溶解无机氮在胶州湾沉积物-海水界面上的交换速率和通量研究

应用实验室培养法测定了溶解无机氮(DIN)在胶州湾16个站位沉积物-海水界面上的交换速率.结果表明,NH+4-N,NO-2-N和NO-3-N的交换速率一般分别在-0.5～1.6,0.005～0.67,-2.0～2.8 mmol/(m2@d)范围内.由于间隙水中DIN主要以NH+4-N形态存在,DIN在胶州湾沉积物-海水界面上的交换以NH+4-N的扩散为主,在大部分站位表现为由沉积物向水体的释放,NO-3-N主要来自NH+4-N的硝化反应,而NO-2-N是NH+4-N和NO-3-N之间化学转化过程的中间产物.考虑胶州湾沉积物类型,DIN在胶州湾沉积物-海水界面上的交换通量为9.68×108mmol/d,是河流输入DIN的50%左右,可提供维持胶州湾初级生产力所需DIN的52%.

胶州湾海水溶解有机物三维荧光特征研究

应用三维荧光光谱(excitation-emission matrix spectroscopy,EEMs)研究了不同河流输入有机物对胶州湾海水中溶解有机物荧光特征的影响。结果表明,生活污水和工业废水的排放使附近海水中类腐殖质荧光位置发生红移;类蛋白荧光在海泊河附近最强,类腐殖质荧光在李村河附近最强,中心海区荧光强度最弱,表明沿岸河流输入是胶州湾海水中有机物的主要来源,而中心海区有机物主要来源于现场生物活动。不同河口附近区域样品中有机物的类蛋白和类腐殖质荧光强度之间相关性不同,表明河流输入有机物的影响。胶州湾大部分海水中有机物的类蛋白与类腐殖质荧光强度之间的比值较大,表明可能受到了人类活动产生类蛋白有机物的污染。研究结果对于分析海水中有机物来源以及河流排放污染物的迁移等过程具有一定的指导意义。

Si在胶州湾沉积物-海水界面上的交换速率和通量研究

本文应用实验室培养法研究了 Si O3 - Si在胶州湾 1 6个站位沉积物 -海水界面上的交换速率。考虑培养时间、取样时间和间隔等因素 ,采用连续函数的方法计算了 Si O3 - Si交换速率。结果表明 ,Si O3 - Si在胶州湾沉积物 -海水界面上的交换表现为由沉积物向水体的释放 ,交换速率一般在因为 1～5mmol·m-2· d-1范围内 ,平均为 3.3mmol·m-2· d-1。高含量有机质沉积物 ,特别是生物扰动作用可以增大 Si O3 - Si交换速率。考虑胶州湾各种沉积物类型占胶州湾总面积的权重 ,Si O3 - Si在胶州湾沉积物 -海水界面上的交换通量为 1 .0 6× 1 0 9mmol·d-1 ,是河流输入量的 5.3倍 ,可提供浮游植物生长所需硅的 58%。

原油污染对栉孔扇贝抗氧化酶活性的影响

以原油水溶性成分(water soluble fraction of crude oil,WSF)为污染物,采用暴露实验法,研究了栉孔扇贝(Chlamys farreri)鳃和消化腺组织中超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性的变化。结果表明,WSF污染下,鳃和消化腺组织SOD和CAT酶活性随暴露时间增加一般表现为降低-升高-降低的趋势,酶活性达到最高的时间随浓度不同而变化。第1天时消化腺SOD在0.08 mg/L浓度下被诱导,而后随时间增加表现为抑制效应;浓度为0.21和0.88 mg/L时消化腺SOD酶活性被抑制,随暴露时间延长而活性增加。暴露时间为4 d时,石油烃浓度在0.08和0.88 mg/L时鳃组织SOD酶活性均被抑制,而浓度为0.21 mg/L时被诱导。消化腺和鳃组织SOD可以作为扇贝被污染胁迫的指标。

同步荧光光谱分析法在海面溢油鉴别中的应用研究

为了实现海面溢油快速筛选和鉴别,文章提出了应用同步荧光光谱技术结合系统聚类分析方法鉴别海面溢油的方法,并应用于不同原油样品及风化油样的分析。结果表明,选择波长差为25nm,采用300～500nm范围内数据进行聚类分析,可以将原油样品和风化样品完全区分开,不同海区、不同采集时间的原油样品可大致分开。作为溢油鉴别的一种辅助方法,同步荧光光谱分析法能够对可疑油源及溢油样品实现初步筛选。

