热带海洋生物稀土元素生态化学特征分析研究

于中国南海南沙海域采集了30种鱼类、5种贝类和4种甲壳类热带海洋生物,以HNO3-H2O2为消解体系,利用微波消解进行前处理,并用电感耦合等离子体质谱测定了生物体中稀土元素(Rare earth elements,REE)的含量,分析了稀土元素的生态化学特征。结果表明,微波消解-ICP-MS方法测定稀土元素,各元素的线性关系良好(r=0.9997~1.0000),检出限可达ng/L,准确度高和精密度较好,相对标准偏差(RSD,n=3)<5.0%,各稀土元素回收率在91.5%~106.7%之间。鱼类、贝类和甲壳类生物样品中稀土总量(∑REE)变化范围分别为5.02~34.8μg/kg,30.4~1481μg/kg和103~863μg/kg,3类生物对各稀土元素的富集平均含量为甲壳类>贝类>鱼类,14种稀土元素在鱼类/贝类/甲壳类内含量存在明显正相关性(r>0.80);生物体内轻稀土元素(La^Eu)含量高于重稀土元素(Gd^Lu)含量,从稀土配分模式看出,鱼类/贝类/甲壳类中REE分布模式基本一致,Gd均出现负异常,轻重稀土元素之间有明显的分馏;生物体中δEu值出现负异常,δEu值与相应海域沉积物中δEu值相近,而δCe值出现正异常;同时研究了稀土元素在生物体中的富集和沉积物沉降过程中相关性等。本研究得出的关于热带海洋鱼类/贝类/甲壳类稀土元素的含量和分配规律,可为研究南海水体环境中稀土元素的含量水平和迁移富集提供基础资料。

海洋石油降解菌剂在大连溢油污染岸滩修复中的应用研究

对海洋石油降解菌群DC10的降解特性进行了研究,研制了基于该菌群的降解菌剂,并用于大连实际溢油岸滩生物修复实验,考察了降解菌剂对潮间带和潮上带油污的降解作用,通过分析C17/藿烷、C18/藿烷及总烷烃和总芳烃的降解率来评价其降解效果。降解菌群DC10在实验室条件下对石油的降解率高于各组成菌株,一周时间的石油降解率比对照提高了60%左右,能降解大部分的烷烃和芳烃。以DC10冻干菌粉辅以营养盐溶液研制降解菌剂,该菌剂在大连岸滩油污生物修复试验中显示出显著的降解效果。在为期12d的潮间带油污生物修复试验中,喷洒菌剂处理的C17/藿烷和C18/藿烷降解率相对于自然风化处理分别提高了40%和30%,而总烷烃和总芳烃降解率分别提高了80%和72%。在为期85d的潮上带油污生物修复试验中,从C17/藿烷和C18/藿烷的降解率来看,喷洒菌剂处理对油污的降解程度仅略高于自然风化,但总烷烃和总芳烃的降解率分别提高了近30%和20%。

海洋微藻固碳及其培养技术的研究进展

海洋微藻生物固定CO2是一种可持续性的处理温室气体的方法,海洋微藻不仅能吸收 CO2,还能通过固碳产出高附加值产品,比如蛋白、多糖、生物质能[1]等。与传统的物理和化学法固定 CO2技术相比,海洋微藻固碳具有光合速率高、生长速度快、环境适应性强,且不需要CO2的分离而直接利用等特点[2]。海洋微藻可以直接利用光合作用经过 CCM 机制捕捉和固定CO2,形成自身生物质能[3]。目前普遍认为海洋微藻生物制品的生产应该与微藻固碳结合进行综合发展,特别是利用电厂排放的 CO2作为微藻碳源,以降低培养成本,在获得高附加值产品的同时,获得环境效益。

海洋微生物资源的开发与应用研究

海洋微生物作为海洋中一种重要的生物资源,越来越受到人们的重视,在活性物质开发,环境污染治理方面都具有巨大的应用前景。文章重点综述了海洋微生物中细菌、放线菌、真菌和微藻在抗病、抗肿瘤、保健和环境治理等方面的现状及发展趋势。对进一步加强海洋资源利用,推进"科技兴海"战略实施,充分挖掘海洋微生物资源蕴藏的巨大潜力具有十分重要的意义。

