闽江河口区沉积物中的抗生素分布特征及生态风险评价

采用固相萃取和液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)分析方法对闽江河口区域沉积物中8类54种抗生素的含量以及分布特征进行分析探讨,并利用熵值法对抗生素的生态风险进行评价。结果表明,闽江河口区域24个站点共检出6类(大环内酯类、磺胺类、喹诺酮类、氯霉素类、硝基咪唑类和苯并咪唑类)19种抗生素,总量范围在4.16~64.74 ng/g,平均值为17.35 ng/g;其中大环内酯类、喹诺酮类和硝基咪唑类抗生素检出频率达到100%。抗生素总量的空间分布情况呈闽江河口上游>北港>南港>河口下游的趋势,人口密集区生活污水和医疗废水排放是上游和北港沉积物大环内脂类和喹诺酮类抗生素含量较高的主要原因,而海水养殖过程中的直接投放可能是河口下游硝基咪唑类抗生素的主要来源;生态风险评价结果显示,大部分抗生素的生态风险值RQ<1,然而替米考星和甲硝唑在研究区域的RQ>1,具有一定的潜在风险,可能会对该区域生态环境产生负面效应。     

粉质土海底边界层动态演化过程波浪水槽实验

The objectives of this study are carried out a series of controlled large wave flume experiments using fine-grained sediment from the Huanghe River Delta, exploring the complete sequence of sediment behavior in the bottom boundary layer(BBL) during wave-induced liquefaction. The results show that:(1) The BBL in silty seabed is exposed to a progressive wave, goes through a number of different stages including compaction before liquefaction, sediment liquefaction, and compaction after liquefaction, which determines the range and thickness of BBL.(2) With the introduction of waves, first, the sediment surface has settled by an amount S(S=1–2 cm) in the course of wave loadings with an insufficient accumulation of pore water pressure. And a thin high concentration layer formed the near-bed bottom.(3) Once the liquefaction sets in, the liquefied sediment with an ‘orbital motion' and the sub-liquefied sediment form a two-layer-sediment region. The range of BBL extends downwards and stopped at a certain depth, subsequently, develops upwards with the compaction process. Meanwhile, resuspended sediments diffuse to the upper water column.(4) During the dynamics process of the BBL beneath progressive waves, the re-suspended sediment increment ranked as sediment liquefaction erosion before liquefaction compaction after liquefaction.     

潮致泥沙全沙净输运解析模式

泥沙运动作为水流和底床相互作用的纽带,是河流、河口及海岸工程研究的重要内容。在潮波作用明显的河口、海岸地区,周期性的动力作用下的泥沙运动具有往复和可逆的特征,因此研究这类水域的泥沙的净输运更具有实际的意义。基于泥沙输运和流速呈指数关系假设,建立潮流环境下的泥沙全沙净输运的解析解公式,并对该公式的计算结果和数值计算以及数学模型的结果进行了检验和验证,结果表明本研究提出的公式能较好地反应潮流环境下的泥沙净输运。由此,基于本公式采用潮流分潮调和常数可计算得到全沙净输运,并可以分析各分潮流及其相互作用与泥沙净输运的关系。研究结果显示,在受径流影响较大的半日潮河口,S2、MS4、M2三潮相互作用对全沙净输运的贡献显著高于通常的潮流不对称作用,即M2、M4的相互作用。此外,河口区域径流导致的余流对泥沙净输运的贡献不可忽略,特别是在洪季,大径流量条件下往往导致余流较大,其对泥沙净输运的贡献所占比例较大。     

