唐岛湾网箱养殖区沉积物-水界面溶解无机氮的扩散通量

2004-08～2005-05分4个航次对唐岛湾网箱养殖区的10个站的沉积物间隙水和上覆水中的溶解无机氮营养盐（NH⁺₄-Ｎ、NO^-₃-Ｎ、NO^-₂-Ｎ）进行了现场调查, 并使用Fick第一定理对该海区沉积物-水界面溶解无机氮的扩散通量进行了估算.结果表明,网箱养殖区的上覆水和沉积物间隙水中溶解无机氮均以NO^-₃-Ｎ为主,分别占溶解无机氮总量的73.34%和61.45%;上覆水中溶解无机氮（DIN）和NO^-₃-Ｎ含量的季节变化趋势一致,在2004-10达到峰值,NH⁺₄-Ｎ的季节变化稍有不同;间隙水中溶解无机氮（DIN）和NO^-₃-Ｎ、NH⁺₄-Ｎ的变化趋势一致,表现为从5月份到8月份含量逐渐增加,到10月份达到最大,然后到次年2月份又减少;上覆水和间隙水中NO^-₂-Ｎ的含量随养殖进程表现为一个逐步积累的过程.NH⁺₄-Ｎ、NO^-₃-Ｎ和NO^-₂-Ｎ在沉积物-海水界面上的扩散通量分别为5.46、-5.04、8.71 μmol/（m²·d）,NO^-₂-Ｎ的扩散释放对唐岛湾网箱养殖区的水环境质量影响较大.     

宁波南沙港网箱养殖水域营养状况评价及生物修复策略

根据2007年1月-2007年11月4个航次对宁波南沙港网箱养殖水域水体营养盐（NO2--N、NO3--N、NH 4＋-N和PO34--P）含量的监测结果,利用营养指数E法对水体的富营养化状态进行了评价。根据网箱养殖系统物质平衡方程和现场调查实验数据,估算了南沙港网箱养殖水域的氮磷污染负荷,以溶解态氮作为平衡指标,估算了鱼藻类合理的配比模式。结果表明,南沙港水体中NO2--N、NO3--N、NH4＋-N、PO4-P含量年变化范围分别为0.26μmol/L～4.86μmol/L,33.93μmol/L～82.86μmol/L,0.59μmol/L～7.86μmol/L,1.47μmol/L～2.97μmol/L,不同养殖区之间营养盐含量差异不显著（p〈0.05）;营养指数E值年变化范围介于2.41～15.99之间,表明该港水体处于重度富营养化状态;养殖区N/P值的年平均值为32.95,表明南沙港海区是一个氮过剩的养殖系统。南沙港网箱养殖水域氮、磷的负荷量分别为70.43 t/a和5.96 t/a,其中溶解态氮、磷负荷量分别为49.3 t/a和2.38 t/a;南沙港的藻类养殖面积需要在现有基础上再扩大0.44倍,达到107.52 ha,才可以与网箱养殖系统的氮磷污染负荷构成平衡;网箱养殖个数与藻类养殖面积（ha）的合理配比约为1∶0.027。     

海水鱼类网箱养殖的环境效应及多营养层次的综合养殖

海水鱼类网箱养殖是世界主要渔业国家(如挪威、日本等)广泛开展的一种高密度、集约化的养鱼方式,这种养殖方式在给广大从业者带来巨大经济、社会效益的同时,对环境也造成了不可忽视的负面影响。开展多营养层次的综合养殖(IMTA)是缓解这一环境压力的有效途径,鱼类养殖过程中释放出的二氧化碳、氮、磷等物质,由无机提取单元(大型藻类)来吸收,粪便和残饵等微小颗粒则成为有机提取单元(滤食性贝类)的饵料,较大的颗粒物质沉到海底后,可以为腐食性单元(海参等)提供食物,通过这种养殖模式,最大限度地实现系统内营养物质的高效利用,在减轻养殖对环境压力的同时,使系统具有较高的容纳量和食物产出能力。     

桑沟湾溶解态铁的分布、季节变化及影响因素

采用催化动力学分光光度法对2011年4月、8月、10月和2012年1月桑沟湾溶解态铁（dissolved iron,DFe）的含量进行了测定。结果表明,桑沟湾4个季节DFe的平均值分别为3.8 ±0.7 nmol/L、3.3 ±1.8 nmol/L、2.6 ±1.0 nmol/L、1.8 ±0.6 nmol/L,存在明显的季节变化（t-test,p < 0.05,n=19）。桑沟湾DFe的平面分布主要呈现出河口和近岸浓度较高,随离岸距离的增加浓度逐渐降低的变化趋势。通过对桑沟湾周边河流、地下水DFe含量的分析及箱式模型的计算,结果表明桑沟湾海域DFe的主要来源包括河流、地下水的输入和大气沉降等;而其主要的汇为向黄海的输出以及养殖生物的吸收利用。DFe在桑沟湾的存留时间与大洋相比明显降低,可能与特殊的水文环境与养殖生物的吸收利用有关。     

南沙港网箱养殖水域沉积环境质量评价

2007-01至2007-11分4个航次对宁波南沙港网箱养殖区沉积物环境质量状况进行了现场调查,利用MOM—B系统的三个子集参数对沉积环境质量进行了评价。结果表明：子集1得出2007-01的平均分数小于0．5,而-2007—04、2007—07以及2007—11的平均分数均大于0．5;子集2得出4个季节沉积物的pH和氧化还原电位变化范围分别为7．15—8．33和-197．5m～-105my;子集3得出4个航次得到的平均分数介于4和10之间;综合3个子集的结果来看,南沙港网箱养殖区沉积物环境质量状况冬季为2级,春季、夏季和秋季均属于4级严重污染状态。     

