2008年南黄海西部浒苔暴发区有机碳的分布特征及浮游植物的固碳强度

根据2008-08-09～2008-08-13在南黄海西部绿潮(浒苔)暴发区取得的溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和颗粒氮(PN)的分析数据,结合同步获得的水文环境要素资料,研究了该区域有机碳的分布特征、来源、影响因素以及浮游植物的固碳强度.结果表明,DOC的浓度范围为1.55～3.22mg/L,平均值为2.44mg/L;POC的浓度范围为0.11～0.68mg/L,平均值为0.27mg/L.DOC与POC的分布特征基本一致,呈现近岸高,外海低;表层高,底层低的趋势.POC与TSS的相关分析表明,POC与TSS整体上呈显著正相关,表明TSS的浓度和来源是控制POC浓度高低的重要因素.通过建立POC与PN的一元线性回归模型,估算了样品中PIN的含量.扣除样品中PIN的影响后,沿岸大部分海域POC/PON的平均值8,结合POC/Chl-a比值,表明沿岸海域POC主要是海洋有机质来源,并且存在降解有机物,这可能是调查期间处于绿潮暴发后期,部分浒苔开始腐烂被降解所致.应用初级生产力估算的浮游植物固碳强度的结果表明,南黄海西部绿潮(浒苔)暴发区浮游植物的固碳强度变化范围为167～2017mg/(m2·d),平均为730mg/(m2·d),该区域日固碳量达到2.95×104t.换算至整个黄海,日固碳量为28.03×104t.     

水产饲料中浒苔添加量与加工工艺研究

研究了浒苔在水产饲料中的添加量和最适加工工艺。以海洋经济鱼类梭鱼为实验对象,做了两个阶段性实验：第一阶段在饲料中按不同比例添加浒苔研究对梭鱼生长的影响。1组为对照组,添加量为0;2—4组为实验组,浒苔添加量分别为10％、15％、20％。保持各组的营养水平基本一致,实验10d,采取摄食率法作为实验方法,记录实验数据,经Excel分析表明,与对照组相比,实验组的各项生长指标高于对照组,其中第3组最优,增重率提高了14．29％,饵料系数降低了0．6。第二阶段研究不同工艺的浒苔饲料对海洋梭鱼生长性能的影响。以新鲜浒苔为基础工艺组,以浒苔干粉、添加柠檬酸沸煮、冷冻处理浒苔为实验组,即工艺一、工艺二、工艺三。同样以摄食率法作为实验方法,实验期10d,记录实验数据,经Excel分析表明,工艺一和工艺二增重率分别提高了6．37％、7．37％,工艺二饵料系数为2．83。     

氮磷营养盐因子对缘管浒苔生长、叶绿素荧光特性和氮磷富集的影响

为探讨大型海藻缘管浒苔(Ulva linza)对氮、磷加富的生理响应及其机制,分析了氮、磷浓度变化对藻体相对生长速率(Rr.g),氮、磷富集,叶绿素(Chl)含量,类胡萝卜素(Car)含量,色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)以及叶绿素荧光参数的影响.结果表明,在30μmol·L-1P浓度不变条件下,随着N浓度的增加,藻体P含量持续降低,而其Rr、g、N含量、Chl含量、Car含量、色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)和叶绿素荧光参数均逐渐上升,N3处理(500μmol· L-1 N)缘管浒苔Rr.g和叶绿素荧光参数均达到最大值,N4处理(1 000 μmol·L-1)缘管浒苔Chl含量、Car含量和Chl a/Chl b比值均达到最大值.在500 μmol·L-1N浓度不变条件下,依次增加P浓度,缘管浒苔Rr,g没有显著差异,N含量没有显著变化,而P含量则呈明显上升趋势,其他指标变化幅度小.综上所述,与P相比,N的变化对缘管浒苔生长、光合色素和光合作用的影响更明显,在N浓度为500 μmol·L-1、P浓度为30 μmol ·L-1、N/P比值为16.67条件下,藻体生长最佳.当水体富营养化加剧时,缘管浒苔富集氮、磷的能力持续上升.     

