大沽河湿地表层沉积物重金属分布特征及污染评价

胶州湾属半封闭海湾,水体交换能力较弱,受多条河流入海影响,污染日趋加重,通过大沽河的径流量、输沙量和溶解污染物占到胶州湾入海河流的首位。根据区域特征,于2009年2、5、8、11月对大沽河湿地48个采样点表层沉积物中的Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As、有机碳、粒度进行测定,探讨了重金属含量和污染特征与总有机碳、粒度的关系,利用污染评价法和潜在生态风险评价法进行污染和风险分析。结果表明：胶州湾大沽河湿地表层沉积物重金属含量较低,大部分测站符合海洋沉积物质量（GB 18668—2002）Ⅰ类标准的要求。表层沉积物中Cu、Pb、Zn含量8月份最高、2月份次之、5月份最低。Pb、Hg、As 3种重金属含量在2月份最高。Cu、Pb、Zn和Cd重金属之间存在显著正相关关系,Hg与As存在明显的相关关系;除Cd和As外的4种重金属与沉积物粘土、有机碳含量之间也存在显著正相关性。重金属单因子污染程度总体较轻,属于低污染水平,污染程度依次为Hg〉Cd〉Pb〉Cu〉As〉Zn。大沽河河口区表层沉积物重金属潜在生态风险总体处于较低水平,风险程度依次为Hg〉Cd〉Pb〉Cu〉As〉Zn。     

海水人工湿地脱氮效果与系统内基质酶、微生物分析

利用人工湿地系统探讨了海水养殖外排水中不同形态氮的去除效果,分析了系统内部微生物空间分布、基质酶活性对氮去除效率的影响,深入研究了系统内部各微生物间相互作用、基质酶活性与微生物空间分布关系。选择互花米草为人工湿地植物,种植密度为64株/m2;基质填料选择细纱、高炉矿渣和珊瑚石。在3种不同工况条件下,研究人工湿地系统中氮的去除效果、微生物数量和基质酶活性。结果显示,系统对 TN、NH4-N 平均去除率分别为(25.02±12.69)%、(82.91±17.51)%;系统中不同基质层次的微生物数量和脲酶、脱氢酶活性不同,基质中、上层好氧微生物数量和脲酶、脱氢酶活性显著大于下层,系统下行池中、上层硝化细菌、亚硝化细菌显著高于下层,中、上层反硝化细菌数量明显低于下层;细菌总数与 TN(R2=0.50)和 NH4-N(R2=0.61)去除率存在一定正相关性,基质脲酶与 TN 去除率存在显著正相关性(R2=0.86)。研究结果将有助于理解海水人工湿地处理系统中氮的迁移转化机制。     

近年渤海中部海域活性磷酸盐的时空变化特征

渤海封闭性强,水动力条件和自净能力较弱,其生态系统较为敏感和脆弱。2011年位于渤海中部的蓬莱19-3油田发生重大溢油事故,对渔业生态环境和渔业资源造成了严重影响。为了解和掌握该起溢油污染事故发生后渔业生态环境的变化状况,分别于2012?2014年在渤海中部海域进行了9个航次的生态环境跟踪调查。利用其中部分调查资料,作者对渤海中部活性磷酸盐的时空变化特征及其影响因素进行了分析探讨。结果显示,(1)2012?2014年春季和夏季渤海中部海域活性磷酸盐含量符合第二类海水水质标准要求,秋、冬季部分海域已受到活性磷酸盐的污染。(2)不同季节渤海中部海域活性磷酸盐的平面分布趋势各异,垂直分布也存在季节差异。春季和夏季活性磷酸盐呈现由表层至底层递减的趋势,秋季和冬季接近呈垂直分布均匀状态。(3)渤海中部海域活性磷酸盐平均含量季节变化明显,其含量顺序由高到低依次为冬季、秋季、春季、夏季,冬季明显高于夏季。2014年渤海中部海域活性磷酸盐含量低于2013年,呈逐年降低趋势。(4)渤海中部海域活性磷酸盐时空变化受到诸多因素的影响,营养盐的外源补充、内源再生和生物消耗是影响活性磷酸盐时空变化的最重要因素。     

