中国大陆到港船舶压载水生物研究

随着中国外向型经济的发展,从20世纪80年代初,加快了沿海港口的建设。港口和航运业的快速发展,导致世界各地大量的船舶压载水到达中国沿海港口,提高了压载水生物入侵的风险。有关中国大陆港口到港船舶压载水的研究,早期从卫生防疫的角度关注病原菌的入侵,从赤潮防控的角度关注有害藻类的入侵,在此基础上逐渐扩展到压载水生物多样性的研究,但主要是在压载水生物种类调查的层面。随着《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》的生效,必将推动船舶压载水生物的研究逐步深入到压载水生物适应机制和入侵机制方面,并推动船舶压载水检测技术的研发创新,为公约履约和港口国监督检测提供技术支撑和保障。     

基于SRA法的中韩船舶压载水生物入侵风险研究

2017年实行的《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》(以下简称《压载水公约》)要求400总吨及以上国际航线船舶需安装压载水处理系统。为了免除部分短途航线船舶的压载水处理系统的安装责任,《压载水公约》A-4条款针对在指定港口间航行的船舶免除安装压载水处理系统提出了要求。为了满足《压载水公约》的要求、降低黄海水域航行的中韩航线船舶投入,近年来中韩双方通过学术交流和技术评估来分析压载水排放对黄海水域造成的生物入侵风险。本研究采用丹麦和Interferry首先提出的相似风险区评价方法进行生物入侵风险的评估。本研究建立了相似风险区模型:通过建立黄海二维水动力模型和基于介质的模型(Agent Based Modelling),模拟中肋骨条藻在投放港投放的自然生物扩散过程,并在扩散过程中叠加水温和盐度对生物行为的影响。模拟结果显示,中韩港口水域之间具有一定的生物自然扩散连通性;但从中肋骨条藻的扩散结果来看,从时间上和空间上不能确定测试港口之间的连接性。目前的研究成果尚不能支持中韩大黄海水域为一个相似的风险区。     

国际海事组织压载水公约立法发展研究

全球海洋总面积约为3.6亿平方公里,约占地球表面积的71%,其作为地球最大的生态系统,蕴藏着极为丰富的资源,是人类可持续发展的宝贵财富。进入21世纪以来,伴随着全球化的发展和工业化的升级,各类全球性海洋问题日益增多且日趋严重,其中由船舶压载水携带的外来生物和病原菌造成的经济、环境、卫生和安全等问题越来越受到国际组织和各国的关注。就此,2004年2月国际海事组织(IMO)通过了全球第一部拟构建具有约束力的压载水管理制度的国际公约—《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》(以下称《压载水公约》),为了在全球范围内一致地履行该公约,IMO又陆续通过了一系列导则。本文对IMO压载水公约立法发展进行深入分析,涵盖结构及内容、发展历程和特点等方面,同时结合相关公约及导则预测未来IMO立法发展动态,为中国正式加入该公约后的充分履约提供参考。     

基于公海换水的船舶压载水浮游植物研究

选取9艘停泊于洋山深水港、在太平洋公海海域进行压载水交换的到港船舶,分析其压载水中浮游植物的种类组成和丰度,共检测出浮游植物4门18属29种(包括变种或变型),其中硅藻门占主要优势地位,共计13属21种,占总种类数72.4%,包括未定种8种;甲藻门3属6种,占总种类数20.7%,其中未定种1种;绿藻门1属1种,占总种类数3.5%,其中未定种1种;蓝藻门1属1种,占总种类数3.5%。所有船舶压载水样品中均发现有赤潮藻,存在潜在外来种入侵风险。在公海海域进行压载水交换后浮游植物丰度远小于在国内沿岸海域交换压载水的丰度,显示公海换水可有效降低压载水内浮游植物的密度,但仍有适应港口环境的种类存在,未能完全消除外来藻类入侵的潜在生态风险。     

设施园艺灌溉水处理方法

设施园艺使用先进的设施来合理控制作物的生长,而灌溉水对设施园艺作物的生长及其品质具有决定性的影响,因此开展设施园艺灌溉水处理方法研究具有十分重要的意义。目前设施园艺灌溉水处理方法主要有生物净化处理、砂石过滤处理、紫外线杀菌处理、反渗透处理等几种方法。     

设施栽培土壤盐分处理技术初探

为解决设施栽培中连续种植引起的土壤盐渍化与连作障碍等问题特进行了栽培土壤盐分处理的试验,通过生物和物理措施进行改土改水,有效降低了因长期使用温室及覆盖薄膜导致地下盐分上升对作物生长的影响,节省了灌溉和能源消耗开支,提高了盆花的商品经济价值和效益。     