不同适温海洋富油微藻在富碳培养条件下的油脂积累特性研究

本实验分别针对3株低温藻株：微拟球藻Nannochloropsis sp.ZL-12、四爿藻Tetraselmis chui ZL-33和小球藻Chlorellasp.ZL-45,3株中温藻株：球等鞭金藻Isochrysis galbana CCMM5001、等鞭金藻Isochrysis sp.CCMM5002和微拟球藻Nannochloropsis sp.CCMM7001,3株高温藻株：微拟球藻Nannochloropsis sp.JN1、绿色巴夫藻Pavlova viridis JN2和海洋小球藻Chlorellasp.JN3,研究了在通入0.03%（空气）、5%、10%3个CO2浓度梯度条件下的生长特性,同时考察了其总酯及中性脂的累积情况。结果显示,富碳培养有利于不同温度条件下9株藻株的生长,除微拟球藻Nannochloropsis sp.CCMM7001最适生长的CO2浓度为5%外,其余8株藻株最适生长的CO2浓度均为10%。在低温和高温条件下,6株海洋富油微藻在通入10%CO2时具有最大生物量产率,在中温条件下球等鞭金藻和等鞭金藻在通入10%CO2时获得最大生物量产率,而微拟球藻在通入5%时获得最大生物量产率,随着CO2浓度的增加,9株藻株的总脂含量和中性脂含量有明显提高。低温和中温藻株的总脂含量高于高温藻株的总脂含量,从中性脂的累积规律来看,9株藻株均在平台期的累积达到最大值,GC-MS分析结果表明,9株微藻适合制备生物柴油的C14～C18系脂肪酸相对含量在不同CO2条件下基本保持不变,维持在90%左右。实验结果显示,所研究的藻株作为富油高固碳优良藻株,具备用于海洋生物质能耦合CO2减排开发的潜力。

海洋中药干贝的高效液相色谱指纹图谱研究

目的建立海洋中药干贝高效液相色谱(HPLC)指纹图谱分析方法 ,为其质量控制和药材鉴别提供依据。方法采用反相Alltima-C18柱,水(A)和乙腈(B)为流动相,梯度洗脱,流速为0.8ml/min,检测波长210nm,柱温20℃,进样体积30μl;采用高效液相色谱二极管阵列检测器-质谱联用技术(HPLC-DAD-MS)对其特征峰进行快速分析;采用相似度计算软件用于10批干贝药材的相似度评价。结果初步建立了干贝药材的HPLC指纹图谱,10批干贝药材指纹图谱有9个共有峰,相似度均在0.85以上;HPLC-DAD-MS分析获得的4个特征峰的紫外光谱和质谱信息,可用于干贝药材指纹图谱特征峰以及共有峰的准确确定。结论该方法准确、简单、稳定性好,为干贝药材的真伪鉴别及质量控制提供了科学依据。

海洋低氧现象的研究及相关问题初探

受自然和人类活动的共同影响,导致海洋低氧现象形成并加剧,严重威胁着海洋生态环境。文章对海洋低氧现象的研究现状、形成原因、研究的着力点及难点等问题作出系统分析。同时,呼吁现阶段必须加强对相关低氧海域的综合调查和研究,制定科学的治理方案,这对近海水体的可持续开发利用、推进国家"科技兴海"战略、保护海洋经济可持续发展、建设人与海洋和谐的社会,都具有重大的现实价值和深远的战略意义。

