环胶州湾污水处理厂排放口溶解有机氮生物可利用潜力研究

溶解有机氮(DON)是陆源输入近海总溶解氮(TDN)的重要组成部分,其生物可利用性对探讨近海氮污染和富营养化形成机制具有重要意义.本研究根据2012年7月、2012年11月、2013年3月和2013年5月在胶州湾海域4个污水处理厂进行的4次调查,分析了直排胶州湾污水处理厂水体中总溶解氮(TDN)及其中总溶解氨基酸(TDAA)的含量和季节分布特征,并以溶解有机碳n(DOC)/溶解有机氮n(DON)和氨基酸的构成和丰度为指标,评价了直排胶州湾各污水处理厂排放口DON的生物可利用性.结果表明,TDN的变化范围为413.10~3 580.65μmol·L~(-1),并基本呈现3月和11月高,5月和7月低的变化趋势,其中,DON在TDN中所占摩尔分数变化范围为2.14%~88.75%.各污水处理厂排放口不同季节DOC/DON值较低,介于0.2~26.2 mol·mol~(-1)之间,平均值为(5.05±6.39)mol·mol~(-1),而TDAA中所含碳在DOC中的摩尔分数即TDAA/DOC值较高,分布在0.33%~3.02%之间,平均值为1.54%±0.78%,基于TDAA/DOC估算排入胶州湾各污水处理厂排放口污水中具有生物可利用溶解有机质所占摩尔分数为0.44%~46.97%.上述结果表明,直排胶州湾污水处理厂排放口DON具有较高的生物可利用性,对该海域富营养化贡献不容忽视.     

海洋细菌N3对几种赤潮藻的溶藻效应

从深圳大鹏湾南澳赤潮暴发海域的表层沉积物中分离得到1株海洋溶藻细菌(编号N3),以三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)和常见赤潮生物锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans)和中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)为实验藻种,利用液体感染法研究了该株溶藻细菌的溶藻效应及溶藻方式.结果表明,菌株N3对中肋骨条藻和三角褐指藻均无溶藻活性,而菌悬液的体积分数为2%和10%时分别对锥状斯氏藻和海洋原甲藻有较好的溶藻效果,但溶藻现象不同.菌株N3可使锥状斯氏藻的细胞变形,胞内物质分布不均匀并最终死亡;使海洋原甲藻的藻细胞膨胀变形,细胞膜内物质聚集于一端,最终藻细胞破裂死亡.菌株N3对锥状斯氏藻和海洋原甲藻的溶藻方式相同,均以直接溶藻为主.菌株N3的菌悬液以2%、1%和0.1%的体积分数接种到锥状斯氏藻藻液中时,细菌的密度整体上呈下降趋势,2%处理组中藻细胞在120 h内全部死亡,而1%和0.1%处理组藻细胞的增长率略低于对照组.菌株N3的菌悬液以10%、5%和1%的体积分数接种到海洋原甲藻藻液中时,细菌的密度呈下降趋势,10%和5%处理组中藻细胞至120 h时死亡率分别为78%和70%,而1%处理组的藻细胞与对照组无显著差异.电镜观察、生理生化鉴定及16S rRNA鉴定结果表明,菌株N3为芽胞杆菌属(Bacillus sp.).     

金普湾海域表层沉积物中基质结合态磷化氢的分布特征

利用气相色谱-脉冲火焰光度检测器(GC-PFPD),对金普湾海域夏季表层沉积物中基质结合态磷化氢的含量及其影响因素进行了初步分析.结果表明,研究区域内沉积物中均检测到基质结合态磷化氢的存在,其含量介于62.58~190.81ng·kg-1之间,均值为114.42 ng·kg-1;并且,在近岸海域沉积物中基质结合态磷化氢的含量普遍高于远岸海域沉积物.相关数理统计分析显示,沉积物中基质结合态磷化氢与有机磷含量和碱性磷酸酶活性有显著的线性正相关(R=0.882,P=0.01;R=0.819,P=0.023),而与有机氮、无机磷含量、沉积物粒径的相关性并不显著.由此,揭示了金普湾海域沉积物中基质结合态磷化氢的累积与分布主要受有机磷化合物微生物降解作用的影响.     

罗源湾多介质中重金属的分布特征与评价

于2005年9月对罗源湾海水、表层沉积物和生物体中重金属Cu、Pb、As、Hg、Zn、Cd的含量及分布情况进行了调查,并运用单因子指数法进行现状评价.结果表明:海水各重金属浓度符合海水水质二类标准,均小于渔业水质标准,同1986年的调查结果相比较,各种重金属的浓度都有所增加;表层沉积物中重金属的含量基本上符合海洋沉积物质量一类标准;生物体中重金属的含量除牡蛎Cd严重超标外,其余均符合无公害水产品的要求.     

福建牙城湾海水、沉积物的环境特征及其质量评价

于2005年10月首次调查了福建牙城湾海域水体及沉积物的环境质量.结果表明,海水中主要超标污染物为PO4-P和DIN,其含量范围分别为0.029~0.037 mg/L和0.270~0.510 mg/L,其它指标均符合二类海水水质标准.沉积物中各项指标基本达到<海洋沉积物质量>的一类标准,其中Hg、Pb、Cu和Cd等四种重金属的平均含量分别为0.091×10-6、39.7×10-6、29.3×10-6和0.118 ×10-6,有机物和硫化物的平均含量分别为0.941×10-2和207 ×10-6.湾水水体已达到富营养状态,且N为限制因子.此外,对沉积物中重金属及其他环境因子间的相关性进行了分析.     