胶州湾海泊河口水域水体的吸收、荧光特性与溶解有机碳的实验研究

实验研究了海泊河废水及其河口区水体的光学性质以及溶解有机碳（DOC）浓度，分析了光吸收系数（aCDOM）、最大荧光强度与DOC的关系。结果表明，海水中aCDOM在1．81-3．51m^-1内，平均值为2．39m^-1；而废水样品的aCDOM在0．59～16．23m^-1内，平均值为3．35m^-1海水中aCODM、光吸收指数斜率系数（S）、最大荧光强度以及DOC浓度都小于废水中相应的参数。水体中aCDOM、最大荧光强度以及DOC浓度三者之间均存在较好的线性关系。胶州湾东部海区海水中CDOM主要来源于海泊河排放的废水，由于水动力和潮汐作用较强而很快扩散，它们的浓度很快降低，在海泊河附近海区没有睨显的积累。

浮游生物来源溶解有机物的三维荧光特征研究

应用三维激发—发射荧光光谱技术,研究了中肋骨条藻和采集水样中浮游植物在光照和避光条件下培养实验过程中产生的溶解有机物,分析了三维荧光光谱中荧光峰数目、位置和荧光强度的变化,探讨了浮游植物和细菌在有机物产生中的作用。结果表明,光照条件下浮游植物生长产生类蛋白和类腐殖质荧光有机物,在衰亡期2类有机物的荧光强度迅速增加;而在避光条件下,类蛋白有机物荧光强度明显降低,类腐殖质有机物的荧光强度保持不变。2类有机物的荧光峰位置和荧光强度变化与初始有机物的性质及光照环境有关。

中肋骨条藻在不同营养盐条件下的荧光光谱特征研究

采用实验生态学方法,探讨了营养盐条件变化对中肋骨条藻活体细胞和光合色素荧光光谱的影响。结果表明,光合色素的荧光激发光谱和发射光谱均比活体藻细胞的多一个荧光峰,且荧光峰最大值向短波方向移动;营养盐条件改变时,活体藻细胞的荧光光谱特征基本不变,光合色素的荧光光谱特征由于色素组成比例发生变化而使荧光光谱特征发生改变。研究结果还显示营养盐条件的改变会影响光合色素的荧光光谱特征,应用光谱技术对赤潮藻进行监测和分析时需要考虑环境条件的影响。

四丰山水库富营养化状况

通过对四丰山水库2006至2010年监测数据的统计,分析水库水质富营养化状况,指出水质富营养化的危害,并提出避免水质恶化的建议。

海洋中微塑料的来源、分布及生态环境影响研究进展

微塑料(粒径<5mm的塑料)作为海洋环境中一类新型污染物正受到越来越多的关注。我们从微塑料来源、分布和生态影响等方面总结分析了近年来海洋微塑料研究的进展。结果表明,海洋中的微塑料主要来源于在阳光、风浪和海流等作用下的海上塑料垃圾的分解,陆源塑料垃圾输入、海上船只塑料垃圾的丢弃、水产养殖业漂浮装置的废弃等是海洋中塑料垃圾的主要来源。海洋微塑料分布呈全球化趋势,近岸、大洋、深海和极地都有微塑料的存在,已有研究表明深海是微塑料的主要汇集区。微塑料不但会影响藻类的光合作用,还会影响一些海洋生物的产卵量和繁殖能力,甚至会引起某些海洋生物的营养不良甚至死亡;微塑料自身含有和表面富集的污染物会在水动力作用下影响污染物的全球分布并对海洋生物产生复合毒性影响。为减少海洋塑料垃圾,控制海洋微塑料污染并为污染防治提供支撑,保护海洋环境安全和人类健康,今后的研究方向将主要包括:不同粒径微塑料的快速分离和在线鉴别方法的建立;水动力对微塑料全球迁移变化的影响;微塑料复合毒性对海洋生态环境的污染效应及机制;管理和技术体系以及相关政策法规的制定等。

东海沉积物—海水界面营养盐交换通量的初步研究

用实验室模拟法研究了2002年4月30日～5月17日和2002年8月26日～9月10日东海两个航次硅、磷、氮营养盐12个站位沉积物—海水界面上的交换通量,采用连续函数拟合的方法计算了营养盐界面交换速率。结果表明,春、夏季SiO3 Si在东海沉积物—海水界面上均表现为由沉积物向水体的转移,平均交换速率为4.12mmol/m2·d。PO4 P、NH4 N、NO2 N和NO3 N则随站位的不同有一定的差异,平均交换速率分别为-0.01、0.48、-0.02和-0.07mmol/m2·d。平均两个航次的结果,SiO3 Si、PO4 P、溶解无机氮(DIN)在东海沉积物—海水界面上的交换通量分别为3.18×1012、-7.37×109和2.95×1011mmol/d,可提供维持东海初级生产力SiO3 Si的55%、DIN的5.1%。

