海洋污染及其防治

X55 200501500 改性粘土去除赤潮生物及其对养殖生物的影响/ 曹西华(中科院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室)…//环境科学/中科院生态环境研究中心.-2004,25(5).-148-152 环图X-5 研究了阳离子表面活性剂(HDTMA)对东海原甲藻的去除效果及其对日本对虾幼体的急性毒性作用,并利用该表面活性剂对天然粘土进行了有机改性。实验发现,HDTMA对东海原甲藻有较强的灭杀效果,添加粘土能显著降低HDTMA对对虾幼体的毒性效应。室内模拟实验表明,有机改性土用量为0.03g/L时对东海原甲藻的去除率为100%;对赤潮异弯藻有效抑制时的有机改性土用量为0.09g/L。同时结果显示,在有效去除东海原甲藻和赤潮异弯藻的剂量下,有机改性土对水体中的对虾幼体的存活没有明显影响,存活宰为100%。在室内实验的基础上,于2003年4 -5月在我国东海海域赤潮多发区进行了船基围     

有机改性粘土去除赤潮生物的机制研究

研究了季铵化合物改性粘土的制备条件对其去除赤潮藻效果的影响,探讨了该粘土体系高效除藻的机制.实验表明,十六烷基三甲基铵(HDTMA)可以有效地提高粘土的絮凝能力,同时HDTMA改性粘土中含有亚稳态HDTMA,增加了该改性粘土对赤潮生物的灭杀能力.改性粘土去除赤潮藻的能力与所吸附季铵化合物的杀藻能力、吸附量正相关,当老化时间延长、吸附季铵化合物稳定性增强时改性粘土除藻能力大大降低.结构不同的粘土对于吸附HDTMA的稳定化产生的空间阻力不同,在吸附量相同的情况下3层结构的蒙脱土中会有更多的亚稳态HDTMA产生;由于同离子效应,反应介质中高价金属阳离子的存在提高了亚稳态HDTMA的量,因此相应的改性粘土具有更高的赤潮藻去除能力.在60℃条件下吸附的HDTMA会更有效地占据粘土中的阳离子交换位,达到稳定态;而升高或降低温度都会有利于亚稳态HDTMA的出现,相应的改性粘土具有更高的赤潮藻去除能力.     

Gemini1231双季铵盐选择性抑制赤潮生物生长的实验

以甲藻门的东海原甲藻、塔玛亚历山大藻、裸甲藻,黄藻门的赤潮异弯藻,硅藻门的中肋骨条藻等典型赤潮生物以及绿藻门的青岛大扁藻和亚心形扁藻2种非赤潮生物为研究对象,探讨了Gemini1231双季铵盐类表面活性剂的抑藻活性.结果表明,该表面活性剂在较低浓度下(0.2～0.5 mg·L^-1时),对东海原甲藻、塔玛亚历山大藻和赤潮异湾藻等赤潮生物的生长表现出了明显的抑制作用.当该双季铵盐的浓度增至0.5 mg·L^-1以上时,对中肋骨条藻的生长也表现出了一定的抑制作用.而在相同浓度范围内,对裸甲藻和所选用的2种非赤潮生物生长的影响不明显,表现出了抑藻作用的选择性.对各海洋微藻的脂肪酸组成分析表明,该表面活性剂的选择性抑藻作用与不同海洋微藻生物膜的脂肪酸组成,尤其是其多不饱和脂肪酸的含量明显相关.     

烷基糖苷季铵盐选择性抑藻活性研究

以甲藻门的东海原甲藻、塔玛亚历山大藻、裸甲藻,黄藻门的赤潮异弯藻,硅藻门的中肋骨条藻等典型的赤潮生物以及绿藻门的青岛大扁藻和亚心形扁藻两种非赤潮生物为目标生物,探讨了烷基糖苷季铵盐(APG-131)类表面活性剂的抑藻活性。结果表明,该表面活性剂在较低的浓度范围内(0.5 mg/L),对东海原甲藻、塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻等赤潮生物的生长有明显的抑制作用。当该季铵盐的浓度增加至1.0 mg/L以上时,可完全抑制中肋骨条藻的生长,而在相同的浓度范围内,对裸甲藻和所选2种非赤潮生物生长影响不明显,表现出了抑藻作用的种属特异性。结合各海洋微藻的脂肪酸组成分析,证实了该表面活性剂选择性抑藻作用与不同海洋微藻的多不饱和脂肪酸的含量明显相关。     