4株海洋沉积物来源青霉真菌的生理学特性研究

采用PCBs移除实验及其降解机理，分析研究从胶州湾海洋沉积物筛选的4株青霉真菌的好氧一厌氧降解的可能性，比较不同pH值、不同培养基条件对真菌生长的影响，获取真菌在好氧、厌氧条件下的生理学特性。结果表明，4株真菌更适合在海水MMM培养基上生长。pH值为6～8时，均能正常生长；在偏碱性pH值下，更适合形成菌落。通过测定细胞数目建立的真菌生长曲线表明4株菌株均可在好氧、厌氧条件下形成菌落，在好氧条件下生长比厌氧条件下生长更好，这为进一步深入研究PCBs降解奠定了实验依据和技术基础。4株海洋真菌在不同母液的MMM培养基上的生长状况、其对不同pH值的适应能力以及在好氧一厌氧条件下的生长曲线均反映了菌株海洋来源的特性。

海洋药用红藻龙须菜高效液相色谱指纹图谱的研究

目的建立海洋药用红藻龙须菜高效液相色谱(HPLC)指纹图谱,为其真伪鉴别和质量控制提供科学依据。方法采用反相Extend C18色谱柱,以乙腈-0.1%(V/V)磷酸水为流动相,二元线性梯度洗脱,流速为1.0 ml/min,柱温为20℃,检测波长为226 nm,进样量为30μl;采用高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)对其特征峰进行快速分析;通过相似度分析对8批龙须菜进行评价。结果以8批龙须菜样品的6个共有峰为评价指标,建立了龙须菜HPLC指纹图谱,相似度均在0.90以上;通过HPLC-MS分析获得4个特征峰的质谱信息,实现了龙须菜指纹图谱共有峰和特征峰的准确定位。结论该方法简单可靠、稳定性好,是龙须菜真伪鉴别和质量控制的有效方法。

基于CVM的山东海洋保护区生态系统多样性维持服务价值评估

选取山东济南(代表内陆城市)和青岛(代表沿海城市),基于条件价值法(CVM),对两市城镇居民进行问卷调查,通过建立支付意愿多元线性回归方程用以评估山东省城镇居民对维持山东88个海洋保护区永续存在的支付意愿,进而估算山东海洋保护区的生态系统多样性维持服务价值。研究发现,人均年收入较高,支付意愿较大;文化程度较低,支付意愿较小;男性比女性的支付意愿高;内陆城镇居民对于海洋保护区的人均支付意愿为102.15元,比沿海城镇居民的支付意愿高23.05元。2014年,山东全部88个海洋保护区的生态系统多样性维持服务价值为43.7亿元,平均0.497亿元/个。其中,12个自然保护区的价值为16.14亿元,平均1.35亿元/个;30个海洋特别保护区的价值为14.47亿元,平均0.489亿元/个;46个水产种质资源保护区的价值为12.9亿元,平均0.28亿元/个。结果表明:海洋自然保护区的生态系统多样性维持服务价值比海洋特别保护区和水产种质资源保护区高。在修订我国各类保护区的选划标准和管理目标时,应增加生态系统多样性维持服务价值并作为关键的选划指标。具有最高生态系统多样性维持服务价值的海域,宜选划为自然保护区,实施最严格的管理措施,确保其生态系统多样性维持服务价值增加,至少不降低。具有较高生态系统多样性维持服务价值的海域,因地制宜选划为海洋特别保护区或者海洋水产种质资源保护区,实施较严格的管理措施,确保其生态系统多样性维持服务价值不降低。

我国海洋生态环境状况综合分析

加强海洋生态保护与建设,提升海洋可持续发展能力,已成为沿海地区贯彻落实科学发展观的当务之急,是全面推进国家生态文明建设的重要内容。文章阐述了我国海洋环境的特征,着重分析了海洋生态系统健康状况变化趋势和我国海洋生态环境现状;根据我国海洋的生态现状和特点,提出将海洋生物多样性保护和保护区建设、海洋生态灾害防治与应急管理、海洋生态系统修复和建设等列为海洋生态保护与建设的重点,为加强我国海洋生态文明建设提供决策建议。

