渤海近岸水域近年生态退化状况分析

在参考近年国家海洋局和环渤海各省市公布的海洋环境公报的基础上,分析了渤海近岸水域生态系统的现状和变化趋势,及引起生态退化的主要原因,说明渤海综合环境治理的必要性和迫切性.并提出:由国家海洋主管部门牵头负责实施渤海环境和生态治理工程的合理性;渤海的治理是个科学问题,应增加科技投入和加强科技支撑能力建设;加强生态系统的模型评价和模型预报研究.     

渤海赤潮的历史、现状及其特点

论述了渤海赤潮发生的历史、现状与特点,并且较详实地阐明了渤海赤潮的时空特征与变化趋势,赤潮优势种类与时间变化趋势.结果表明,重点发生赤潮的海域为:渤海湾、莱州湾、辽东湾两部海域、辽东湾中部海域和营口鲅鱼圈附近海域;重点发生时间段为:每年的6～8月;主要的优势种类为:夜光藻、球形棕囊藻、叉角藻、红色中缢虫、中肋骨条藻等.2000年到2006年共记录到赤潮80次,累计赤潮面积约19 800 km2,年平均发生赤潮次数和面积分别是90年代年均值的4.2倍和1.6倍;而且近年来渤海赤潮的发生特点明显呈现出时间段延长、次数和面积增加、分布空间扩大、优势种类增多的发展趋势.     

桉木粉对塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense）的抑制作用及其化学基础研究

探讨了托里桉(Eucalyptus torelliana)、尾叶桉(Eucalyptus urophylla)、窿缘桉(Eucalyptus exserta)等3种桉木粉对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)生长的影响,并对其抑制赤潮藻类生长的化学基础进行了研究,以期为新除藻剂的筛选提供参考和依据.结果表明,不同桉木粉对塔玛亚历山大藻牛长的抑制作用不同.托里桉木粉的抑藻作用明显强于尾叶桉和窿缘桉.灭菌与非灭菌托里桉木粉对塔玛亚历山大藻生长的抑制作用差别不大,表明细菌等微生物并非木粉抑藻的主要原因.不同溶剂粗提物对塔玛亚历山大藻生长的抑制作用不同,丙酮一水粗提物的抑藻活性明显强于乙酸乙酯、甲醇和水粗提物.进一步将丙酮一水粗提物分成A、B、c和D等4个组分,比较不同组分的抑藻活性.结果发现,丙酮-水粗提物中D组分的抑藻作用最强.该组分浓度为3 ms/L时,3 d时对塔玛亚历山大藻的去除率可达81.06%.GC-MS分析表明,D组分中含有4-羟基-3,5,6.三甲基-4-(3-氧代-1-丁烯基).2.环己烯酮和5,6,7,7a-四氢-4,4,7a-三甲基-2(4H)-苯并呋喃酮等酮类物质.这些结果表明,托里桉木粉可显著抑制赤潮藻的生长,其中存在的酮类化感物质可能是其抑制藻类生长的主要原因.     

玉米秸秆对塔玛亚历山大藻生长的影响及化学基础研究

以塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)为材料,观察了玉米茎秆和玉米叶对塔玛亚历山大藻生长的影响,比较了灭菌、未灭菌玉米叶的抑藻活性,并对玉米叶抑制藻类生长的化学基础进行了分析,以期为筛选和发现新的高效除藻剂提供思路.结果表明,玉米秸秆能显著抑制塔玛哑历山大藻的生长,玉米叶的抑藻作用强于玉米茎秆.0.5 g/L玉米叶对密度为1.69×106个/L的塔玛亚历山大藻的生长有明显的抑制作用.灭菌、未灭菌玉米叶对塔玛亚历山大藻生长的抑制作用无明显差别,表明微生物小是玉米秸秆发挥抑藻作用的主要原因.玉米叶不同溶刺粗提物对塔玛亚历山大藻生长的抑制作用不同,石油醚、二氯甲烷空粗提物的抑藻活性明显强于乙酸乙酯和正丁醇粗提物.GC-MS分析结果显示.石油醚、二氯甲烷粗提物中主要含十八碳二烯酸、十八碳三烯酸、棕榈酸等脂肪酸类物质,提示长链脂肪酸可能是玉米秸秆抑藻的主要化学成分.     

长江口及毗邻海域水质和生态动力学模型与应用研究

为系统地实施污染控制和生态保护措施,国家环保总局从2005年起组织开展"长江口及毗邻海域碧海行动计划"调查与研究工作.评估行动计划实施效果,开展海域水质和生态动力学模型研究是十分必要的.在长江口及毗邻海域流场、盐度场、温度场和泥沙场模型的基础上建立了二维水质模型,主要模拟指标为高锰酸盐指数、氨氮、无机氮、无机磷,通过2005年夏季和秋季实测水质资料进行了模型的验证和率定,确定了污染物的综合降解参数,利用二维水质模型进行设计水文条件下33个概化排污口控制污染物的水质响应系数场的模拟计算,为海域容量计算和总量分配奠定了基础.建立了长江口及毗邻海域三维生态动力学模型,利用三维生态模型对应用水质模型计算得出的总量控制方案进行了校验模拟.结果表明实施全海区功能达标控制方案后,原赤潮易发区叶绿素浓度值显著降低,叶绿素高浓度区域面积基本消失,中高浓度区域的面积也由现状方案约1万km2减少了90%.     

