胶洲湾5 种海藻中的多不饱和脂肪酸与有机氯农药共摄入风险的评估研究

海藻中含有丰富的多不饱和脂肪酸(PUFA),但同时也富集一定浓度的有机氯农药,食用海藻摄入多不饱和脂肪酸的同时也会摄入这类污染物,其共摄入风险分析评估是食品安全领域必须关注的科学问题。本文以胶州湾近岸采集的条斑紫菜、坛紫菜、海带、裙带菜、龙须菜等5种常见经济海藻为研究对象,分析了其脂肪酸和有机氯农药组成情况。结果表明,这5种海藻中脂肪酸以棕榈酸、油酸、亚油酸、花生四烯酸和二十碳五烯酸(DHA)为主,n-6和n-3 PUFA的比值远小于建议值4,均有较高的营养价值;5种海藻中六六六类农药主要残留的是γ-HCH,滴滴涕类农药中P,P’-DDD、P,P’-DDT残留量较高。对PUFAs中的有效成分二十碳五烯酸(EPA)+DHA与有机氯农药污染物共摄入时对人体的益害风险进行了评估,发现对于健康成人在达到EPA+DHA摄入要求下,食用这5种海藻带来的多不饱和脂肪酸与有机氯农药污染物共摄入引起非致癌或致癌的健康风险较低。     

四种绿藻和四种褐藻脂肪酸组成的比较研究

对绿藻门和褐藻门8种大型海藻的脂肪酸组成进行了研究,发现两类海藻都有其特征脂肪酸或有几种特征脂肪酸组合做为其化学分类的标记。4种绿藻的主要脂肪酸是16:0、16:1ω7、18:4ω3、18:1ω7、18:2ω6、18:3ω3、18:1ω9,其中18:1ω7和18:3ω3的含量相对较高;4种褐藻中16:0、18:1ω9、18:2ω6、18:3ω3、18:4ω3、20:5ω3、20:4ω6的含量占绝对优势,十八碳和二十碳多不饱和脂肪酸是褐藻门脂肪酸的典型特征。另外,褐藻中含有较高含量的EPA,海带和裙带菜尤为明显。对2门类5属8株海藻所含脂肪酸进行聚类分析的结果显示海藻各门及种间的亲缘关系,表明利用静态条件下海藻脂肪酸的聚类分析结果,可在一定程度上判别海藻在分类上亲缘关系的远近,海藻脂肪酸组成的差异可以作为海藻分类的一个辅助技术手段。     

TRANSFERABLE PHOSPHORUS IN SEDIMENTS OF THE HUANGHE RIVER ESTUARY ＇S ADJACENT WATERS

Based on a new idea for research on cycling of marine biogenic elements, this study showed that only the leachable form phosphorus in natural grain sizes manne sediments constitutes the transferable phosphorous in the sediments. The transferable phosphorus content in the natural grain sizes surface sediments in the Huanghe River estuary adjacent waters ranges from 58.5-69.8 μg/g, accounting for only 9.1%-11.0% of the total phosphorus content, whereas the leachable form (“transferable” )phosphorus content in the sediment after it was totally ground into powder was found to be 454.8-529.2μg/g, accounting for 73.4%-89.1% of the total phosphorus. Analysis of the correlation between thebill,ass of benthos and the leachable form (“transferable” ) phosphorus showed that most of the leachableform (“transferable”) phosphorus in the totally ground sediment did not participate in the marine biogeo chemical cycling. Furthermore, a synchronous survey on benthos showed that the biornass of meio-and maero-benthos exhibited good positive correlation with the leachable form of phosphorus in the naturalgrain sizes sediment, but peorer correlation with the leachable form (“transferable”) phosphorus in the totally ground sediment, indicating that transferable phosphorus in marine sediment is the leachable form of phosphorus in the natural grain sizes sediments, and is not the previously known leachable form(“transferable”) phosphorus obtained from the totally ground sediment.     

Grain-size related nitrogen distribution in southern Yellow Sea surface sediments

Forty-eight surface sediments of the southern Yellow Sea are separated into three grain-size fractions. Four forms of extractable nitrogen (nitrogen in ion-exchangeable form (Nie), nitrogen in weak-acid extractable form (Nwa), nitrogen in strong-alkali extractable form (Nsa) and nitrogen in strong-oxidant form (N50))are obtained by the sequential extraction. The results show that the contents and the distributions of the extractable nitrogen in the southern Yellow Sea surface sediments are closely related to sediment grain size. The distributions ofNie, Nso and total nitrogen (TN) present positive correlations with fine particles content, while Nwa and Nsa does not have such correlation. The net contents of all the forms of nitrogen increase with sediment grain size finer.     