应用大型底栖动物污染指数评价杭州湾潮间带环境质量

采用大型底栖动物污染指数(macrozoobenthos pollution index, MPI)对杭州湾生态监控区2006年和2007年的潮间带底栖动物相关参数进行分析,探讨了该区潮间带环境质量的现状和变化趋势.结果表明:2006～2007年,杭州湾生态监控区潮间带环境质量总体下降,6个潮间带断面环境质量从好到差依次为镇海港、慈溪十塘、嘉兴乍浦、慈溪庵东、上虞港和海宁尖山,各断面高、中、低3个潮带环境质量相比,中潮带好于高潮带和低潮带.围填海工程对潮间带底栖生物的生存环境的破坏逐年加剧,是该区生态环境质量下降的重要原因.杭州湾强烈的潮流作用导致的潮间带底质分布不均匀,以及底栖生物在潮间带的自然生态分布,是潮间带环境质量变化的部分原因.     

钦州湾近20a来水环境指标的变化趋势 Ⅵ溶解氧的含量变化及其在生态环境可持续发展中的作用

通过对钦州湾1983～2003年10个航次调查资料的分析,探讨了该湾溶解氧的含量变化及其在生态环境可持续发展中的作用.结果表明:20a来该湾水体中的DO含量变化并不大,所有航次均在一类海水标准范围内,以冬季最高、春季次之、夏秋季较低的特征出现;O2%的变化与DO相一致.但由于浮游植物在海湾生态环境的演变过程中扮演了正、反两方面的角色,从而使DO与环境因子之间的关系趋于复杂,作为温盐函数的DO,与水温之间却多以显著正相关出现,与盐度则多以显著负相关出现,与pH、COD、浮游植物(或chl.a)和N、P、Si的相关性,却体现了时代变迁的特征;O2%的相关变化与DO不尽一致.但总的说来,浮游植物的增氧作用在海湾生态环境可持续发展的进程中起到了主导影响作用.     

人类活动对杭州城乡复合系统陆源氮排海的驱动分析

对过去28年间(1980～2008)杭州城乡复合系统陆源氮(N)向杭州湾的排量进行了系统的估算,并分析了陆源N增加的社会经济驱动力及相应的控制对策.结果表明,杭州城乡复合系统陆源N排海量从1980年的1.1×104t增加到2008年的3.7×104t,其中,农业面源污染对于N排海量的贡献在28年间一直保持在50%左右,但生活污水的点源N排放量却迅速增加,其2008年的贡献率已达到42%.目前,农田过量施肥、养殖业废水排放及与种植业的N循环脱钩、生活污水处理率低以及污水处理厂出水N浓度标准过宽等是杭州城乡复合系统陆源N排海量迅速增加的主要原因.杭州城乡复合系统陆源N排海量与GDP增长趋势之间的关系显示出污染控制技术和政策调控的功能得到了强化.杭州城乡复合系统的排N量仅占杭州湾陆源N总量的38%,杭州与周边的嘉兴、宁波、绍兴和部分上海地区在2008年共有超过10×104t的活性N排入杭州湾.通过技术革新、政策调整以及环保意识建立来对快、慢变量(相对系统动态而言,发生快速、慢速变化的因子,通常相当于直接驱动与间接驱动力)进行协调控制,是推动杭州湾区域经济环境可持续发展的关键对策.     

Estuarine surface water allocation: A case study on the interactive role of science in support of management

The inevitable need for freshwater to support the projected population growth along the ocean coast is an emerging issue of potential consequence to adjacent estuaries. A large and controversial water withdrawal/reservoir project in Virginia's coastal plain was the basis of science–management interactions that quantified the vulnerability of tidal freshwater nekton for a series of water withdrawal scenarios. Through progressive iterations of the regulatory review process, which in Virginia includes academic reviews of all aspects of projects proposed to affect the marine and estuarine environment, we developed a novel approach to modeling entrainment probabilities applicable to situations that lack a locally validated hydrodynamic model. The science/management interplay ultimately resulted in surface water allocation strategies that are balances to society and the affected natural environment. Model results showed that the probability of encounter (contact between an egg or larva and one or more units of the intake array) ranged from 1.71% under the conditions of a high river flow and low withdrawal rate to 99.99% under the conditions of a low river flow and high withdrawal rate. The collective body of scientific information was incorporated into regulatory conditions placed on water withdrawals that are designed to protect at least 95% of early life history stages within the intake array's zone of influence.     

北美国家的湿地恢复及对中国太湖恢复的启示

以美国旧金山海湾带和加拿大安大略省沼泽湿地生态恢复为例,探讨了其成功经验,并指出了我国太湖恢复建设主要存在五个方面问题：理论技术体系相对滞后;恢复工程实施系统性缺乏;投融资方式单一化;恢复管理体系不完善;公众参与力度薄弱。据此提出相关建议,力求探索完善我国太湖生态恢复的有效路径。