青岛陆源排污口邻近海域异养细菌的组成与分布

对青岛近海度假区、港口区、养殖区、工业区4类排污口邻近海域异养细菌的组成与分布进行了调查研究,采用海洋异养细菌平板涂布培养法分离细菌,基于16S rDNA的扩增性DNA限制性酶切片段分析(ARDRA)进行聚类筛选并测序鉴定。结果显示,青岛排污口邻近海域可异养培养的菌株分布于变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)4个细菌类群,变形菌门细菌数量占总测序数量的68%,其中γ-变形菌纲的数量在变形菌门中占88%;不同海域中细菌组成与分布有所不同,放线菌门和拟杆菌门的细菌种类较少且各海域分布有所不同,但γ-变形菌纲的弧菌属细菌(Vibrio sp.)在4类海域中均被发现,占总检测量的18.54%,其中溶藻胶弧菌(Vibrio alginolyticus)占弧菌总量的25%。不同海域也检测到V.parahaemolyticus、V.harveyi、V.campbellii、V.parahaemolyticus等水产养殖业的潜在致病菌。根据16S rDNA系统进化关系和细菌门类聚类分析得到的结论推断,工业区与养殖区海域的细菌组成和分布相似度较高,推断各海域的细菌组成与排污口类型有一定相关性。     

夏季渤海中部表层沉积物重金属空间分布及污染评价

为了解渤海中部海域沉积物中重金属的污染状况,于2013年8月采集了渤海中部海域34个站点的表层沉积物,检测了Pb、Cd、Hg、Cu、Zn和As 6种重金属的含量,分析了Pb、Cd、Cu和Zn 4种重金属的空间分布特征,采用污染指数法和潜在生态风险评价法对其表层沉积物重金属污染状况进行评价。结果显示,渤海中部海域表层沉积物重金属含量较低,符合海洋沉积物质量(GB 18668-2002)Ⅰ类标准的要求。表层沉积物重金属的空间分布总体呈现由近岸向中心海域降低的趋势。Cu、Zn和Pb含量空间变化趋势比较明显,靠近渤海湾海域重金属含量高,离岸距离越远,重金属含量逐渐降低。Cd含量在靠近黄河入海海域最高,呈现自高值区向东西两边海域减小的趋势。各个站位的重金属单因子污染程度较轻,单因子污染系数均值大小顺序为PbCuZnAsCdHg;重金属综合污染指数都小于5,表现为低污染水平。除1号站位的Hg单因子潜在生态风险系数为54.44之外,其他站位表层沉积物Hg、As、Cu、Zn、Pb和Cd的单因子潜在生态风险系数Eir小于40,范围为0.39～38.80,风险程度由高到低依次为Hg、Cd、As、Pb、Cu和Zn;其综合潜在生态风险系数小于150,范围为16.39～79.57。其中,1号站位综合潜在生态风险系数最高达到79.57。研究表明,此海域属于低潜在生态风险水平,风险指数高值区出现在唐山大清河口海域。     

崂山近岸浮游植物群落结构季节变化及其环境影响因素

为了解山东省青岛市崂山近岸海域浮游植物群落结构变化特征及其与环境因子的关系，于2016~2017年的春、夏、秋3个季节在该海域设置15个监测站位进行调查，并同步监测海区环境因子。结果显示，共检出浮游植物2门31属69种。其中，硅藻门(Bacillariophyta)为绝对优势门类，共25属60种，甲藻门(Pyrrophyta)有6属9种。调查海区浮游植物细胞丰度变化范围为(732.10~ 1142.19)×104 cell/m3，平均为937.15×104 cell/m3。浮游植物细胞丰度季节变化明显，2016年最高峰出现在秋季；2017年最高峰出现在夏季；空间分布上，春、夏2个季节呈现由北向南递减的趋势。浮游植物群落结构特征指数分析结果显示，调查海域浮游植物的多样性指数和丰富度指数均较好，表明该海域浮游植物群落结构比较稳定。聚类分析结果显示，春季浮游植物细胞丰度季节变化不大，2016和2017年相似性高达70%左右，但夏、秋季的浮游植物细胞丰度季节变化较大，相似性仅为40%左右，这主要与环境因子变化有关。浮游植物群落结构与环境因子相关性分析表明，浮游植物细胞丰度平均值与化学需氧量(COD)的相关系数最高，最高值为0.536，其次与之相关的双因子组为pH与COD、COD与无机氮(DIN)、溶解氧(DO)与COD。因此，崂山近岸海区浮游植物细胞丰度的关键限制因子为COD、pH、DIN和DO。     