固相萃取柱上衍生气相色谱-质谱法测定水中烷基酚

以烷基酚(APs)主要降解产物辛基酚(4-t-OP)、壬基酚(4-n-NP)为研究对象,建立了固相萃取(SPE)柱上衍生化、气相色谱-质谱(GC-MS)法测定水中APs的分析方法。以C18柱为固相萃取柱、N,O-(三甲基硅)三氟乙酰胺(BSTFA)为硅烷化试剂,设计五因素四水平正交实验L16(45),对衍生化影响因素、衍生化溶剂、衍生化时间以及SPE主要影响因素pH值、盐度和洗脱剂进行优化;在优化条件下,方法的回收率(高于80%)和重现性(RSD低于10%)结果令人满意,4-t-OP和4-n-NP的仪器检出限分别为3.35ng/L和6.38ng/L。采用建立的方法,回收率略高于传统的SPE萃取衍生法,具有有机溶剂用量少,方法简单快速、灵敏度高的特点,适用于河水和海水中痕量烷基酚的快速测定。

夹管电磁阀定量-流动注射分析系统测定海水中亚硝酸盐和硝酸盐氮

采用3个夹管电磁阀联用代替传统六通阀的样品定量方法,自制一套多通道流动注射分析仪,并优化了仪器的最佳测试条件,实现了海水中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量的测定。本分析系统结构简单,性能可靠,测定频率为28个/h。测试结果表明,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的线性范围(以氮含量计)分别为25～1000μg/L和50～1000μg/L(R≥0.999),检出限分别为1.8和4.8μg/L;加标回收率在94.5%～105.3%之间;加标200.0μg/L的回收实验的相对标准差在1.3%～4.5%之间(n=6)。经t检验分析,本方法与国标方法测定数据无显著性差异,可适用于海水中微量亚硝酸盐氮和硝酸盐中氮的快速测定分析。

石油烃污染物对海洋浮游植物生长的影响——实验与模型

本文应用 1次培养实验方法 ,研究了 No.0柴油石油烃污染物对 6种海洋浮游植物生长的影响 ,结果表明 ,高浓度石油烃污染物 (CPH>1.0 5 mg· dm-3 )对裸甲藻 ,新月菱形藻 ,三角褐指藻 ,小球藻和亚心形扁藻的生长有抑制作用 ,对于中肋骨条藻 ,石油烃污染物浓度在高于 1.96 mg· dm-3 时抑制其生长。但低浓度石油烃污染物则易促进赤潮藻类 (裸甲藻 ,新月菱形藻 ,中肋骨条藻 )的生长。在 Logistic生长模型的基础上 ,结合 L orentz方程和 Exponential方程 ,引入石油烃污染物浓度项 ,建立石油烃污染物条件下的海洋浮游植物生长的模型。Lorentz方程可描述石油烃污染物对浮游植物生长速率参数的影响 ,Exponential方程可描述石油烃污染物对浮游植物生物量的影响 。

胶州湾营养盐环境容量计算

根据营养盐在多介质海洋环境 ,包括海水、浮游植物、浮游动物、悬浮颗粒和沉积物中分布动力学模型建立了胶州湾溶解无机氮 (DIN)和磷酸盐 (PO4 P)自净容量、环境容量和剩余环境容量的计算方法。结果表明 ,胶州湾营养盐自净容量夏季最大 ,冬季最小 ,春秋居中 ,这主要是海洋中物理、化学和生物自净过程共同作用的结果。胶州湾DIN剩余环境容量和PO4 P剩余环境容量在20世纪70年代末至80年代中期变化较小 ,相对一级海水水质标准下的环境容量还具有约60 %的容纳能力。但自80年代中后期至90年代中后期 ,营养盐剩余环境容量迅速减小 ,其中至1997年DIN剩余环境容量已超过1级海水水质标准下环境容量的70 % ,而自90年代末开始DIN剩余环境容量又有所增加 ,而PO4 P剩余环境容量减小速度趋缓。胶州湾营养盐环境容量计算不仅可以深入了解海洋各种自净过程对特定海域容纳营养盐能力的作用 ,而且更为重要的是可以为排海营养盐总量控制方案的制定提供直接。

石油烃对栉孔扇贝血淋巴细胞DNA损伤的初步研究

为研究石油烃对海洋生物的毒性效应,将栉孔扇贝(Chlamys farreri)暴露于0.08、0.21和0.88mg·L-1石油烃中,采用单细胞凝胶电泳实验(彗星实验)技术检测不同暴露时间扇贝血淋巴细胞的DNA损伤程度,对照组中石油烃背景浓度为0.04mg·L-1。结果显示,低浓度(0.08mg·L-1)的石油烃短期(<7d)内即可导致栉孔扇贝血淋巴细胞的DNA损伤,并且随石油烃浓度的增大和暴露时间的延长,DNA损伤程度增加,石油烃浓度达0.88mg·L-1时,DNA损伤程度已非常严重。3d恢复实验后,各浓度组DNA损伤又均有不同程度的恢复。研究表明,彗星实验是检测石油烃对海洋贝类DNA损伤的一种有效手段,贝类血淋巴细胞DNA损伤有望成为石油烃污染的一种生物标志物,用于海洋污染的早期预警监测。