蔬菜设施栽培土壤障碍修复技术研究——酒精处理对设施土壤理化性状的影响

[目的]寻求解决设施土壤连作障碍的有效方法。[方法]以连续11年种植黄瓜的设施土壤为研究对象,采用不同浓度酒精（0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）对其进行喷施处理,然后再分别对各土样进行覆膜和不覆膜2种处理,25d后测定各处理土壤的理化性状。[结果]随着酒精处理浓度的增加,土壤容重呈下降趋势,土壤含水量及孔隙度呈上升趋势;酒精处理对土壤pH值和有效氮、硫酸根含量及EC值均具有一定程度的影响,但对土壤有机质、有效磷及速效钾含量影响不大;酒精＋覆膜处理的效果大于未覆膜处理。[结论]一定浓度的酒精处理可改善设施土壤的理化性状,其中酒精＋覆膜处理在保持土壤含水量及养分方面所产生的积极效应较明显。     

不同设施处理下籽莲萌芽水温指标研究

试验开展水温高低及变化对籽莲早春萌芽的影响研究,结果表明,一定温度范围内,满天星、太空36号各自的萌芽天数和日均水温呈反比,即日均水温越高,萌芽天数越短;满天星、太空36号萌芽的界限最低水温均可确定为13℃;满天星萌芽最适水温应在18.0℃以上,太空36号萌芽最适水温应在17.5℃以上。本研究为籽莲早春定植提供了较准确的指标,对莲藕双季栽培的指标研究也有一定的借鉴意义。     

设施番茄连作障碍土壤处理技术

经过在二曲镇小寨子村二组（粘土）和富仁乡永流村二组（沙壤土）两个点,同期进行土壤处理技术石灰氮防治根结线虫试验及EM处理土壤效果示范;并对试验示范各阶段进行了拍照、记录和文字记载。目前试验示范工作已经结束,效果比较显著。     

土壤日晒处理在设施无公害蔬菜生产上的应用前景

生产上为防治土传病害所造成的损失，施用过多的农药，其对人体及环境所产生的潜在危险已为越来越多的人所认识。我国WTO的加入，推动了我国蔬菜出口行业的发展。无公害蔬菜的生产已成基本要求，而日前除主要采取化学防治外，缺乏物理的、不污染环境的、经济有效的土壤消毒方法，     

上海口岸入出境船舶压载水的致病微生物携带情况调查

据国际海事组织统计,每年在全球运输的压载水超过100亿吨,每天约有超过7 000种生物随船舶压载水在全球范围内迁移,这些迁移的生物极易造成生物入侵。为了评估上海及附近海域受外来生物"侵袭"的风险,尤其是上海口岸入境的国际航行船舶压载水中致病微生物携带情况,我们采用自制采样器采集洋山、崇明及外高桥等港口入境船舶压载水样,参照国标GB/T5750.12—2006和生活饮用水规范(2001),对样品进行实验室培养和检测。结果显示在调查的20艘来自国外船舶的压载水中,检测到了肠致病性的气单胞菌和肠球菌,在某些船的压载水中还检测到了铅黄肠球菌。在3艘外来船舶的4个样本中检测到大肠菌群,细菌总数检测在10~3~10~4cfu/m L,霍乱弧菌未检出。研究结果说明当前上海口岸入境船舶压载水中存在风险,也警示我们应该加强压载水的管理。对于新发现的单胞菌,也应加强检测方法及标准的建立。为更好地应对实施的国际压载水海洋公约,我们应该针对入境的船舶压载水,展开更广泛地调查,采集更多的数据,对外来微生物进行更详细的风险评估。     

洋山港海域海水压载后浮游动物群落的演变

通过压载模拟实验,研究分析压载0、1、5、10、15和30 d压载水体中浮游动物的数量和种类的动态变化特征,探讨其生态适应机制。结果显示,连续压载30 d后,浮游动物种类数由11种减少至5种,种类数显著下降。压载期间,浮游动物出现的频率和持续的时间不尽相同,不同类群对于压载环境的适应性有所不同,各物种之间对于各压载阶段的适应能力存在较大差异。实验舱内浮游动物丰度经过30 d模拟压载呈现明显的下降趋势。5 d时由于轮虫和浮游幼虫数量的大幅度增加,浮游动物整体丰度显著上升,随后迅速下降,压载至30 d时仍有浮游动物存活。MDS分析结果显示,压载条件下各水龄阶段之间的浮游动物群落结构变化明显。CCA分析表明:在本次模拟压载实验中,总氮、总磷、悬浮物、浊度以及温度等环境因子对浮游动物群落结构变化产生影响。     

基于国际公约要求的压载水生物检测技术

《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》D-2排放标准对排放压载水中10~50μm生物、大于等于50μm生物、大肠埃希氏菌、肠道球菌和霍乱弧菌的活体数量提出了具体的要求。目前各国已重视并针对压载水处理做了大量研究,但如何对压载水中活体生物开展有效检测,尤其是快速检测尚存在问题。介绍了目前国际上使用的几种主要检测方法,如显微镜观察法、流式细胞技术、微流控芯片技术、分子生物学技术、MPN法、平板法等,以及几种方法的原理、使用特点和在压载水快速检测中的限制性。基于快速、准确、样品消耗量小、自动程度高的特点,流式细胞术法是目前最适合发展用于港口压载水生物快速检测的方法。公约未对排放压载水中孢囊的数量有详细规定,相应的研究也很少,但孢囊对压载水排放地生态系统潜在破坏性更大,因此建议加强对孢囊方面的研究。     