不同起始数量对赤潮异弯藻和东海原甲藻种间竞争的影响

通过共培养的方法,研究了不同起始数量对赤潮异弯藻和东海原甲藻之间种间竞争的影响.结果表明:不同的接种数量对赤潮异弯藻和东海原甲藻种群竞争关系有明显的影响.在3种不同的接种比例下,赤潮异弯藻在与东海原甲藻的生长竞争中始终占优势,对东海原甲藻的生长存在抑制作用,且随着起始数量的提高,其种群竞争生长的优势愈加明显,对东海原甲藻生长的抑制作用愈加显著.东海原甲藻仅在较高的起始数量(处理I,H:P=1:4)下,对赤潮异弯藻的生长才表现出一定的抑制作用,处理Ⅱ和处理Ⅲ(H:P=1:1和H:P=4:1)对赤潮异弯藻的生长均无影响.     

有机改性膨润土对压载水入侵生物的治理研究

采用十六烷基三甲基铵(HDTMA+)改性膨润土为絮凝材料,以赤潮生物塔马亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、常见海洋微藻新月菱形藻(Nitzchia closterium),明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)为有害生物对象,通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)观察HDTMA+与膨润土的反应机制,探讨了改性膨润土对压载水中有害生物的去除效果。结果表明:HDTMA+通过离子交换和表面吸附作用与膨润土发生了有效结合,改性后的有机膨润土具有较强的去除有害生物的能力。当有机膨润土的用量为0.030 g/L时,24 h内对塔马亚历山大藻的去除率大于85%,用量为0.060 g/L,新月菱形藻的去除率接近80%,并且浓度为0.30 g/L时发光菌已无法显示发光强度,而未经改性处理的原土在相同用量下没有表现出明显的去除作用。反应温度、老化时间、HDTMA+用量以及溶液的盐度、有机膨润土粒径等条件是影响有害生物去除效率的重要因素。     

烷基多糖苷季铵盐改性粘土治理赤潮研究

研究了新型表面活性剂烷基多糖苷季铵盐在2种粘土高岭土和膨润土上的吸附行为,发现其在2种粘土上的吸附符合Langmuir吸附等温线,并且吸附速率很快,在1～2min之内就能够达到吸附平衡,经红外分析发现其可以对粘土进行有效改性.在此基础上,还研究了烷基多糖苷季铵盐对东海原甲藻、强壮前沟藻、锥状斯氏藻生长的影响以及2种有机改性粘土对赤潮藻的去除情况和絮凝动力学.结果表明,烷基多糖苷季铵盐用量分别为0～0.4 mg/L、0～0.5 mg/L、0～0.8 mg/L时,对上述3种藻的生长只是抑制作用;当浓度为0.6～1.2 mg/L、0.75～1.5 mg/L、1.2～2.4 mg/L时,就会阻碍上述3种藻的生长,并且3d之后能够使其几乎全部死亡.用其改性粘土后,在与原土相同的用量条件下可将对赤潮藻的去除率从20%左右提高到90%以上,大大降低了有效去除赤潮藻的粘土用量.其沉降动力学研究表明,粘土的种类、用量以及改性剂的用量都是影响体系沉降速率的重要因素,在实际应用中可以根据不同的情况而改变其中的某个因素以达到提高沉降速率的效果.     