南黄海中部海水、间隙水和沉积物中多环芳烃的分布及源分析

利用液液萃取、固相微萃取及快速溶剂萃取法对2007年9月南黄海中部海洋环境调查采集的31个调查站位的表层、30m层、底层海水及表层沉积物样品进行前处理,并采用气相色谱-质谱检测其中的多环芳烃(PAHs)。结果显示:站位表层、30m层和底层海水中总PAHs的质量浓度分别为37.77～233.39ng.L-1,39.45～213.27ng.L-1,15.76～202.55ng.L-1;表层沉积物(干重)总PAHs的质量比为16.33～229.58ng.g-1,间隙水和上覆水中总PAHs的质量浓度为11.98～386.66ng.L-1。间隙水的总PAHs普遍高于上覆水的,而沉积物和间隙水中的大于表层、30m层及底层海水中的。经特征PAHs组分分析判定南黄海中部海水中PAHs的来源主要为石油及其产品,而表层沉积物中PAHs的主要来源可能为高温燃烧后的矿物燃料残余物。

近岸海水中全氟化合物的液相色谱-离子阱质谱法测定

建立了利用高效液相色谱-电喷雾离子阱质谱(HPLC-ESI-IT-MS/MS)测定近岸海水中多种常见全氟化合物(PFCs)的分析方法.采用固相萃取法(SPE)对海水中的PFCs净化富集,用HPLC-ESI-IT-MS/MS多反应离子监测(MRM)模式对各组分(全氟己烷磺酸、全氟辛烷磺酸、全氟辛烷磺酰胺、全氟己酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸、全氟癸酸、全氟十一酸、全氟十二酸)进行测定.在最佳实验条件下,采用基质匹配标准曲线法定量,以消除海水基质的影响,8种目标化合物的检出限介于0.50—1.00 ng·L-1,9种PFCs的回收率在71.0%—130.2%之间,能满足近岸海水中多种PFCs检测的要求.青岛沿岸表层海水样品测定结果显示,全部采样站点的海水样品中均检测到≥4种PFCs,说明青岛沿岸海水中已有一定程度的PFCs污染.

毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱联用测定海藻中铅形态化合物

建立了毛细管电泳（CE）与电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）联用技术测定铅离子（Pb（Ⅱ））、三甲基铅（TML）和三乙基铅（TEL）3种不同形态铅化合物的方法,以及海藻中不同形态铅化合物的提取技术,实现了海藻中3种铅形态化合物的定性定量分析。结果表明：以70 mmol/L H_3BO_3-17.5 mmol/L Na_2B_4O_7（pH 8.90）为缓冲溶液,在最佳CE-ICP-MS条件下3种铅化合物20 min内可实现有效分离,重现性较好,迁移时间RSD〈4%,峰面积的RSD〈5%;在10~200μg/L范围内3种铅化合物线性较好,相关系数大于0.90;Pb（Ⅱ）、TML和TEL的CE-ICP-MS检出限（3S/N,以Pb计）分别为0.091,0.023和0.030μg/L;采用分步提取海藻中Pb元素,提取率高达80%以上,以藻体为基底Pb（Ⅱ）,TML和TEL回收率分别为103.6%,95.7%和90.6%;通过检测紫菜和海带中铅含量,结果显示藻体内Pb主要以Pb（Ⅱ）形式存在。本方法具有简单、高效、样品消耗量少等优点,可为海藻及其它海产品的质量控制提供技术支撑。

原油水溶性成分对栉孔扇贝抗氧化酶活性和丙二醛含量的影响

以栉孔扇贝(Chlamys farreri)鳃和消化盲囊中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量为指标,探讨不同浓度(对照、0.18、0.32和0.51mg.L-1)原油水溶性成分(WSF)在不同时间(1、2、4、7、10d)对栉孔扇贝的毒性效应。结果表明,WSF对扇贝鳃和消化盲囊中SOD和CAT活性均有不同程度的诱导效应,酶活性达到最高的时间随WSF浓度的不同而变化。各实验组鳃中MDA含量自第4天开始均高于对照组;0.18mg.L-1浓度组消化盲囊中MDA含量低于对照组,0.32和0.51mg.L-1浓度组消化盲囊中MDA含量一般高于对照组。进一步分析显示,第2～10天消化盲囊中SOD活性与WSF浓度存在显著的正相关性,表明消化盲囊中SOD活性更可能作为石油污染的有效生物标志物。