中国近岸海域船舶压载水浮游植物特征分析

船舶压载水作为不同海域之间浮游植物传播的重要途径,可能会引发一系列生态风险。2015年4月到2016年7月选取停靠在上海洋山港且上一压载地为中国近岸海域的6艘船舶,分析船舶压载水浮游植物。共采集到浮游植物3门22种,包括硅藻门17种、甲藻门4种、金藻门1种,优势种为硅藻。其中渤海海域压载水浮游植物2门5种,包括硅藻门4种、甲藻门1种,丰度为9.66×10~2cells/L;黄海海域3门10种,包括硅藻门7种、甲藻门2种、金藻门1种,丰度为8.955×10~2cells/L;东海海域2门4种包括硅藻门3种、金藻门1种,丰度为6.83×10~2cells/L;南海海域2门11种包括硅藻门6种、甲藻门5种,丰度为22.915×10~2cells/L。调查发现到港船舶压载水中浮游植物与其压载地的浮游植物间存在差异,压载水中浮游植物种类组成可能受压载地当地受气团、季节等因素影响。压载水中少量物种为传入其他海区的外来物种或其它海区的赤潮种。     

基于公海换水的压载水微生物多样性分析

利用高通量测序技术分析了三艘公海交换压载水、一艘近岸交换压载水的远洋船舶微生物的群落组成,共检测出27门、61纲、138目、249科、481属、836种;黄海远岸的压载水样检测到的细菌种类最多,达到564种;东海远岸的压载水样细菌种类最少,只有406种。主要优势类群为变形菌门(Proteobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),其中变形菌门(Proteobacteria)占主导地位。假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)为γ-变形菌纲中绝对优势属,分布于各海域压载水样中,同温度和营养盐有一定的正相关性,同盐度、p H有较强的负相关性;蓝细菌门(Cyanobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)是南海远岸交换的压载水样中检测出的优势门类,远高于其它海域压载水样,其所对应的原绿球藻属和浮霉状菌属同环境因子溶解氧(DO)有显著的正相关性,与温度、营养盐呈负相关性;Salinimicrobium是黄海远岸压载水样品独有优势属,与p H和溶解氧呈正相关性,与营养盐呈负相关性;不同海域海洋微生物及其海洋环境对压载水微生物的多样性起决定作用,压载舱独特的环境对压载水微生物有一定的选择作用。依据IMO准则结合本文研究,在公海交换压载水对压载水微生物群落组成结构有很大的影响,且对海洋环境的保护,防止生物入侵和致病菌传播具有重要的作用。     

防控船舶压载水造成的生物入侵的管理问题

船舶压载水携带大量生物到地理隔绝水域可能引起严重的生态问题,成为引入海洋外来入侵生物的主要途径之一。2004年IMO通过了《控制和管理船舶压载水和沉积物国际公约》,制定了压载水管理的国际规则。尽管该公约尚未达到生效条件,美国、澳大利亚等国家已经开始通过国内立法单方面实施船舶压载水管理。我国现有涉及船舶压载水管理的立法主要限于防止污染和卫生防疫,尚未有从防止生物入侵的角度的专门或具体的法律规定,未能实施相应的管理。建议:(1)尽快完善船舶压载水管理立法;(2)先行要求入境船舶压载水深海置换;(3)加强港口和近岸水域本地生物本底调查;(4)加强压载水管理技术研究;(5)建立管理部门多方协调机制;(6)及早准备对本国船舶的压载水管理。     

压载水中消毒副产物碘代三卤甲烷形成机制研究

由于海水中I~-、Br~-含量较高,通过电解法处理压载水过程中会产生一定含量的碘代三卤甲烷(ITHMs),该类物质具有极强的致癌和致突变特性,在电解处理工艺过程中极易生成,难以有效控制。本研究通过次氯酸钠投加模拟实验分析消毒副产物碘代三卤甲烷的形成机制与影响因素,结果显示:(1)Na Cl O浓度由5 mg/L增加至15 mg/L时,I-THMs生成量增加24.76μg/L;(2)I-THMs的生成量随着温度的升高而增加,当温度高于20℃时I-THMs的生成量增加迅速;(3)酸性条件下,I-THMs的生成量较小,碱性条件下,I-THMs的生成量明显增大;(4)对于溶液中不同溴碘浓度比,I-THMs的生成量和各组分比例差异较大。因此,建议在压载水电解处理工艺过程中应对反应条件进行最佳优化,以期保证其处理效果的同时有效控制消毒副产物DBPs的产生。