象山港海域水质时空格局的自组织特征映射神经网络识别

于2007—2008年对象山港23个站点(包括10个电厂站点)的水质样品进行连续2年的季节性采集,采用SOM(Self-Organizing Map)工具箱,结合k-nn(knearest neighbors)神经元聚类对15个水质参数进行分析,以探明象山港海域水质时空变化并识别敏感的影响区域.结果显示,象山港海域N/P(物质的量比)平均值为27.0.水体污染指数(AI)和海水营养指数(NI)分别指示整个象山港水质处于严重污染和富营养化状态,但水质加权指数(WDX)显示,加权水质标准未超过3类水质,说明传统的AI和NI指数不能反映象山港的实际水质状况.经SOM分析发现,象山港海域各取样站点按季节和空间格局可分为8个聚类组.从季节上看,pH和油类含量在春季最低;夏季水温、COD、NO2--N最高,而DO最低.NO3--N、DIN、DIP在秋冬季节高于春夏季节,但透明度相反.Chl-a含量以夏季最高,冬季最低.GLM(General Linear Model)方差分析显示,不同季节的安全性指数(SFT)和N/P无显著差异(p>0.05),而NI、AI和WDX差异极显著(p<0.01).空间分析显示,象山港水体可分为港底区和口中部区,其中,港底区盐度、pH显著低于口中部区(p<0.01),而NO2--N、NH4+-N、DIN、DIP、Chl-a则显著高于口中部区(p<0.05).除WDX无显著差异外,港底区的N/P显著低于口中部区(p<0.01),而NI、AI、SFT相反(p<0.05).建议港区底部宜采用养殖大型海藻方式以减轻富营养化,此外,冬季黄墩港的水体中粪大肠菌群严重超标,生食该季节贝类产品时需要检测.     

流沙湾海域表观耗氧量和营养盐相关性分析

根据2008年2～11月对流沙湾海域4个航次的溶解氧和营养盐含量的调查数据,分析了表层海水中表观耗氧量的时空分布,并探讨它与营养盐之间的相互关系。结果表明：流沙湾冬春季海域表观耗氧量较大,而夏秋季表观产氧量较大;夏秋季大部分站位海水的溶解氧处于过饱和状态,其中秋季溶解氧的平均饱和率最高;表观耗氧量与溶解氧和溶解氧饱和率都呈现显著负相关,溶解氧和溶解氧饱和率呈显著正相关;表观耗氧量和营养盐根据不同的季节具有一定的相关性。流沙湾海域△CN／△CAOU,的比率为1：41．0,△Cp／ACAOU,的比率为1：588和1：303,均低于Redfield的理论比值。     

烟台四十里湾海域营养盐和沉积物-水界面交换通量

利用2009年5月、7月、10月和2010年1月4个航次对烟台四十里湾养殖海域的调查资料,分析了该海域营养盐分布、季节变化、主要控制过程以及沉积物-水界面交换通量。结果表明,四十里湾海域营养盐的分布整体趋势是近岸高,由近岸向外部海域递减;受到陆源输入的影响,高值区出现在调查海域东部。DIN的季节变化表现出冬高、秋低、春夏居中的趋势,整体上变化不大;SiO3-Si和PO4-P浓度均为春季最低。在春秋季P为四十里湾浮游植物生长的限制性因素,在夏季,N/P>30,P也是一个潜在的限制因素。四个季度培养结果表明DIN总体上由上覆水交换到沉积物中;近岸区沉积物是PO4-P的汇;调查区域SiO3-Si的扩散方向均是从沉积物到上覆水中。四十里湾沉积物释放的SiO3-Si对初级生产力的贡献较小;与其他浅海环境相比,四十里湾沉积物-水界面的营养盐通量处于较低水平。     

海口湾水体中多环芳烃(PAHs)浓度及来源研究

多环芳烃(PAHs)在环境中的污染越来越受到重视。文章采集海口湾7个代表性点位表层水样,分析其中16种多环芳烃(PAHs)的含量,探讨其可能的来源。结果表明:海口湾表层水体中总PAHs平均值为33.6 ng/L,变化范围为12.3~108 ng/L,PAHs的组成以2～4环为主。分析荧蒽/芘的比值表明,海口湾水体中的多环芳烃主要来源于石油污染。     

环境因子对香溪河库湾淹没土壤磷释放的影响

三峡工程建成后大量的耕地良田被淹没,淹没土壤对水体环境的影响问题受到各方关注,该研究针对不同利用类型的土壤进行磷释放研究,评价淹没土壤的营养释放对三峡支流水体富营养化进程的影响。采集香溪河库湾的3种不同利用类型的土壤,通过静态淹水模拟实验,研究3种土壤的磷释放特点,结果表明:施肥次数多且土质松软的菜地土对上覆水TP含量影响最大,柑橘园土其次。菜地土的磷释放量为柑橘园土的1.7倍。林地土其自身磷含量较小,上覆水无明显影响。TP累积释放量为:不同pH下,TP累积释放量之间的大致关系为:pH=11.02时,TP累积释放量最大,为4.710 mg/kg;pH=3.98时次之,为3.645 mg/kg;pH=7.01时最小,为2.235 mg/kg。水温的升高能够有效加速受淹土壤内源磷的释放,在30℃条件下,土壤的TP最大释放量分别约为10℃,20℃时的1.7倍、4.2倍。因此冬季淹没土壤的释放对水体TP的影响较小;而夏季库区水温升高,引起淹没土壤磷的释放。     

