我国贝藻养殖对海水富营养化的影响及其与海上新能源融合发展路径研究综述

随着我国工业和养殖业快速发展,陆源污染物排放和近海养殖尾水排放日益增加,对近海海水水质产生了负面影响。文章介绍了贝类和大型藻类对海水水质的影响及其净化海水水质的机理,并在此基础上研究了开放式贝藻养殖与海水水质治理融合发展的路径,一是通过利用贝藻养殖的特性在构建海洋生态产品实现路径,促进海洋生态产品价值实现的同时,也能达到净化近岸海水水质的目的;二是探索贝藻类养殖与海上光伏和海上风电立体确权,充分利用风电和光伏确权海域空间资源,利用其净化海水水质的特性在提升近岸海域海水水质的同时,还可以带来一定的经济收益,降低海上风电和光伏的投资回报周期。

海水富营养化对海洋细菌影响的研究进展

综述了海水富营养化对海洋细菌影响的研究进展。随着海水富营养化程度的增加,海洋细菌数量或生物量增加;反硝化细菌、大肠菌群尤其是厌氧性的硫酸盐还原菌和产甲烷菌等典型细菌生理群数量增加;浮游细菌群落结构随富营养化递增趋于简单,物种多样性降低;富营养化也明显导致细菌群落正常功能活性的紊乱。海水富营养化对细菌群落的结构和功能有着深远的影响。

空间插值方法在锦州湾海水富营养化评价中的应用

采用空间插值和营养指数方程相结合的方法,对锦州湾海域海水富营养化状态进行评价。选择反距离权重(IDW)、径向基函数(RBF)和普通克里金(OK)三种插值方法及相应的关键参数,对2009年8月份锦州湾附近表层海水的高锰酸盐指数(COD)、无机氮(DIN)和无机磷(DIP)指标进行空间插值,通过交叉验证筛选出精度最高的插值方法。结果表明:(1)从插值精度上看,除了RBF法的薄盘样条(TPS)函数精度较低外,其余方法精度差别不显著;(2)从等值线图对空间变化趋势的表现效果上来看,OK法效果较好。最后利用OK法所得的插值结果评价锦州湾海水的富营养化状态,得出营养指数E≥1的海域面积占调查海域的2.4%,与传统的评价方法相比,所给出的富营养化空间分布图可直观、准确地反映该海域的富营养化状况,为海水水质评价工作提供了新思路。

海水富营养化水平评价方法浅析

本文综述了近海海水富营养化的各种评价方法，分析了它们的优缺点并筛选出到目前为止最适合海水富营养化客观实际的评价模式。

辽东湾葫芦岛近岸海水富营养化现状分析

根据2016年5月葫芦岛市近岸海域海水富营养化现状调查资料,分析了该水域表层营养盐类的分布特征并对其富营养化现状进行了分析与评价。结果表明:葫芦岛市近岸5月份海水水质较好,溶氧充足,COD、活性磷酸盐、无机氮等营养盐含量较低,水体未呈富营养化状态,未发生赤潮。

镁燃料电池处理海水富营养化的可行性研究

针对我国近海水域内富营养化程度加深的现状,围绕水体富营养化的核心问题,即高浓度的N和P元素去除,本工作以燃料电池反应机理与置换反应原理为依据,提出发电过程结合脱除N和P并合成MgNH_(4)PO_(4)的思路,设计了反应路线。以含N和P水体作为镁燃料电池电解质,通过镁燃料电池的离子反应将水体内正铵离子、磷酸根离子与镁离子结合生产MgNH_(4)PO_(4)产品。同时探究本实验MgNH_(4)PO_(4)的生成机理,并通过数据分析初步判断其处理海水富营养化有较好的效果且镁燃料电池工作时输出稳定,具有一定的可行性。

海水富营养化评价的回归支持向量机规范化模型

为了建立具有普适性的海水富营养化评价模型,在对指标值进行规范变换的基础上,采用免疫进化遗传优化算法,对传统的支持向量机(support vector machine,SVM)模型进行了改进,建立了基于回归支持向量机(support vector regression,SVR)的指标规范化的海水富营养化评价模型。并将优化好的模型用于某海域水体富营养化评价,其评价结果与传统的SVM模型的评价结果基本一致,且新模型较传统的SVM模型具有较好的普适性和通用性。