海洋Re、Mo和U对氧化还原环境的指示作用

氧化还原敏感微量元素 Re、Mo 和 U 主要依靠扩散作用通过沉积物—水界面,在不同氧化还原条件下的沉积物中自生富集,Re在轻度还原的次氧化沉积环境中富集,Mo在还原性更强的硫化环境中富集,而 U 具有较宽的富集沉积深度区间。Re、Mo和 U 独特的地球化学行为使其可用于指示海洋环境的氧化还原状态,其在沉积物中的自生富集程度与沉积时所处的氧化还原条件具有良好的相关性：Re、Mo 和 U 在氧化沉积环境(Re/Al<1.3×10^-7,Mo/Al<0.4×10^-4)和季节性缺氧区覆盖的沉积环境中富集程度较小,在常年性缺氧区覆盖的沉积环境(U/Al>5×10^-4,Mo/Al>5×10^-4)和硫化沉积环境(Mo/Al>5×10^-4)中富集程度较大。除依据其地球化学行为特征和相对富集程度进行定性分析之外,还可以结合元素富集系数(TM_EF<1 表示亏损,TM_EF>1 表示富集,TM_EF     

长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制与微生物调控分析

为探析长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制,本文分析了2019年夏季长江口4个站位上覆水和间隙水中总As浓度及形态的剖面变化特征,耦合氧化还原敏感元素(Fe、Mn和S)的剖面变化剖析了沉积物-水界面砷循环的Fe-Mn-S控制机制,同时结合砷相关功能基因探讨了沉积物-水界面砷迁移转化的微生物调控过程,估算了沉积物-水界面总As的扩散通量。结果表明,除A7-4站位外,长江口其他3个站位间隙水总As以As³⁺为主要存在形态,且总As浓度均在上覆水中为最低值(0.748~1.57 μg·L^-1),而在间隙水中随着深度增加而逐渐增加并在6~9 cm深度达到峰值(7.14~26.9 μg·L^-1)。间隙水总As及As³⁺浓度的剖面变化趋势与溶解态Fe²⁺、Mn²⁺相似,其均在中间层出现高值,说明沉积物Fe/Mn还原带砷的释放可能是随固相Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)的还原而转移到间隙水中的。氧化层和Fe/Mn还原带过渡区间隙水砷浓度与砷异化还原菌功能基因arrA和arsC丰度存在对应关系(除A1-3站外),说明砷异化还原菌将溶解As⁵⁺或固相As⁵⁺还原为溶解As³⁺可能是该过渡层砷迁移转化的另一重要过程。硫酸盐还原带的间隙水总As和As³⁺浓度降低,但由于间隙水的低S^2-浓度不利于砷硫化物生成,因此深层间隙水砷可能与铁硫矿物结合而被移除。底层环境氧化还原条件是影响沉积物-水界面砷迁移转化的重要因素,随底层水DO浓度的降低,砷迁移转化更倾向于微生物还原控制。长江口沉积物-水界面总As的扩散通量为1.18×10^-7~2.07×10^-7 μmol·cm^-2·s^-1,均表现为沉积物间隙水中总As向上覆水释放,即沉积物是研究区域水体总As的来源之一。     

A NEW BIOGENIC SULFIDE CHEMICAL SENSOR FOR MARINE ENVIRONMENTAL MONITORING AND SURVEY

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＢｉｏｇｅｎｉｃｓｕｌｆｉｄｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｂａｃｔｅｒｉａｌｓｕｌｆａｔｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｉｎａｎｏｘｉｃｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ,ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｉｎｃｏｎｆｉｎｉｎｇｂａｙｓ,ｐｏｌｌｕｔｅｄｅｓｔｕａｒｉｅｓａｎｄａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅａｒ ｅａｓ.Ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｉｔｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｕｓｕａｌｌｙｉｎｄｉｃａｔｅｓｗｏｒｓｅｎｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ.…     