浙江苍南近岸海域海床冲淤过程研究

近岸海床冲淤变化直接反映海区地貌稳定状态,由此影响海区物质迁移及水运资源可持续利用。基于此,本研究通过选择苍南海域不同时期的海图资料,基于ArcGIS平台探讨该海域多尺度海床冲淤过程,为研究区海岸港工建筑规划与评估提供理论指导。主要研究结果包括：苍南海域海床冲淤变化大致分为四个阶段,即1931—1970年大幅淤积,海床净淤积量达到169.47×10⁶m³,淤积强度为5.18 cm/a;1971—2005年海床淤积幅度减弱,海床净淤积量为12.24×10⁶m³,淤积强度为0.41 cm/a;2006—2009年海床由淤转冲,海床净冲刷量为14.70×10⁶m³,冲刷强度为3.60 cm/a;2010—2017年海床持续冲刷,海床净冲刷量为10.17×10⁶m³,冲刷强度为1.33 cm/a。除1931—1970年10 m等深线向海大幅扩张以及1971—2005年10 m等深线有部分向海扩张外,1971—2017年5 m与10 m等深线普遍向陆后退。2006—2017年,位于北关港内的2 m等深线也向陆后退。冲淤结果显示,苍南海域海床未来可能呈现弱侵蚀态势。其中,风暴潮频发导致海床经常性失稳加之长江入海泥沙的减少导致该区域泥沙补给不足,二者共同作用可能是该区域海床由淤积逐渐转为侵蚀的主导因素。     

苏北浅滩沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性

本研究通过在2017年秋冬季组织实施的2个绿潮种源调查航次,研究苏北浅滩紫菜养殖区沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性。对沉积物中的微观繁殖体的定量实验结果表明:表层泥样中绿藻微观繁殖体的丰度最高,随着深度的增加迅速降低。在9月份表层沉积物中丰度为9±2ind./g,而在11月份表层丰度达到98±25ind./g;与9月份相比, 11月份浅滩沉积物中绿藻繁殖体数量呈现出显著升高的趋势。通过对51个绿藻样品的分子鉴定发现:沉积物中存在石莼属(Ulva)、尾孢藻属(Urospora)、盘苔属(Blidingia)等大型绿藻的微观繁殖体;数量占优是石莼属繁殖体,主要包括曲浒苔(Ulva flexuosa)、浒苔(Ulva prolifera)、扁浒苔(Ulva compressa)、缘管浒苔(Ulva linza);其中曲浒苔占据的比例最高,在9和11月份分别达到80.94%和73.33%。在2个调查航次中,都从沉积物中发现了绿潮浒苔的微观繁殖体,这些微观繁殖体是绿潮浒苔在苏北浅滩种源维持的重要方式和关键阶段,也构成了黄海浒苔绿潮连年暴发的"种子库"。     

Seafloor Geomorphology and Processes on the Western Continental Margin of India based on Multibeam Acoustic Backscatter Data Analysis

An assessment of the multibeam sonar data of the central Western Continental Margins of India has been carried out to evaluate the seafloor geomorphology and processes by examining the geomorphological attributes e.g., slope, sediments, structures, etc. associated with geomorphic features. The variation in relief and the features located in the region have been mapped and interpreted collectively by utilizing several geospatial mapping tools. The backscatter strength across the area, apparently congruent with the local relief, has helped to examine the sediment movement on the seafloor. The prominent features found in the region include faults, pockmarks, mounds, submarine terraces, and submerged fossil reefs. Several areas with varying topography engender comparable fractal dimension at short scale breaks, and the probability density functions (PDFs) utilizing backscatter data depicting overlapping classes. The present study highlights how fractals and scale break parameters can be utilized to determine the seafloor processes and associated sedimentological dynamics in a complex geographical environment with strong bottom currents, seasonal upwelling, and faulted structure. The role and impact of the various geomorphic processes on the reworking of sediment movement and the overall progression of the seafloor morphology has been revealed for the first time in this part of the ocean bottom.     

Factors influencing biodeposit production by the New Zealand freshwater mussel Echyridella menziesii

Laboratory experiments on the New Zealand freshwater mussel Echyridella menziesii were used to investigate the short-term effects (7–8 days) of food type on rates of biodeposition and benthic substrate respiration. Post-feeding biodeposition rates ranged from 0.34 to 1.52?mg?g^?1?h^?1 (mean?=?0.50?mg g^?1?h^?1) and were unaffected by the addition of toxin-producing Microcystis. Addition of suspended sediment (30?mg?L^?1) visibly altered substrate composition, and increased total and inorganic biodeposit production rates by 24–33% compared to mussels fed commercial phytoplankton stock. Biodeposition rates of mussels in lake bed substrates were 38% higher than those in silica sand for identical feeding regimes, suggesting that a significant proportion of material produced in this experiment could have been derived from feeding on organic matter in the lake bed sediments. Respiration rates were higher in treatments with Microcystis but were unaffected by the presence of mussels. This laboratory study suggests that biodeposition by E. menziesii is resilient to short-term exposure to Microcystis, and highlights the ability of mussels to alter benthic substrate composition by incorporating suspended sediment into substrates.     

