球化学分配机制,并以此揭示在AVS作用下,沉积物中二价微量金属的化学活动牲和生物可获得性.研究结果表明,用于加标实验的具不同硫化物含量的沉积物基质中,固相沉积物对镉、锌的吸收容量依AVS含量而异,如按摩尔浓度计,固相沉积物对铺或锌的吸收容量与AVS大致相等.当沉积物中与酸解硫化物同步被提取的金属铺或锌对AVS的摩尔比,[SEM]/[AVS]小于1时,孔隙水中辐或锌难于被检出;而[SEM]/[AVS]大于1时,沉积物中镉或锌开始表现出强烈的化学活动性,它们在孔隙水中的浓度开始跟随总量浓度变化而变化.[SEM]/[AVS]=1,似乎是判断缺氧海洋沉积物中二价有毒金属是否具有化学活动性的临界点.因此,AVS归一化沉积物中的二价有毒金属([SEM]/[AVS]摩尔比)被证明是一种方便直观地反映沉积物中二价有毒金属化学活动性的浓度表达方式,进而可被直接应用于金属沾污沉积物毒性或沉积物环境质量的评价.     

水生生物的辐射剂量率——Ⅲ.环境中水生生物的辐射剂量率

A.水环境和水生生物的剂量率根据在本刊上一期介绍的计算模式计算了水生环境及水生生物的剂量率。表15—29是IAEA专家小组对水环境和水生物所计算的剂量率。可以利用海水中的~(238)U,通过几何模型来计算浮游植物、浮游动物、甲壳动物、软体     

胶州湾海水痕量金属?溶解有机质分配特征及其影响因素探讨

采集胶州湾表层和底层海水样品,分析了Cu、Cr、Cd、Pb、Ni、Co等痕量金属在海水中的空间分布特征及其在不同分子量溶解有机质中的分配特征,并探讨了痕量金属?溶解有机质分配机理及浮游生物活动与盐度等环境因素对该分配过程的影响。结果表明,胶州湾海水中痕量金属呈近岸浓度较高的分布特征,在湾东北部出现高值区,Cd和Pb还分别在湾口与湾中部出现高值区。胶州湾海水中痕量金属平均有70.1%分配于低分子量(<1 kDa)组分中,其中Cu和Cd低分子量组分所占平均比例分别达79.0%与77.6%,Cr、Ni和Co稍低,分别为71.5%、67.3%及66.9%,Pb则仅为58.2%。海水中的溶解有机碳也以低分子量组分为主,所占比例平均达73.1%,且光谱特征显示低分子量溶解有机质中类腐殖质含量更高,含有丰富的羧基和羟基,金属配合能力较高,导致痕量金属多分配于低分子量溶解有机质中。高分子量溶解有机质(>1 kDa)所占比例与叶绿素a浓度呈显著正相关,表明浮游植物初级生产通过释放高分子量溶解有机质影响海水痕量金属?溶解有机质的分配过程。胶州湾湾顶盐度较低海域痕量金属高分子量组分略高,可能是生物活动及陆源输入(产生更多高分子量溶解有机质)与盐度(低盐有利于高分子量有机质的稳定性)共同作用的结果。     

Fe(OH)_3吸附Cu~(2 )与pH的关系

海洋中胶体粒子和痕量金属之间存在着相互作用［１～４］。这种作用 ,使得痕量金属结合在胶态物质上 ,从而影响着痕量金属的化学存在形态 ,降低了痕量金属如铅、铜等对海洋生物的毒性 ,并且还通过胶体粒子的絮凝作用将痕量金属从海洋中除去 ,从而影响着痕量金属的循环和变化。海洋中天然胶体组成多样 ,结构复杂。Ｄｕｋｅｒ,Ｄ．等１９９５年、Ｈｕｎｔｅｒ,Ｋ．Ａ．等１９８８年Ｆｏｘ,Ｌ．Ｅ．等１９８８年的研究表明 ,水合氢氧化铁胶体是海洋中胶体粒子的一个组成部分 ,痕量金属铜是生物生长的必要的营养元素 ,但过量的铜对生物有毒害…     

近海溶解有机氮对浮游植物生物可利用性研究进展

作为近海海洋系统中最大的氮储库,溶解有机氮(DON)是营养物质循环的一个重要环节,不仅可与溶解无机氮之间相互转化,且可被浮游植物直接利用利用,对近海富营养化形成具有重要贡献。本文综述了近海DON对浮游植物的生物可利用性研究进展,包括近海DON的主要化学组成和浓度分布、DON生物可利用性评价方法、浮游植物对DON的吸收利用特性以及DON丰度和构成对浮游植物种群演替的潜在影响等;并指出,系统研究DON在近海生态生态系统中迁移转化的动力学过程及其控制机制,确定DON构成与生物有效之间的耦合关系,是今后需要深入研究的问题。     

海水铝浓度对海链藻活性、生产力及其固碳性的影响

近年来,随着人类工业活动的增多及强淋溶性酸雨的频繁出现,大量的铝被输入到海洋中,导致海水环境中铝浓度的急剧增加.由于可溶性铝对绝大多数水生生物具有生物毒害性,其浓度的增加势必将影响到水生生物,尤其是对环境变化较为敏感的水生植物等的生命活动及其所涉及的元素地球化学循环作用.作为全球生产力的主要贡献者,硅藻提供了40％的海...     

中国近海区域古菌群落结构研究概述

古菌作为海洋微生物的重要组成部分,是海洋生态系统中物质与能量传递的重要贡献者,在全球生物地球化学循环中扮演着不可或缺的角色。虽然目前绝大多数的古菌尚未获得纯培养,但近年来分子生物学技术的发展使人们认识到古菌参与甚至主导了海洋生源要素循环的关键过程。本文介绍了目前研究海洋古菌多样性的主要手段,包括:荧光定量PCR、16S rRNA基因扩增子高通量测序、宏组学以及单细胞测序等技术,系统地阐述了中国近海不同区域(包括辽河口、黄河口、渤海、南北黄海、长江口、东海北部、珠江口以及南海区域)海水及沉积物中的古菌群落结构和多样性特征。研究表明我国近海地区的主要古菌类群为广古菌门(Euryarchaeota)、奇古菌门(Thaumarchaeota)、乌斯古菌门(Woesearchaeota)和深古菌门(Bathyarchaeota)等,其生物地理学分布主要受到环境因子和距离因素的影响,且在河口和近海海域呈现出完全不同的分布特点。在此基础上,对未来的研究方向进行展望,为全面深入了解我国边缘海生态系统中古菌群落及其参与的生物地球化学循环奠定了基础。