海洋沉积物中的钒、钼、铊、镓及其环境指示意义

研究探讨沉积物中钒、钼、铊和镓的生物地球化学行为对揭示海洋环境演变机制有重要的科学意义,基于此考虑,本文系统分析总结了近年来海洋沉积物中V、Mo、Tl和Ga的地球化学特征以及与环境关系的研究进展,以期对深入开展环境敏感微量元素的海洋生物地球化学有所裨益。结果表明,由于受人为输入的影响,近海沉积物中V、Mo、Tl和Ga含量高于远海,河口高于近海;在表层沉积物中,细颗粒沉积物中V、Mo、Tl和Ga含量高于粗颗粒中的,且其含量与物源、有机质含量等沉积环境因素密切相关;在垂直分布上,随沉积物深度的增加,V、Mo、Tl和Ga含量趋于降低,表明近几十年来,随人为影响的加剧,海洋作为地球上物质的汇获得了比以前更多的V、Mo、Tl和Ga。由此可见,在水平方向上,海洋沉积物中V、Mo、Tl和Ga的丰度可表明输入物源的特性,而在柱状样中的垂直分布,则能够表征历史年代上V、Mo、Tl和Ga沉积量的差异。由于沉积物中V、Mo、Tl和Ga的性质比较稳定,它们在一定程度上可以揭示和表征海洋环境演变的讯息,追溯海洋环境演变的历史以及预测将来的发展趋向。     

海洋沉积物中氧化还原敏感元素对水体环境缺氧状况的指示作用

近年来由于人为污染水体富营养化加剧,缺氧区面积不断增大,利用沉积物中氧化还原敏感元素反演水体缺氧情况已经发展成为海洋化学领域的热点研究方向。本文详细阐述了氧化还原敏感元素的富集机制,并总结了利用沉积物中氧化还原敏感元素在不同氧化还原条件下的富集程度反映海水缺氧程度和底质氧化还原状况的一系列指标,如Re/Mo、Cd/U、Th/U、V/Sc、V/(V+Ni)值,U—Mo共变模型,δ~(98/95)Mo,多指标微/痕量元素模型以及氧化还原敏感元素-有机质共变模型等。沉积物中Re、Mo含量、Re/Mo值、自生Mo/U值、Th/U值对上层水体缺氧和氧化条件区分良好,可定量指征上层水体的缺氧情况。沉积物中Re含量近似于1 ng/g(地壳值),Mo含量1μg/g(地壳值),Re/Mo值接近0.3×10~(-3),Mo—U富集系数比为(0.1～0.3)×现代海水,Th/U值2,可指示氧化环境;Re含量在10～30 ng/g,Mo含量近似于1μg/g,Re/Mo值10×10~(-3)～30×10~(-3),Mo—U富集系数比1×现代海水,Th/U值在0～2范围内,可指示缺氧环境;Re含量30 ng/g,Mo富集达到20～40μg/g,Re/Mo值接近0.7×10~(-3)(海水中Re/Mo值),Mo—U富集系数比为(3～10)×现代海水,可指示极度缺氧的硫化环境。Mo_(EF)—U_(EF)交会对数坐标图、氧化还原敏感元素-有机质共变模型指标可定性分析上层水体的缺氧情况;V/(V+Ni)值对于次氧化沉积物指示效果不佳;Cd/U值在次缺氧条件下的变化机制复杂,还需进一步研究。生物扰动、成岩作用、人为污染、水体局限、高有机碳通量、Fe、Mn氧化物循环等因素通过影响氧化还原敏感元素在沉积物中的富集与迁移,从而影响氧化还原敏感元素指标的应用,应剔除有机质吸附与陆源输入等非自生部分的影响,结合各种指标互相印证,综合判别水体氧化还原状态。     

维持南沙珊瑚礁生态系统高生产力的新观点——拟流网理论

珊瑚礁生态系是海洋中最重要的生态系之一,一般处于热带与亚热带海域。众所周知,热带海洋的上层水由于浅部温跃层的存在,阻碍了营养物质的向上输送,从而使有机物产量和输出通量都较低,即热带海洋的上层水是一层十分贫瘠的寡营养水。但处在热带海域中的珊瑚礁确有异常高的生产力,所以人们称珊瑚礁为热带沙漠海洋中的绿洲,对被包围在贫瘠海水中的珊瑚礁如何能维持高生产力这一问题,几十年来人们进行了大量的研究(Bilger et al.,1995; Atkinson,1987; Atkinson et al.,1992;宋金明,1997),最初的结果是珊瑚礁生态系不需要外来的营养盐输入,是一个典型的自养生态系,但后来,经过科学家的反复研究结果表明,珊瑚礁生态系中的营养物质有较小的部分向外边贫瘠的海水输送。因此,为维持珊瑚礁的生产力,珊瑚礁内必定有外源的营养盐输入,基于这个出发点,人们又提出了几个维持珊瑚礁生态系高生产力的原因。本文通过对珊瑚礁生态系高生产力及其原因的系统探讨,提出了维持南沙珊瑚礁生态系高生产力一个新观点——拟流网理论,这对深入研究珊瑚礁生态系的物质循环,特别是生源要素的循环具有重要的意义。