模糊数学在香溪河库湾富营养化评价中的应用

三峡水库蓄水后,部分支流库湾水体富营养化严重。以香溪河库湾为例,采用模糊数学评价法,通过引入隶属度的概念,对该库湾2010年全年不同断面水质进行富营养化评价,同时与综合营养状态指数评价法比较。结果表明:2种方法结果存在一定差异,但均反映了2010年香溪河库湾处于中营养化至重度富营养化,春夏季富营养化情势较其他季节严重,库湾上游处于中度富营养化,4月上游甚至为重度富营养化,下游处于轻度富营养化;秋冬季库湾营养状态分布较均匀,为中营养和轻度富营养化。该结果与实地观测结果相符。由此可见,模糊数学评价法较好的反映水质级别的模糊性与连续性,以及各因子共同作用下的水质状况,可在三峡水库支流库湾富营养化评价中得到应用。     

湛江港鱼类不同器官富集铜、镉的特征及评价

为探明近岸海域天然鱼类重金属的含量及其生态风险,为湛江港渔业水域环境保护提供参考依据,文章采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法分析湛江港海域26种鱼5个不同组织器官(消化系统、肝脏、鳃、背部肌肉和骨骼)的Cu、Cd 2种重金属富集特征,并根据相关标准进行单因子污染评价和食用健康风险评价。结果表明:Cu和Cd在鱼类不同组织器官的分布存在较大差异,总体上呈消化系统>肝脏>鳃>背部肌肉>骨骼;按鱼类的食性不同,Cu和Cd在鱼类富集程度也不同,分别为植食性鱼类>杂食性鱼类>肉食性鱼类和杂食性鱼类>肉食性鱼类>植食性鱼类;被调查的26种鱼的Cu和Cd含量基本符合海洋生物污染评价标准,但Cd的含量高于"人体消费卫生标准",其食用价值可能受到影响。     

春季桑沟湾海域贝类养殖对海水中营养盐的影响研究

根据2011年春季对桑沟湾海域8个监测点的营养盐的变化特征和历史资料的研究,分析了桑沟湾水域溶解性无机氮(DIN)、总氮(TN)、活性磷酸盐(PO34-)和总磷(TP)浓度变化及它们之间的相互关系,估算了贝类养殖的排泄物对海水污染的贡献率。结果表明,溶解性无机氮的平均浓度为0.106 1 mg/L,NO3-N为主要存在形式,占溶解性无机氮平均含量的78.3%,NH3-N、NO2-N分别占溶解性无机氮平均含量的14.2%和7.5%。总氮的平均浓度为0.234 7 mg/L,溶解性无机氮浓度占总氮浓度的45.2%。活性磷酸盐的平均浓度为0.013 3 mg/L,总磷的平均浓度为0.024 78 mg/L。春季桑沟湾贝类养殖对该海域海水磷含量的贡献率比氮的贡献率大,N/P为17.63,营养水平基本属于贫营养。     

湛江湾表层沉积物重金属分布及污染评价

利用ICP-MS分析测定了湛江湾表层沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb等重金属含量。各站位中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb等元素全海湾平均含量分别为(84.84±3.86)×10-6、(29.51±1.44)×10-6、(110.02±10.14)×10-6、(0.205±0.003)×10-6、(56.49±1.31)×10-6。各站位表层沉积物中重金属含量较高及其富集系数较大的区域大多集中在人类活动较频繁的港口、码头等海域,体现了人类活动加速重金属沉积过程的痕迹。相关性分析结果表明,Cr与Cu、Pb、Zn等元素的沉积行为差异较大,可能与其在沉积物中主要赋存形态为氧化态和残渣态,而Zn、Cd和Pb等元素在各相中都有富集有关。与已有结果比较,湛江湾表层沉积物中Cr、Cu、Pb、Zn等引起的污染呈逐渐加重的演变趋势,须采取有效的预防措施。     

壬基酚对胶州湾典型微藻的毒性效应

以胶州湾常见优势藻种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)为受试生物,考察了壬基酚(NP)对两种海洋微藻的急性毒性效应,同时以超氧化歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量为指标,研究了两种海洋微藻细胞内抗氧化系统对NP氧化胁迫的响应。结果表明,NP对中肋骨条藻和旋链角毛藻生长抑制的96 h-EC50分别为0.13 mg/L和0.22 mg/L,中肋骨条藻对NP的毒性更为敏感。当中肋骨条藻培养体系中NP浓度在0.04～0.16 mg/L和旋链角毛藻培养体系中NP浓度在0.05～0.20 mg/L时,两种海洋微藻体内SOD活性均呈现出先诱导上升后抑制降低的变化趋势,MDA含量则随NP浓度的增大而增大;而在低浓度NP(<0.05 mg/L)胁迫下,96 h实验周期内,两种微藻细胞内SOD活性和MDA含量与不添加NP的对照组相比无显著差异(P>0.05),表明低浓度的NP胁迫下微藻体内诱导产生的抗氧化酶能够及时清除活性氧自由基,防止细胞受到损伤。暴露实验72 h后,两种微藻细胞内的SOD活性和MDA含量与NP作用浓度呈现显著的浓度-效应关系,这表明微藻细胞内SOD活性和MDA含量可以作为生物标志物用于近海水体中NP生态风险评价。