海洋生态文明建设关键技术探究

加强海洋生态文明建设,是国家生态文明建设的关键领域和重要组成部分,对保障和促进海洋事业全面、协调、可持续发展具有重大战略意义。文章在具体分析当前我国海洋生态文明建设工作的基础上,提出海洋生态文明建设的重点;明确指出应加强海洋生态文明建设关键技术研究,着重阐述了沿海产业结构优化的海洋生态环境效应评价技术、污染物入海排污口设置和入海排放管控技术、重要海洋生态区域选划与保护技术、海洋生态文明意识评估技术研究,为海洋生态文明建设提供技术支持和决策服务。

微量元素铁在海洋生态系统中的作用

微量元素铁在海洋生态系统中有着举足轻重的作用,是海洋化学、海洋生物学乃至全球环境变化研究的重点领域。文章主要描述了铁在海洋生态系统中的作用以及大洋加铁实验的主要进展。其主要结论如下:铁在海水中的浓度很低,大部分以水合形式存在,因此大洋水体中具有活性成分的铁浓度偏低限制了高营养低叶绿素区生物量;大洋加铁实验证实了在该海区铁是限制浮游植物生长的主要因素。大洋添加铁后,叶绿素的含量、初级生产力均有大幅增长,并致使表层海水中二氧化碳分压降低。细菌拥有比真核生物更高的铁配额,铁对细菌也存在限制作用。大洋加铁实验可以提高生物泵的效率,并可能影响全球碳循环;因此大洋加铁实验对于深化认识大洋微生物环等有现实意义和科学价值,值得进一步关注。

海洋浮游植物的脂肪酸：组成、功能及其生态学意义

脂肪酸在海洋生物的各种生理和生态过程中发挥着重要作用。浮游植物是海洋中脂肪酸的主要生产者,并通过各种过程被各级海洋生物利用。本文综述了浮游植物不同类群中脂肪酸的组成特点,各种环境因素对浮游植物胞内脂肪酸含量和组成的影响,以及海洋微藻中脂肪酸对浮游植物细胞及海洋其他生物的作用及意义;并探讨了浮游植物的脂肪酸组成在浮游植物的营养价值、生理状态、种类组成和食物链传递中反映的环境与生态意义。

固定化微生物技术在海洋溢油生物修复中的应用

海洋石油的勘探开发，石油加工产品的生产、使用及排放，海上溢油事故等，使石油成为海洋环境的主要污染物之一。据估计，全世界每年约有1．0×10^10kg的石油进人海洋环境中，中国每年排人海洋的石油达1．15×10^8kg，并且呈逐年增长的趋势[卜列。2010年4月和7月先后发生的墨西哥湾钻井平台漏油事故和大连新港储油码头输油管道爆炸事故给当地旅游业、水产养殖业及海洋生态环境造成了灾难性的损害。这两次事故将会像历次溢油事故一样，对环境和人类健康产生长期负面影响，其危害可长达十几年甚至几十年。

海洋微藻的无菌化处理及对其生长特性和生化组成的影响

利用常用抗生素(氨苄青霉素、链霉素、氯霉素和卡那霉素)对4株海洋微藻(1株金藻和3株小球藻)进行了无菌化处理,并对这4株微藻在带菌和无菌培养时的生长特征和生化组成进行了比较。结果表明:中高浓度(≥100mg/dm3)的单种抗生素或抗生素组合可抑制微藻的生长,个别低浓度(50mg/dm3)的抗生素或抗生素组合可促进微藻的生长;氨苄青霉素、链霉素和卡那霉素各200mg/dm3联合使用处理球等鞭金藻,氯霉素100,50,50mg/dm3单独使用分别处理小球藻C95,CV和C146,可获得这4株微藻的无菌藻系;无菌培养的4株海洋微藻的稳定期持续时间由除菌前的4～5d延长到15～20d,藻液悬浮性增强,藻细胞不易老化;除菌后微藻的主要生化成分发生明显变化,球等鞭金藻的叶绿素A、叶黄素和总脂含量显著增加,小球藻C95和CV的总蛋白含量显著增加,3株小球藻的脂肪酸组成如EPA,PUFA等的含量发生显著变化。