Application and mechanism of polysaccharide extracted from Enteromorpha to remove nano-ZnO and humic acid in coagulation process

Green source Ep was extracted from marine alga waste. The molecule model structure of Ep was studied and constructed. PAC-Ep coagulation system improves the efficiency of removal efficiency. Synergistic effects between NPs and HA make a big difference to enhance efficiency. Mechanism is charge neutralization, hydrogen bonding and adsorbing-complexing Enteromorpha polysaccharide (Ep) extracted from alga a novel green coagulant aid for nanoparticles (NPs) and heavy metal ions removal and the structure of EP was intensively studied in this study. The integration of Ep with polyaluminum chloride (PAC-Ep) coagulants exhibited higher coagulation performance than that of the polyaluminum chloride (PAC) because of the negatively charged NPs suspension and humic aid (HA) solution. Significant high removal efficiencies of dissolved organic matter (94.1%), turbidity (99.3%) and Zn ions (69.3%) were achieved by the PAC-Ep coagulants. The dual-coagulation properties of PAC-Ep for different pollutants was based on multiple mechanisms, including (i) Al³⁺ charge neutralization; (ii) hydroxy aluminum hydroxyl bridging formed polynuclearhydroxy complexes bridge and sweep colloidal particles; (iii) adsorption and bridging of Ep chain for the NPs and heavy metal ions. Results indicated that the destabilization of colloid was induced by the coexisting HA and higher removal was achieved as ions adsorption was enhance in the presence of HA complexation. On the basis of that, the extraction of polysaccharide is a promising candidate for its high coagulation performance in water treatment.     

浒苔生物炭与木醋液复配改良碱化土壤效果及提高油葵产量

为探究浒苔生物炭与木醋液复配改良碱化土壤效果及提高作物产量,以龟裂碱土为例,通过田间试验研究不同生物炭施加量(0、1％、2％和4％)与不同木醋液稀释倍数(0、2％)复配对土壤pH、碱化度、全盐、容重、速效磷、有机质、盐分离子、油葵生长和产量的影响,不施加生物炭和木醋液视为对照(CK).结果表明,2％浒苔生物炭+2％木醋液(V2BC2)改良龟裂碱土的综合效果最佳;在最佳处理条件下:①浒苔生物炭与木醋液复配能改善土壤理化性质,具体表现为作物生长期内土壤平均pH、碱化度和全盐含量显著降低,较CK分别降低12.14％、40.63％和42.75％,土壤容重显著减小,较CK减小20.78％;②浒苔生物炭与木醋液复配能显著降低土壤Na+、Cl-和SO42-含量,较CK分别降低47.17％、45.32％和33.33％,提高土壤K+和Ca2+含量,其他离子含量的差异不显著;③浒苔生物炭与木醋液复配显著提高土壤养分含量及有效性,增强土壤酶活性,与CK相比,速效磷提高2.88倍,有机质提高58.76％,土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性分别提高0.92、1.02和2.29倍;④油葵产量在V2BC2处理时最高,为3 546.7 kg-hm-2,较CK增产2 325.3 kg-hm-2.因此,浒苔生物炭与木醋液复配能进一步提高盐碱土改良效果及作物产量.     

基于支持向量回归机的南黄海浒苔分布面积预测模型

绿潮作为一种新型的海洋灾害,已经引起了各个国家的重视.依据2012年南黄海海域浒苔遥感监测分布面积数据,选取了温度、天气状况、风向、风力、浪高5种影响浒苔扩散的气候因子,建立了基于SVR的浒苔分布面积预测模型,并与经典的最近邻点插值模型、线性插值模型、3次样条函数插值模型和分段3次Hermite插值模型进行了回归效果的对比.分析结果表明,基于SVR的浒苔分布面积预测模型能够为浒苔遥感数据的插补提供一种方法,且回归效果优于传统的回归方法,为浒苔的防治提供辅助决策信息.     

围隔实验中浒苔在不同营养盐条件下的生长比较

近年来浒苔在我国黄海海区大规模暴发,给沿海海区造成了严重的环境问题.为了探究营养盐对浒苔生长的影响,2012年5月在黄海海区进行了现场船基围隔实验.实验共设置12个围隔装置,9种不同的营养盐条件.实验发现,浒苔对营养盐有极强的吸收能力,生长能力很强,在营养盐适中时,相对生长率最高可达82%,即使在低营养盐条件下也会保持10%左右的生长速率.在磷酸盐含量适中时,高浓度的硝酸盐更能促进浒苔的生长;充足、连续的营养盐补充是浒苔绿潮暴发的物质基础.通过浒苔吸收的营养盐含量估算其光合作用产生有机物的质量,发现与浒苔湿重增加量有着良好的线性关系.     