杉木粉对两种赤潮藻去除的试验研究

利用船基围隔试验,探讨了杉木粉对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)两种赤潮藻的去除效果.并以斑马鱼(Brachydanio rerio)和卤虫无节幼体(Artemia sinica)为材料,对杉木粉及其有效成分杉木精油的毒性进行了测试.结果显示,杉木粉用量为76.9 mg/L时具有显著去除米氏凯伦藻的作用;浓度为38.4mg/L时可显著去除东海原甲藻.杉木粉对斑马鱼的24 h、48 h半致死浓度分别为2.8 g/L、2.4 g/L,安全浓度为0.6 g/L.利用杉木粉控制赤潮有一定的应用前景.     

玉米叶对我国几种典型赤潮藻生长的影响研究

研究了玉米叶对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chattonella marina)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)生长的影响,以期为筛选新的、无污染的、廉价高效的除藻剂提供思路,为不同的有害赤潮的治理提供参考.结果表明,玉米叶对塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻、赤潮异弯藻、东海原甲藻和球形棕囊藻生长的影响明显不同.玉米叶可显著抑制塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻和赤潮异弯藻的生长,但对东海原甲藻生长的影响不大,对球形棕囊藻的生长则有显著的促进作用.这些结果表明,玉米叶对赤潮藻生长的抑制作用存在一定的选择性,这种选择性与藻的种属与细胞结构并无明显的相关性.     

改性小麦秸秆去除赤潮异弯藻的实验研究

研究了改性小麦秸秆对赤潮异弯藻的去除作用和机制.结果表明,在与未改性秸秆相同用量(0.10 g/L)的情况下,在120 m in时,改性秸秆对赤潮异弯藻的去除率可以从10%左右提高到80%以上.为了探讨改性秸秆对赤潮异弯藻的去除机制,测定了核苷酸在260 nm时的吸光度,结果发现水体内核苷酸物质浓度增大,说明在此作用过程中,藻细胞膜结构遭到破坏,核苷酸物质由胞内释放.当改性秸秆用量为0.15 g/L时,释放核苷酸在260nm时吸光度与正常细胞的吸光度比值为1.17,此时改性秸秆对赤潮异弯藻造成的损害是不可逆的.实验发现,改性秸秆对赤潮异弯藻同时具有吸附作用和灭杀作用.当浓度较低时,改性秸秆通过吸附细胞体,或者与细胞膜结合,从而导致部分藻细胞的絮凝;而当浓度进一步增加时,改性秸秆可以破坏细胞膜的结构,导致大量膜内物质的释放,进而导致藻细胞的死亡.     

近20年福建沿海赤潮的发生特点

本文整理了2001－2019年近20年福建沿海231次赤潮事件,通过统计方法综合分析,结果表明,福建沿海赤潮的发生具有明显的时间和区域特点,赤潮主要发生在4－7月,高发期为5－6月,位置集中在宁德、福州、平潭和厦门沿海区域;主要赤潮生物种类为东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）、夜光藻（Noctiluca scintillans）、中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、角毛藻（Chaetoceros sp.）和米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）,以甲藻类赤潮为主;灾害性赤潮均为甲藻类赤潮,造成直接经济损失最多的是米氏凯伦藻赤潮。本文的研究结果可以为福建沿海赤潮的防灾、减灾工作提供一定的参考。     

新型黏土改性剂-烷基多糖苷季铵盐

研究了碳链长度不同的2种烷基多糖苷季铵盐在高岭土和膨润土上的吸附行为.结果表明,在膨润土上的吸附量大于在高岭土上,且均符合Langmuir吸附等温线.8碳链的烷基多糖苷季铵盐在2种黏土上的吸附量都明显小于12碳链的.2种不同碳链的烷基多糖苷季铵盐对东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)、强壮前沟藻(Amphidiniumcarterae)、锥状斯氏藻(Scrippsiellatrochoidea)的24h灭杀情况表明,12碳链的烷基多糖苷季铵盐在用量为1.5mg/L时,对3种赤潮藻的灭杀率达到90%,而8碳链的达到同样灭杀率需要2.4mg/L.碳链长的烷基多糖苷季铵盐对赤潮藻的灭杀率也高,改性黏土对赤潮藻的絮凝沉降作用很好的符合双曲线动力学模型.生态毒性实验发现,12碳链的烷基多糖苷季铵盐对黑褐新糠虾(Neomysisawatschensis)的48h半致死浓度为17.5mg/L,在改性黏土去除赤潮藻的过程中没有对养殖生物造成明显的毒性作用.     