桑沟湾养殖水域表层沉积物对磷酸盐的吸附特征

在室内模拟扰动条件下,研究了桑沟湾养殖水域表层沉积物对磷酸盐的吸附动力学及其吸附等温线,探讨了磷酸盐的吸附-解吸平衡质量浓度以及沉积物的源汇角色.结果表明,沉积物对磷酸盐的吸附主要发生在0～0.5 h,吸附平衡时间约为6 h,吸附动力学方程符合修正的Elovich模型,回归方程为： Q =85.536+35.512 ln t （r²=0.960 2）;低浓度条件下沉积物对磷酸盐的吸附等温线呈线性,线性方程为： Q =265.04 c _e-7.46（ Ｒ ²=0.965）,高浓度条件下沉积物对磷酸盐的吸附等温线符合Langmuir模型（ Ｒ ²=0.989）;沉积物中本底吸附态磷为7.46 μg/g,对磷的最大吸附量 Ｑ _max为769.23 μg/g;沉积物对磷酸盐的吸附-解吸平衡质量浓度EPC₀为0.028 mg/L,结合该区域水体磷酸盐含量情况,初步推断该区域的沉积物大多数时间充当的是磷源的角色.     

桑沟湾溶解态无机砷的分布、季节变化及影响因素

作为一种化学形态有变的有毒类金属元素,砷在水环境中的生物地球化学行为被越来越多的学者所重视.利用氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)对2011年4月、8月、10月和2012年1月航次桑沟湾总溶解态无机砷(TDIAs,[TDIAs]=[As5+]+[As3+])和亚砷酸盐(As3+)的含量进行了测定.结果表明,4个航次中TDIAs的浓度范围分别为3.4~12.4、8.9~16.9、14.7~21.3和13.8~21.9 nmol·L-1,As3+的浓度范围分别为0.3~2.1、0.4~3.8、1.8~4.0和0.3~2.9 nmol·L-1.春、夏季桑沟湾TDIAs的浓度低于秋、冬季,高值出现在湾口和河口区.春、冬季As3+的含量低于夏、秋季,As3+与TDIAs的比值在夏季达到最大值.桑沟湾TDIAs平均浓度为13.9 nmol·L-1±4.7 nmol·L-1,低于美国环境保护署水质标准.根据我国地表水环境质量标准,桑沟湾属于一级水质,这表明桑沟湾未受到明显的人为污染.桑沟湾春、夏季TDIAs的浓度低于与之相邻的爱莲湾和俚岛湾,水文环境和陆源输入的差异是造成这种现象的主要原因.影响桑沟湾TDIAs分布的主要因素包括河流的输入、与黄海的交换以及生物活动的清除,其中养殖活动的影响尤为显著.养殖生物对砷的富集作用可能会带来潜在的生态危机和食品安全问题,需要相关部门加以重视,确保桑沟湾养殖产业的平衡发展.     

桑沟湾沉积物中磷的赋存形态及生物有效性

以桑沟湾表层沉积物为研究对象,利用连续提取法对8个采样点沉积物中磷的赋存形态、含量及分布特征进行了研究,并探讨了磷的生物有效性.结果表明：①无机磷（IP）是桑沟湾表层沉积物中磷（TP）的主要形态,平均占总磷的73.33%,有机磷（OP）只占较小的比例.②无机磷中钙结合磷占的比例相对较大,平均占总磷的45.22%,是沉积物中磷的主要赋存形态,可交换磷、铁结合磷、碎屑磷占总磷的比例分别为9.92%、4.74%、13.46%.③对各形态磷的相关分析结果表明,总磷的含量及空间分布主要受有机磷的影响与控制(P<0.05),无机磷受自生钙结合磷的影响较大(P<0.01).④磷的生物有效性分析结果表明,桑沟湾表层沉积物中潜在生物有效性磷的含量为358.05～448.39 μg/g,平均占总磷的86.54%,具有很强的释磷潜力.     

桑沟湾溶解态汞的生物地球化学行为

作为一种毒性极强的重金属元素,汞在海洋中可以通过海洋生物的呼吸、摄食和吸附等过程被利用,并在沿食物链传递的过程中不断富集,最终危害人类的健康。利用冷原子荧光光度法(CV-AFS)对2011年4月、8月、10月和2012年1月桑沟湾溶解态无机汞(DIHg)和溶解态有机汞(DOHg)的含量进行了测定。结果表明,桑沟湾四个季节DIHg的浓度范围分别为52~865、131~359、31~134和22~119 pmol·L-1,DOHg的浓度范围分别为37~214、52~635、21~98和未检出~51 pmol·L-1。桑沟湾DIHg和DOHg具有相似的分布特征,均呈现出从近岸向外海逐渐降低的趋势,有明显的季节变化。桑沟湾DIHg和DOHg的周日变化与潮汐呈现出较好的负相关关系,且存在明显的昼夜差异。影响桑沟湾DIHg和DOHg分布的主要因素包括河流和地下水的输入、大气的干湿沉降、与黄海的交换、活性气态汞(Hg0)在海-气界面的交换、表层水体发生的光化学还原反应以及养殖生物的清除等。通过初步计算,桑沟湾溶解态汞(TDHg)的存留时间约为(1.27±0.53)年,远远低于大洋。根据美国国家环境保护局汞的质量标准和我国地表水环境质量标准,桑沟湾没有明显的汞污染。但海产品体内富集的汞可能会带来潜在的生态危机和食品安全问题,需要相关部门加以重视,确保桑沟湾养殖产业的平衡发展。