海蓬子(Salicornia europaea)生态浮床对富营养化海水的净化效果研究

因陆源污染输入和沿岸养殖业发展,我国近岸和入海口海域富营养化严重。该研究利用海蓬子(Salicornia europaea)高耐盐碱性、潮汐带生长的特点,通过浮床栽培探究了其对富营养海水的净化效果。实验构建褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)养殖池和浮床净化池的循环水净化系统,模拟持续污染的富营养化海水环境。通过在浮床上移植海蓬子幼苗,测定不同水体中氨氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、亚硝态氮(NO_(2)^(-)-N)和磷酸盐(PO_(4)^(3-)-P)浓度4种营养盐指标的变化情况及植物存活、生长状况,研究海蓬子的净化效果。实验结果表明,海蓬子对NH_(4)^(+)-N吸收效果显著(P<0.05),在12 h的水力停留时间下最高去除率为32.97%;对NO_(2)^(-)-N的净化效果显著(P<0.05),最高去除率为35.66%;对PO_(4)^(3-)-P和NO_(3)^(-)-N有去除效果,但不显著;浮床上的海蓬子存活率达93%以上,植株有明显生长,25 d总体长度增长12%,鲜重增加102%,干重增加83%。研究结果说明海蓬子可以作为生态浮床的工具植物,对近岸和入海口富营养化海水进行净化,为海洋生态环境保护提供技术支撑。

基于韦伯-费希纳定律的海水水质富营养化评价——以中街山列岛网箱养殖区为例

基于韦伯-费希纳定律基本原理,以表征海水水质富营养化水平的COD、DIN、PO4-P、Chl-a、DO等水质参数作为评价指标,通过确定海水富营养化等级与综合影响指数之间的关系,构造海水水质富营养化评价模型。研究以中街山列岛海域11个监测点的水质为例进行评价,并与富营养化指数法的评价结果进行比较。结果表明,韦伯-费希纳定律计算过程简单、评价结论合理准确,可应用于海水富营养化评价中。

碱蓬对不同盐度富营养化模拟海水的净化效应及其生长特性

研究了碱蓬〔Suaeda glauca(Bunge)Bunge〕对不同盐度(质量浓度8、16和24 g·L^(- 1)NaCl)富营养化模拟海水中总氮(TN)和总磷(TP)的净化效果,并对碱蓬生长及其不同部位TN和TP的含量和积累量进行了研究。结果表明:碱蓬在质量浓度8、16和24 g·L^(- 1)NaCl富营养化模拟海水中均生长良好。随处理时间的延长,种植碱蓬后不同盐度富营养化模拟海水中TN和TP浓度均逐渐降低,TN和TP去除率均逐渐升高,其中在质量浓度16 g·L^(- 1)NaCl富营养化模拟海水中TN和TP去除率最高。处理25 d,在质量浓度16 g·L^(- 1)NaCl富营养化模拟海水中碱蓬单株鲜质量、单株干质量和株高的增量以及平均须根长均最大,单株总干质量最高,均显著高于其他2个处理组;质量浓度16 g·L^(- 1)NaCl富营养化模拟海水中碱蓬单株叶、茎和根中的TN和TP积累量明显高于其他2个处理组,而单株种子中的TN和TP积累量则随着NaCl质量浓度提高而降低。研究结果显示:作为在滨海盐渍化土壤中生长的一年生优势物种,碱蓬可以有效地对有一定盐度的富营养化水体进行生物修复,具有对滩涂养殖废水进行生物改良和修复的潜力。

利用经济藻类净化富营养化海水

由中国科学院海洋研究所刘建国研究员等完成的“富营养化海水的藻类处理系统及其应用”获国家发明专利授权。富营养化海水的藻类处理系统包括大型经济海藻、水循环设备、搅拌装置和藻类栽培平台。通过水循环设备使富营养化海水流经大型藻类处理系统，利用大型经济海藻吸收无机营养、有机污染物的能力．去除海水富营养化的海水污染物质（主要为无机氮和磷），达到实现净化海水环境，同时获得大型经济海藻的双重目的。

浙江北部沿海富营养化的评价与分析

运用模糊集合论中的权距离概念结合隶属度的模糊评价方法 ,以化学耗氧量、总无机氮、活性磷酸盐和生物学参数叶绿素a为指标 ,对浙江北部沿海的富营养化状况进行了评价。评价过程中的重要性权向量通过改进的层次分析法来确定 ,并对评价指标重要性比较矩阵进行了不同的调整和对比分析 ,评价结果以隶属法和累加法两种方式给出。结果表明 ,浙江北部沿海约 76 .6 %的调查海域处于中营养和中富营养状态之间 ,低于和高于此状态的约分别占 16 .6 %和 6 .7% ;评价指标重要度的不同排列会对最终评价结果产生影响 ;累加法的评价结果比隶属法更接近接近实际 ;

条斑紫菜对胶州湾湿地浅海富营养化状况的生物修复效果

对胶州湾湿地海域条斑紫菜Porphyra yezoensis Ueda养殖区水环境进行了现场调查和研究,对紫菜生长吸收N、P营养盐的效果进行了实验研究,在此基础上综合分析了紫菜对富营养化海水的生物修复效果。研究结果表明,条斑紫菜养殖对胶州湾湿地海水中过剩的营养盐有明显的控制作用,养殖区氮、磷营养盐和有机碳含量以及水质营养指数均低于周边对照区。实验条件下,紫菜生长吸收N、P营养盐和降低海水富营养化程度的效果显著。各实验周期水体中的无机氮含量下降幅度为17.15%～21.26%,活性磷酸盐含量下降幅度为55.73%～61.12%,表明紫菜叶状体生长对磷的吸收量明显高于对氮的吸收量。另外,各换水周期实验海水的营养指数值由2.211～2.592降至0.749～0.873,降低幅度为63.32%～69.39%,海水富营养化等级由"中度富营养"降至"贫营养"。根据胶州湾湿地海域的环境条件,通过大规模栽培大型海藻,可大量去除海水中的N、P、C等生源要素,有效降低海水富营养化水平。