赤潮防治剂对中国对虾的毒性研究

为研究赤潮防治剂对中国对虾的影响,进行了粘土、Ｃａ（ＣＩＯ）２、ＡＩＣＩ３、ＦｅＣＩ３对中国对虾的毒性实验。结果表明：（１）粘土对对虾基本无毒性;（２）Ｃａ（ＣＩＯ）２在低浓度下对对虾无毒,在高浓度下对对虾有急性和慢性毒性;（３）ＡＩＣＩ３和ＦｅＣＩ３在对虾体内有一定的积累,但其毒性效应有待于进一步分析。     

光照在东海近海东海原甲藻赤潮发生中的作用

利用船基现场培养实验和模型计算的方法,通过对东海原甲藻生长的光照效应和海水中光照最适宜生长水层的分析,研究了光照在东海近海东海原甲藻赤潮孕育和发生中的作用.结果表明,东海原甲藻生长与光照的关系可用Steele方程描述,其生长的最适光照强度(Iopt)为(38.2±3.8)W·m-2,比其它几种常见赤潮藻的Iopt(40～133 W·m-2)低,适应低光照的能力使东海原甲藻在高混浊海水中形成赤潮更具优势.东海近海光照最适宜东海原甲藻生长的水层厚度,由近岸向远岸逐渐增加,在赤潮高发区一般在5～10 m,而且位于水深3～15 m的次表层水层内.赤潮在"赤潮高发区"这个特定海域发生是水体光照和营养盐权衡的结果,而次表层光照最适的特性是导致春季次表层孕育赤潮的重要因素之一.     

龙须菜对赤潮异弯藻和海洋原甲藻的生长抑制效应

在实验室条件下,利用共培养系统,研究了龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)和海洋原甲藻(Prorocentrum micans)的生长抑制效应。结果显示,龙须菜对两赤潮藻的生长均产生抑制作用,且随着起始密度的增加,抑制作用增强。高密度龙须菜组使赤潮异弯藻在实验进行6 d后接近全部死亡,海洋原甲藻的细胞数量在实验进行6 d后呈下降趋势。然而,两赤潮藻与龙须菜之间的营养竞争对龙须菜的生长也产生了一定影响,其中海洋原甲藻的竞争作用较强,而赤潮异弯藻的竞争作用较弱。此外,龙须菜水溶性抽提液经高温煮沸后对赤潮异弯藻无抑制作用,甚至能促进其生长,而未经煮沸的抽提液对其有一定的抑制作用,但抑制作用相对鲜组织较弱。     

福建沿海近10 a赤潮基本特征分析

收集整理了自2001～2010年近10 a的福建沿海161起赤潮事件,通过统计的方法综合分析.结果表明福建沿海赤潮在时间和空间上具有以下特征:①时间分布上,赤潮主要发生在4～9月,高发期为5～6月,大部分赤潮的持续时间为2～4 d,且发生面积在50 km2以下.近年来赤潮初发期的时间提早,且其持续时间较长;②引发赤潮的生物有20种,其中硅藻类10种,甲藻类9种,原生动物类1种.引发赤潮最多的生物为东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense),其次为夜光藻(Noctilucascintillans)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和角毛藻(Chaetoceros sp.).引发赤潮的种类具有演替规律,不断有新的种类引发赤潮;③空间分布上,赤潮主要发生在宁德市沿海、福州市沿海和厦门市沿海海域.福建省平潭以北沿海海域引发赤潮的藻种主要为东海原甲藻和夜光藻,而平潭以南沿海海域引发赤潮的藻种主要为中肋骨条藻和角毛藻;④引发有毒赤潮的藻种主要为米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi),主要发生在福建平潭以北沿海海域.通过对近10 a福建沿海赤潮的全面分析,为福建省赤潮的防灾减灾和赤潮预警工作提供科学合理的依据.