浒苔生物炭促进土壤Pb固定并缓解植物Pb毒性

本文利用浒苔在不同温度下制备的生物炭（400℃和600℃,记为BC400与BC600）,以30g/kg生物炭添加量对1200mg/kg的Pb污染土壤进行香根草盆栽实验,研究浒苔生物炭对土壤中Pb固定和植物中Pb毒性的影响.结果表明,浒苔生物炭与香根草能协同促进土壤中Pb固定,较生物炭组提高了16.89%和14.82%,比植物组提高17.40%和15.02%.生物炭理化性质影响Pb固定,BC400的pH值（8.97）低于BC600（10.59）,但BC400固定Pb的效果优于BC600,因为羟基（—OH）、羰基（C═O）等基团较BC600丰富,且微孔结构完整.浒苔生物炭可抑制香根草对Pb的吸收,促进香根草生长,其中BC400有助于植物地上部分及根部Pb浓度降低（分别降低23.50%和22.92%）,同时降低富集系数,提高香根草的生物量、叶绿素含量及根系活力,提高抗氧化酶SOD、CAT和POD活性,丙二醛含量可降低13.40%.总之,浒苔生物炭通过高pH值和微孔结构吸附Pb,并通过官能团增加与金属的结合位点固定Pb,以降低Pb的毒性,提高香根草生存能力.鉴于滨海地区浒苔生物质资源丰富,生物炭与植物联合作用可作为Pb污染土壤修复的技术措施之一.     

浒苔提取物对4种赤潮微藻生长的抑制作用

通过测定藻细胞密度和细胞体积,观察藻细胞形态,分析藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖含量等生理指标的变化,研究了浒苔5种溶剂(甲醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿和石油醚)提取物对前沟藻(Amphidinium hoefleri)、米氏凯伦藻(Karenia mikimitoi)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的抑制作用.结果表明,5种溶剂提取物中,甲醇提取物的抑藻作用最为显著.第10 d,其对前沟藻、米氏凯伦藻、塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻的生长抑制率依次为54.0%、 48.1%、 44.0%和37.5%.同时发现,各溶剂提取物均能降低藻细胞运动能力.其中,甲醇、丙酮和乙酸乙酯提取物致使大部分藻细胞出现空洞、破碎和细胞色素明显减褪现象;而添加丙酮和乙酸乙酯提取物的部分藻细胞出现抱团现象.此外,乙酸乙酯、氯仿和石油醚提取物明显降低了藻细胞的体积.进一步研究发现,甲醇提取物明显降低了4种微藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖的含量,致使添加甲醇提取物的前沟藻、米氏凯伦藻、塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻的叶绿素、蛋白质和多糖含量比对照组的相应含量低约51%.其余溶剂提取物同样改变了4种微藻细胞内此3种生理指标的含量,但影响并不显著.在此基础上,采用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇对甲醇提取物进一步分离,获得4种提取物(石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相和水相).其中,石油醚相和乙酸乙酯相的抑制作用较强,对4种微藻的生长抑制率超过25%.结果表明,利用甲醇浸泡浒苔可以获得具有明显抑藻活性的粗提物;此粗提物通过进一步的液液分离萃取后,获得2个能抑制4种测试微藻生长的组分.     

浒苔生物炭对滨海盐碱土壤改良的效果及途径

利用生物炭改善逆境土壤越来越受到人们关注,浒苔生物炭用于滨海盐碱土修复,不但可资源化利用浒苔,还可提高滨海土地储备规模.本文采用批量土壤培养的方法,探索0%～3%添加量的浒苔生物炭对盐碱土壤改良的效果和途径.结果表明,适用于盐碱土壤改良的浒苔生物炭最佳制备温度为400℃,最适添加量为1.5%;最适添加量下,浒苔生物炭虽提高土壤盐度(0.12%)和pH值(1.49%),产生负效应,但同时降低土壤Na⁺/K⁺ 55.73%,增加矿物质元素1倍以上,提高水分传导性能等正效应;浒苔生物炭改善土壤理化及生物性质,提高营养物质含量、增强微生物活性和改善土壤营养可利用性,产生正效应,表现为降低土壤容重11.35%,提高有机质42.64%,提高总碳与总磷中有机碳与有效磷占比3.84倍和4.15倍,分别提升土壤蔗糖酶、脲酶及过氧化氢酶活性2.39、 1.18和1.50倍.因此,浒苔生物炭对盐碱土的正效应多于负效应,可用于滨海盐碱土改良.本研究为浒苔的资源化利用及滨海盐碱区生态环境改善提供新的路径.