海藻修复富营养化海域与内陆缺碘环境的潜力

系统测定了采自中国渤海、黄海、东海、南海海域的大型海藻——海带的主要营养元素和微量营养元素含量水平,分析了海带营养元素的区域性差异及其对富营养化海域水体中氮磷的去除能力.结果显示,海带中的氮、磷和碘的含量分别是海水中相应元素含量的9.80×104倍、2.00×105倍和5.80×104倍.同时,利用海带制成海藻有机碘肥,培育富碘蔬菜,其碘含量可比普通蔬菜高10余倍.揭示了外源碘对提高土壤碘背景含量的生物地球化学过程.从而建立了海带修复生态环境的潜在模式,将修复沿海水域富营养化和改善缺碘生态环境的技术串联起来,为建立包括规模化海带养殖、海带发酵提取生物质能源、海藻有机碘肥生产、含碘植物性食品培育在内的生态产业链,提供了技术路线.

潜流型人工湿地系统对海洋富营养化水体的净化效果

以海洋富营养化水体为处理对象、红树林植物秋茄为湿地植物,通过测定水体中的氮磷去除率,研究潜流型人工湿地系统对海洋水体脱氮除磷的效果.实验表明:潜流型人工湿地系统对中高浓度富营养化海水中总氮、总磷、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和磷酸盐的平均去除率分别为76. 9%,46. 0%,69. 6%,71. 9%,54. 4%,74. 5%;对低浓度富营养化海水中各指标的平均去除率分别为79. 8%,64. 0%,80. 5%,72. 8%,31. 0%,76. 4%.总体上潜流型人工湿地对中高浓度和低浓度富营养化海水均具有良好的净化效果,其中,对低浓度富营养化海水的净化效果稍优于中高浓度富营养化海水.

青岛市沿岸潮间带海水营养状况与 底栖海藻种类组成的研究

对青岛市沿岸旅游区潮间带海水的营养状况和底栖 海藻的种类组成和生物量进行了调查。结果表明，青岛沿岸潮间带海水无机氮、磷的含量较 高，呈富营养状态。调查海区共发现底栖海藻51种,其中有红藻30种、褐藻11种和绿藻10种 。

球形棕囊藻生长的营养需求研究

以球形棕囊藻(Phaeocystis globosaScherffel)香港株(Hongkong strain,HK)和汕头株(Shantou strain,ST)为材料,采用正交实验方法研究了氮、磷、铁、微量元素及维生素等营养因子对其生长的影响。磷是球形棕囊藻香港株和汕头株生长的首要限制因子,在添加磷的培养基中,球形棕囊藻生长较快,在无磷培养液中,藻细胞生长较慢,其死亡速率超过生长速率,一般不形成正常生长曲线。汕头株的比生长速率极差值远高于香港株,表明汕头株棕囊藻的生长对营养盐更为敏感。磷酸盐对球形棕囊藻生长的影响极为显著(p<0.01),硝酸盐的影响达到显著水平(p<0.05),而铁、微量元素及维生素对球形棕囊藻生长影响不显著,表明自然海水中铁、微量元素及维生素的含量对球形棕囊藻的生长不构成限制。各因素影响的主次次序为P>N>微量元素>铁>维生素。本研究结果提示,海水富营养化是我国南海海域球形棕囊藻赤潮发生的关键诱因之一。

基于ELMR-SVMR的海水水质预警模型研究

海水水质预警对海洋环境监控和保护有着重要的意义.极限学习机回归和支持向量机回归(extreme learning machine regression-support vector machine regression,ELMRSVMR)集成预警模型采用预测与评价相结合的方式,实现对未来海水富营养化状况综合预警的目的.其中SVMR方法用于构建海水富营养化评价模型;ELMR用于对未来一段时间的水质状况进行综合预测,ELMR的预测结果作为评价模型的输入变量.集成模型的可靠性直接影响预警的有效性,ELMR-SVMR的可靠性通过分析ELMR预测误差对SVMR评价模型的灵敏度得到.将各参变量的预测误差结果作为评价模型的灵敏度影响参量,通过灵敏度计算可获得对ELMR-SVMR模型的灵敏度评价.通过与其他方法的实验对比及分析,验证了该区域范围内所建ELMR-SVMR预警模型的有效性,为探索建立有效的海水水质预警模型提供了一种新途径.