南海西沙永乐龙洞沉积物组成、来源及其沉积作用

南海永乐龙洞发育于永乐珊瑚礁台地,龙洞深度达300m,为世界之最。沉积物堆积在龙洞的洞壁斜坡、龙洞中部的转折平台以及洞底等部位。使用激光粒度仪、X射线粉晶衍射仪、X射线荧光光谱仪等对采自不同深度的沉积物进行了粒级、矿物物相、元素含量的研究。研究结果表明:龙洞沉积物绝大部分为钙质生物碎屑,以砂粒级碎屑为主,含砾石碎屑、粉砂碎屑,分选和磨圆差;沉积物矿物组成以文石、高镁方解石为主,含少量低镁方解石,其平均含量分别为69%、28%、3%;化学组成以Ca、Mg、Sr为主,平均含量分别为35.5%、0.9%、0.5%,含少量Si、Al、Ti、P、S等元素。该区沉积物来源包括礁坪生物碎屑和东亚季风风尘陆源物质两个方面,以礁坪来源的生物碎屑为主;龙洞沉积作用包括机械捕获作用和垂直沉降作用两种方式,而以机械捕获作用为主。     

太平洋深海沉积物来源的菌株Tenacibaculum sp.HMG1对孔雀石绿降解特性的研究

本文在太平洋深海沉积物中分离得到一株孔雀石绿降解菌株,鉴定命名为Tenacibaculum sp.HMG1。通过菌株生长实验和高效液相色谱的研究表明, HMG1菌株可以在20 mg/L的孔雀石绿中维持较快的生长速率,并且在12 h内可降解98.8%的孔雀石绿,这证明该菌株具有很高的孔雀石绿耐受能力和降解活性。通过基因组测序在HMG1菌株发现一条过氧化物酶基因可能参与了孔雀石绿的降解,随后利用原核表达获得了相应的重组蛋白。实验表明,该重组过氧化物酶具有极强的活性,可在1000 mg/L的孔雀石绿中发挥降解功能。本文利用液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术对孔雀石绿的菌株降解产物和重组酶降解产物进行鉴定,并基于鉴定结果推测了两种降解途径。结果发现两种降解方式存在共同的降解途径。此外,孔雀石绿降解条件的实验结果证明重组过氧化物酶可以在低温（20℃）、复杂的pH值（6.0–9.0）、高盐度（100 mmol/L）、金属离子和EDTA等反应条件下依旧维持很高的孔雀石绿降解活性。以上实验结果表明,HMG1菌株和重组过氧化物酶均在孔雀石绿污染生物修复方面具有很大潜力。     

光裸方格星虫增养殖对滩涂底质的影响

基于2016年春、秋两个季节的现场实验数据, 研究光裸方格星虫(Sipunculus nudus Linnaeus)滩涂增养殖对滩涂底质的影响。实验对方格星虫单养区(S组)、方格星虫-贝类混养区(P组)和无星虫对照区(C组)进行了有机质、粒径组成、氧化还原电位(ORP)等指标测定, 结果表明: 1) 秋季S组20~30cm层次有机质含量和细沙比例均显著高于春季, 而C组仅表层物质有所增加, 表明方格星虫具有较强的表层物质迁移能力, 且其迁移深度为20~30cm。2) 秋季C组各层氧化还原电位值(ORP)均无明显降低趋势, 而S组仅10~20cm层次有一定程度降低, 表明方格星虫增养殖并不会明显降低滩涂底质状况。3) P组各层有机质以及细沙含量增加, 表明皱肋文蛤的过滤沉积作用可以提高滩涂颗粒物质的积累, 且方格星虫混养会加速颗粒物质的向下迁移; P组皱肋文蛤的栖息层次(0~3cm、3~10cm) ORP明显低于S组(p<0.05), 表明高密度的皱肋文蛤代谢活动会加剧0~10cm的底质恶化。4) 方格星虫与皱肋文蛤具有生态互补作用, 在同一区域进行增养殖可以提高滩涂物质利用率及碳汇功能; 方格星虫扰动引入富氧水可以缓解皱肋文蛤栖息层次的底质。