三峡工程蓄水前后长江口水域营养盐结构及限制特征

根据2002～2004年11月对长江口及其邻近海域的调查结果,比较了三峡工程蓄水前后该海域溶解态营养盐结构以及浮游植物生长潜在的营养盐限制状况,初步分析了导致蓄水前后营养盐结构及限制状况变化的可能原因.结果表明,蓄水后口门内N∶P和Si∶P呈上升的趋势,N∶P增加了40％以上,Si∶P上升了6％,而Si∶N降低了26％.蓄水后口门外营养盐结构的变化趋势与口门内相似,但N∶P升高更为显著,与蓄水前相比增加了2倍以上,但Si∶N降低了20％.该水域浮游植物生长潜在的磷限制在三峡蓄水后增强.具有磷限制特征的样品比例从蓄水前的28.6%增加到蓄水后的70%以上,表明该海域潜在的磷限制区域有扩大的趋势.尽管蓄水后Si∶N降低显著,但未导致该水域出现潜在的硅限制.     

改性粘土去除赤潮生物及其对养殖生物的影响

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,存活率为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隔试验,比较了各种粘土的除藻效果.初步结果表明,与未经处理的原土相比较,无机改性土复合体系和有机改性土都能有效地去除东海原甲藻赤潮.     

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.     

改性粘土治理有害藻华方法对虾夷扇贝(Patinopectenyessoensis)稚贝的影响

研究了改性粘土对虾夷扇贝稚贝的急性和慢性影响,探索了改性粘土除藻过程中对虾夷扇贝稚贝的影响。96 h急性毒性实验发现,改性粘土对虾夷扇贝稚贝的半致死浓度为2.3 g/L,安全浓度为0.23 g/L,高于现场使用的浓度0.1 g/L。慢性毒性实验显示,0.1~1.0 g/L的改性粘土对虾夷扇贝稚贝的存活率、壳长和壳高略有影响,但是影响不显著。对稚贝滤食率的研究发现,加入改性粘土会影响其摄食,并且随着改性粘土浓度的增高影响越明显。模拟养殖水体爆发藻华后喷洒改性粘土的实验表明,改性粘土在有效去除藻细胞,改善水体环境的同时,还能使虾夷扇贝稚贝的存活率从22%提高到38%。另外,如采用先改性粘土治理后投放稚贝的策略,稚贝的存活率大大提高,约是对照组的3倍。本文的实验结果说明采取适当的策略和适当用量的改性粘土即可有效去除有害藻华,也对虾夷扇贝稚贝之类的养殖生物无害甚至有益,是一种极具应用前景的藻华治理技术方法。     

高岭土铝活化法制备改性粘土及其除藻机制

以焙烧高岭土为原料,通过酸-碱组合活化、原料复配、控温熟化等连续处理步骤活化高岭土中的铝制备改性粘土(MC)。采用正交试验设计对该方法进行优化,考察了制备条件对获得改性粘土除藻效果的影响规律,探讨了不同制备条件下获得改性粘土除藻效率差异的机制。结果表明,酸-碱组合活化pH值对改性粘土的除藻效率具有显著影响(P<0.05),控制碱中和后的pH£3.6获得改性粘土的除藻效率可达90%以上。通过分析改性粘土的理化特征及絮凝除藻时的絮凝体特征发现,在最佳制备条件下,高岭土矿晶中铝大量被活化,合成改性粘土的片层致密且卷曲、微表面粗糙,分散到海水中时活化单体铝(Al_a)、多羟基铝(Al_b)含量更高,粘土表面电性由负转为正,絮凝卷扫藻细胞的作用增强,因而合成改性粘土具有更高消除赤潮生物的能力。     

山东半岛蓝色经济区海域生态环境综合评价

海域生态环境评价作为承载力研究的基础,在近海生态管理中得到了广泛关注. 针对海洋生态环境研究中评价指标体系简单、标准相对单一及不利于实际应用等问题,以生态系统为研究视角构建了基于环境因子和生态响应的近海生态环境综合评价指标体系与指数计量方法,根据环境因子指数和生态响应指数在交叉判断矩阵中的位置,将近海生态环境状态分为优、良、中、差和劣5个等级,并将该方法应用于山东半岛蓝色经济区海域评价. 结果表明:研究海域整体环境因子指数为0.41~0.84(平均值为0.67),生态响应指数为0.17~0.75(平均值为0.45),综合评价等级为良,但已非常接近中等级别;其生态环境问题主要表现为溶解无机氮负荷较高、重金属和浮游动物密度负荷过低. 不同海域生态环境状态存在明显差异,25个近岸海域中等级优和良的共占60%,主要分布在山东半岛东部和西南部;海域等级为中和差的各占16%,另有8%海域等级为劣. 该评价模型与方法从生态环境整体性揭示海域存在问题,可为山东半岛蓝色经济区建设提供科学依据.      