胶州湾东北部海域生态环境污染状况研究

根据2004年5月和2005年5月两次对胶州湾东北部海域海水的盐度、pH、溶解氧、化学需氧量、无机氮、活性磷酸盐、铜、铅、锌、镉、多环芳烃和有机氯农药以及表层沉积物中有机碳、石油烃、硫化物、铜、铅、镉、汞、多环芳烃和有机氯农药测定结果,并结合2001年以来历史资料,对胶州湾东北部海域生态环境质量历史变化趋势进行了分析,该海域生态环境中除个别要素如活性磷酸盐、铅、镉、汞等重金属含量有所增加外,其他污染要素含量相对稳定且有下降趋势,2001—2005年该海域生态环境质量相对稳定,仅部分要素有加重趋势。

海洋石油降解菌群的固定化及石油降解特性

为克服岸滩溢油生物修复过程中海浪冲刷等不利环境对石油降解菌(群)岸滩定植的影响,本文利用聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠作为载体对石油降解菌群DC10进行固定化,通过研究细菌固定化微球的机械性能、传质性能及石油降解特性等参数,确定石油降解菌群的最优固定化条件。实验结果表明:6%PVA,2%海藻酸钠及0.5%活性炭制备的凝胶可以通过蠕动泵方便快捷制备细菌固定化微球,其粘度小、易成型、机械强度高。海洋石油降解分析表明,与游离菌体(FB)相比,固定化菌群12d石油降解率提高了近7%;GC-MS分析显示,石油烷烃和芳烃降解效果显著。实验证明,石油降解菌群DC10经过固定化处理,其石油降解活性提高,连续降解能力增强,该研究为溢油岸滩的生物修复提供新的技术方法。

富碳培养对海洋富油微藻油脂积累特性的影响

实验针对三株海洋富油微藻:球等鞭金藻(Isochrysis galbana CCMM5001)、一种等鞭金藻(Isochrysis sp.CCMM5002)和一种微拟球藻(Nannochloropsis sp.CCMM7001),研究了它们在通入0.03%(空气)、5%、10%三个浓度CO2培养条件下的生长特性,同时考察了其总油脂及中性脂的累积情况。结果显示,富碳培养有利于这三株海洋微藻的生长,但最适生长的CO2浓度不同。球等鞭金藻(Isochrysis galbana CCMM5001)和等鞭金藻(Isochrysis sp.CCMM5002)在通入10%CO2时具有最大产率,分别达到(182.28±7.07)mg/(L·d)和(164.22±7.10)mg/(L·d),而微拟球藻在通入5%时具有最大产率,达到(122.25±1.17)mg/(L·d),随着CO2浓度的增加,三株海洋微藻的总脂含量和中性脂含量有明显提高。在通入10%CO2条件下,球等鞭金藻(Isochrysis galbana CCMM5001)、等鞭金藻(Isochrysis sp.CCMM5002)和微拟球藻(Nannochloropsis sp.CCMM7001)的总脂含量分别达到(45.15±4.03)%、(47.15±1.20)%和(41.20±1.69)%;从中性脂的累积规律来看,三株藻均在平台期的累积达到最大,脂肪酸分析结果表明三株藻种适合制备生物柴油的C14-C18系脂肪酸相对含量在不同CO2条件下基本保持不变,维持在90%左右。实验结果显示,研究的藻株作为富油高固碳优良藻株,具备用于海洋生物质能耦合CO2减排开发的潜力。

高效液相色谱-质谱联用技术在海洋药用生物化学成分快速鉴别中的应用

高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)技术,将HPLC的高分离效能与MS的强大结构鉴定功能结合起来,已逐渐成为天然产物化学成分快速分离、鉴别的强有力手段。本研究采用高效液相色谱-电喷雾质谱联用(HPLC-ESI-MS)技术,成功建立了刺参皂苷快速鉴别方法,并对市售干刺参中的4种皂苷进行了鉴别。此外,应用该技术对罗氏海盘车中的13种化学成分进行了快速鉴别。为海洋药用生物化学成分快速鉴别提供了1种值得推广的新方法,为更好的开发利用海洋天然药物奠定了基础。