复合垂直流人工湿地植物与基质层微生物群落特征比较分析

为了解复合垂直流人工湿地系统对海水养殖尾水中各形态氮的处理效果, 以及植物与不同基质层微生物群落特征的相似性和差异性, 以互花米草(Spartina alterniflora)-细砂-煤渣-碎石构建的复合垂直流人工湿地系统为研究对象, 研究了该系统对海水石斑鱼养殖尾水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和总氮(TN)的去除效果, 并采用高通量测序技术分析了植物根际和不同基质层微生物群落特征。结果表明, 复合垂直流人工湿地系统对污染物有较好的去除效果, 出水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和 TN 的平均浓度分别为 4.00 mg/L, 0.15 mg/L, 0.16 mg/L, 0.04 mg/L, 0.64 mg/L。植物根际样品和细砂层样品的微生物群落丰富度和多样性较高, 与其他基质层样品具有明显差异; 在门分类水平上优势菌以变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和厚壁菌门为主, 相对丰度分别为 53.7%、11.5%、11.9%、6.4%、3.7%; 在纲分类水平优势菌以 α-变形菌纲、γ-变形菌纲、放线菌纲和拟杆菌纲为主, 相对丰度分别为 30.1%、20.9%、11.9%、10.3%; 人工湿地中丰度最高的脱氮功能菌包括亚硝化单胞菌属、硝化螺菌属、 芽孢杆菌属、假单胞菌属和不动杆菌属; 系统中微生物代谢功能丰富, 且所有样品功能组成相似; 相同基质层样品的微生物群落组成差异较小, 二级湿地单元各基质层样品微生物群落的差异程度与一级湿地单元相比较小。     

不同水力负荷下人工湿地对海水养殖尾水污染物的净化特征

海水养殖尾水的达标排放是海水养殖产业面临的主要问题之一,人工湿地作为一种生态、综合水处理技术,可有效去除养殖尾水中的氮、磷等污染物,获得适宜的水力负荷条件是该技术推广和应用的前提。构建一套复合垂直流人工湿地处理系统,研究3种水力负荷条件(V1=0.50、V2=0.19、V3=0.10 m/d)对牙鲆(Paralichthys olivaceus)养殖尾水的处理效果的影响。结果显示,3种水力负荷状态下,该系统对于海水养殖尾水中主要污染物的处理效果差异显著。进水中的化学需氧量(COD)浓度相对较低时,去除率均较低(最高去除率为36.25%),水力负荷状态对COD的去除率影响不明显。水力负荷为0.50 m/d时,总氮(TN)的去除率为49.50%;在0.10 m/d时,TN去除率达到85.90%。活性磷酸盐(PO43–-P)的去除率受到水力负荷的影响较小,最低去除率为77.44%。水力负荷状态会影响系统内氮、磷的浓度变化：在不同水力负荷下,下行池中氮污染物去除率在80%以上;上行池则会在高水力负荷状态下产生硝酸盐氮(NO3–-N)或亚硝酸盐氮(NO2–-N)的累积,影响出水水质。PO43–-P的吸附转化主要发生在下行池的中上层,水力负荷越大,PO43–-P的吸附转化就越靠近系统后程。     

大沽河湿地表层沉积物重金属分布特征及污染评价

胶州湾属半封闭海湾,水体交换能力较弱,受多条河流入海影响,污染日趋加重,通过大沽河的径流量、输沙量和溶解污染物占到胶州湾入海河流的首位。根据区域特征,于2009年2、5、8、11月对大沽河湿地48个采样点表层沉积物中的Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As、有机碳、粒度进行测定,探讨了重金属含量和污染特征与总有机碳、粒度的关系,利用污染评价法和潜在生态风险评价法进行污染和风险分析。结果表明:胶州湾大沽河湿地表层沉积物重金属含量较低,大部分测站符合海洋沉积物质量(GB18668—2002)Ⅰ类标准的要求。表层沉积物中Cu、Pb、Zn含量8月份最高、2月份次之、5月份最低。Pb、Hg、As3种重金属含量在2月份最高。Cu、Pb、Zn和Cd重金属之间存在显著正相关关系,Hg与As存在明显的相关关系;除Cd和As外的4种重金属与沉积物粘土、有机碳含量之间也存在显著正相关性。重金属单因子污染程度总体较轻,属于低污染水平,污染程度依次为Hg>Cd>Pb>Cu>As>Zn。大沽河河口区表层沉积物重金属潜在生态风险总体处于较低水平,风险程度依次为Hg>Cd>Pb>Cu>As>Zn。     

海洋动物体内氧化三甲胺和甘氨酸甜菜碱的浓度特征及影响因素

氧化三甲胺(TMAO)和甜菜碱(GBT)广泛存在于海洋生物体内,它们被降解后产生的有机胺可通过海气交换进入大气中,进而可以促进新粒子生成及增长,具有潜在重要的气候效应.多数研究认为浮游植物体内含有大量的TMAO和GBT,它们是海洋大气中有机胺的主要贡献者.也有研究发现海洋动物体内也含有TMAO和GBT,但它们对大气中有机胺的贡献报道较少.概述了不同类型海洋动物体内TMAO和GBT合成方式及它们降解为有机胺的途径,归纳了不同海洋动物体内TMAO和GBT的浓度分布特征,探讨了影响动物体内TMAO和GBT浓度的因素,剖析了该领域待解决的科学问题,并对今后的研究工作进行了展望,以期为认识海洋环境中有机胺来源及其气候效应提供科学参考.