营养盐对长江口2种主要赤潮原因藻光合色素和光合作用影响的比较研究

比较研究了不同营养条件对中肋骨条藻和东海原甲藻的光合色素含量和光合作用的影响.结果发现：①低浓度营养盐处理组培养的中肋骨条藻和东海原甲藻的叶绿素a （chlorophyll a,Chl-a）、叶绿素c （chlorophyll c,Chl-c）和总类胡萝卜素（total coloured carotenoids,TCC）含量均低于高浓度营养盐处理组;②初始N/P比值一定（16/1）的条件下, 2种藻的光合速率变化不同,对于中肋骨条藻,低浓度处理组以单位细胞表示的光合速率从第5 d开始显著低于高浓度处理组,至试验结束时, 2组的光合速率(以O₂计,下同)分别为0.031×10^-4 μmol·(cell·h)^-1和0.13×10^-4 μmol·(cell·h)^-1,以单位叶绿素a（μg）表示的光合速率与高浓度处理组之间差异不显著,分别为12.92 μmol·(μg·h)^-1和13.03 μmol·(μg·h)^-1,而对于东海原甲藻,低浓度处理组的以单位细胞和单位叶绿素a表示的光合速率均显著高于高浓度处理组;P源充足低N处理组的2种藻的单位细胞表示和以单位叶绿素a表示的光合速率均高于高N处理组;N源充足低P处理组的2种藻以单位细胞表示和以单位叶绿素a表示的光合速率低于高P处理组;2种藻的光合速率与胞内磷酸盐浓度之间存在显著正相关关系;③相同营养条件下东海原甲藻比中肋骨条藻含有更多的单位细胞光合色素含量和更高的光合速率.试验从2种藻的光合特性角度,进一步论证了东海原甲藻比中肋骨条藻更能适应营养盐浓度较低的环境.     

长江口水域富营养化特性的探索性数据分析

根据2004年2、5、8、11月长江口及邻近海域的调查结果,选择8个与富营养化有关的特征参数,包括营养盐浓度(NO^-₃、NH₊₄、PO^{３－₄、TN、TP)、化学耗氧量、叶绿素a浓度和浮游植物细胞丰度等,应用探索性数据分析方法对该海域富营养化特性进行研究.主成分分析表明,主成分1主要反映氮营养盐和有机污染状况;主成分2反映浮游植物生物量;主成分3体现磷营养盐特点.主成分1从口门内到口门外存在降低的趋势,表明氮营养盐和有机污染主要来源于长江输入.受人类排污影响,主成分1在吴淞口、石洞口和白龙港排污口附近最高.冬季口门内各站位的氮营养盐和有机污染最为严重.春夏季的3个主成分均高于秋冬季,因此春夏季富营养化更为严重.主成分1与盐度之间在秋冬季具有较好的线性关系,在一定程度上可根据盐度预测长江口海域各站位的主成分1,即氮营养盐和有机污染状况.硝酸盐、总氮、总磷和浮游植物细胞丰度等是控制长江口水域富营养化水平时空变化的主要驱动因素.}     

阴离子表面活性剂SDS和SDBS对紫贻贝生化指标的影响研究

以青岛胶州湾现场调查数据为依据,选择阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为污染物,以近海底栖生物紫贻贝为受试生物,研究了长期暴露后紫贻贝生化指标(SOD,CAT,GSH,GPx,GST,iNOS,AKP)的变化.结果表明,经过72 d不同浓度暴露后,SDBS实验组紫贻贝体内的SOD、CAT和iNOS活性均有显著下降（除CAT 0.1 mg/L组外）,GSH、GST和GPx在3.0　mg/L SDS和SDBS组较各自对照组均有显著升高.SDBS对紫贻贝生化指标影响的显著性水平大于SDS. 统计分析显示,SDBS暴露组下GST与GPx呈显著正相关关系,iNOS与SOD也表现出一定正相关,但GSH与CAT、GSH与SOD呈现显著负相关关系.此外,结果发现后闭壳肌中iNOS可能是一个具有应用前景的阴离子表面活性剂暴露生物标志物.