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.     

大型海藻与赤潮微藻以及赤潮微藻之间的相互作用研究

研究了2种大型海藻石莼(Ulva pertusa)和江蓠(Gracilaria lemaneiformis)对2种赤潮微藻:东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)和塔玛亚历山大藻(Alexandum tamarense)生长的影响以及2种微藻之间的相互作用,结果发现:①在大藻(石莼或江蓠)-微藻(东海原甲藻或塔玛亚历山大藻)的共培养体系中,石莼和江蓠均能明显影响与其共培养的微藻的生长,石莼对微藻生长的影响强于江蓠的作用.②在东海原甲藻-塔玛亚历山大藻的双藻培养体系中,东海原甲藻的生长受到明显的抑制作用,最终被完全灭杀;体系中塔玛亚历山大藻的生长未受到明显的影响.另外,塔玛亚历山大藻的培养液滤液能明显抑制东海原甲藻的生长,但东海原甲藻滤液对塔玛亚历山大藻的生长几乎没有影响.实验室条件下模拟二者相互作用的结果显示,塔玛亚历山大藻对东海原甲藻的抑制作用是其被后者抑制作用的17倍左右.③在大藻(石莼或江蓠)-东海原甲藻-塔玛亚历山大藻的多藻培养体系中,东海原甲藻和塔玛亚历山大藻的生长变化与它们在共培养体系中的变化非常类似.半数致死时间(LT50)法的检测结果显示:多藻培养体系对东海原甲藻的联合作用是协同作用,而对塔玛亚历山大藻的作用是相加作用.     

球形棕囊藻抑藻活性化合物筛选及抑藻微球制备

首先评价了胆固醇、棕榈酸单甘油酯、玉米黄素、对羟基苯乙醇、豆甾醇、尿嘧啶核苷、亚油酸、十七烷酸、异植醇、半胱氨酸、海藻糖和二十二碳酸甲酯12种化合物对赤潮微藻球形棕囊藻生长的抑制作用，筛选到最具有抑藻剂开发前景的化合物——亚油酸。在此基础上，将亚油酸制备成微球，采用单因素实验和正交实验相结合的方式得到优化的微球制备条件：亚油酸质量浓度50μg/mL、海藻酸钠质量分数0.500%、CaCl₂质量分数1.00%、体系pH 4.0、水浴温度60℃、壳聚糖质量分数0.5%。优化条件下制备得到的亚油酸微球载药率和包封率分别为49.06%、81.76%,对球形棕囊藻的第4天生长抑制率可达52.21%。     

东海大气气溶胶中二元羧酸的分布特征及来源

大气气溶胶中的二元羧酸因其在全球气候变化中的潜在作用而受到广泛关注.利用2011年5月12日-6月6日在东海采集的气溶胶样品,分析其中水溶性二元羧酸及常量离子浓度,探讨东海气溶胶中二元羧酸的时空分布特征及来源.结果显示东海大气气溶胶中乙二酸、丙二酸和丁二酸的浓度分别为26.0～1475.5 ng·m-3、0.1 ～61.4 ng·m-3和0.1～132.4 ng·m-3,乙二酸在这3种二元羧酸中的贡献最大,为88.3％.东海气溶胶中二元羧酸浓度的昼夜变化不显著.空间分布整体呈现近海高、远海低的趋势.气团的来源和迁移路径以及气象因素影响气溶胶中二元羧酸的分布,气团来自污染较重的陆源时气溶胶中二元羧酸的浓度较高,气团来自清洁的海洋源时,二元羧酸的浓度则较低;阴雾天气时气溶胶中二元羧酸浓度相对较高,降雨发生时二元羧酸的浓度较低.二元羧酸与常量离子的相关性分析表明,自然源和人为源释放的挥发性有机物质在液相中氧化生成二元羧酸是东海大气气溶胶中二元羧酸的主要源,而汽车尾气和生物质燃烧的一次排放、海洋源以及碱性粗颗粒吸收气体二元羧酸不是主要源.液相中乙醛酸氧化形成的乙二酸和长链二元羧酸氧化形成的乙二酸对东海气溶胶中乙二酸的贡献分别为41％和59％.     

东海典型断面Chl a分布特征及影响因素

根据2011年5月~2012年2月春、夏、秋、冬4个航次东海海域的调查资料,分析了东海典型断面Chl a的分布特征、季节变化及其影响因素。结果表明:(1)东海海域Chl a的平面分布呈现出由近岸向远海递减的趋势,高值区相对集中在西部近岸海域,低浓度区域分布在东部较为开阔的远海海域。水动力条件、陆源径流的输入以及气候变化等因素是形成这种分布格局的主要原因。(2)Chl a的垂直分布受季节影响较大,春、夏两季变化幅度较秋、冬季大。(3)在季节变化上呈春季夏季秋季冬季的规律。(4)相关性分析表明,调查海域Chl a与水温的关系在夏季较为显著;与盐度的相关性趋势并不明显,与DO则在春季有着良好的相关性;与营养盐在春季呈显著正相关,说明营养盐是影响Chl a分布的主导因子。