高岭土-牡蛎壳粉改性材料的制备及其对海水、淡水中氨氮与磷酸盐的去除效果

为实现水中磷酸盐、氨氮的吸附去除,将牡蛎壳粉和高岭土以质量比3∶1比例混合,在不同条件(MgO添加量:0%、2%、4%、8%、12%;温度:0、600、700、800、900、1000℃)下制备并筛选出吸附效果最佳的改性牡蛎壳粉,通过扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、比表面与孔隙度分析仪和X射线衍射仪对改性牡蛎壳粉进行表征。采用动力学模型和等温吸附模型拟合吸附过程,并分析初始pH、吸附柱对改性牡蛎壳粉、磷酸盐和氨氮吸附的影响。结果表明:MgO添加量为8%,煅烧温度为800℃时,改性牡蛎壳粉吸附性能最佳,对磷酸盐的去除率分别为91.7%(海水)和82.25%(淡水),对氨氮的去除率分别为36.67%和47.71%;改性牡蛎壳粉对磷酸盐的吸附符合准二级动力学模型和Freundlich模型,最大磷酸盐吸附量分别为108.37(海水)、101.99(淡水)mg/g,对氨氮的吸附符合Langmuir模型,最大氨氮吸附量分别为0.27(海水)、0.38(淡水)mg/g;酸性条件有助于磷酸盐的吸附,中性条件则更利于氨氮的吸附;在吸附柱中改性牡蛎壳粉对氨氮和磷酸盐的吸附量分别为0.12、78.95 mg/g(海水)和0.17、70.34 mg/g(淡水);应用其处理入海口污水中磷酸盐和氨氮,去除率分别为96.83%、9.7%,出水达到Ⅰ类水标准。研究表明,改性牡蛎壳粉成本低,具有高效去除水中磷酸盐和氨氮的应用潜力。

灌河口海域水生动物群落结构及分布特征

于2021年春季和秋季在灌河口海域进行了采样调查,分别对游泳动物、浮游动物和底栖动物进行生物样本采集,并对水生动物的丰度、生物量、优势种、生物多样性以及群落结构的空间分布和季节性差异进行研究。游泳动物部分共发现42种,隶属于6门,10纲,17目,鱼类为主要优势类群。游泳动物的平均生物多样性指数(H′)、均匀度指数(J)和丰富度指数(D)分别为1.94,0.73和2.00。浮游动物共发现5个门类,12个类群,35个物种,其中节肢动物门桡足类最多,占比48.57%。浮游动物的生物多样性指数在0.90~2.01之间。根据浮游动物多样性指数水质评价标准,灌河口海域目前水质处于中污染状态。底栖动物共发现56种,7个门类,其中环节动物为主要类群,物种数占比53.57%。底栖动物平均丰度为570 ind/m^(2),平均生物量为84.72 g/m^(2)。底栖动物生物多样性指数变化范围为1.06~2.53,平均值为1.75,参照水质生物评价标准判定水质处于中污染状态。通过数据分析并与历史文献数据进行比较,发现灌河口海域底栖动物逐渐小型化,大型底栖动物数量减少,优势种数量下降,且结构趋向单一化。

光照强度和盐度对浒苔幼苗生长和光合生理的影响

微观繁殖体在越冬和度夏等恶劣环境下可作为绿潮的“种子库”,待到环境条件适宜时快速生长繁殖,成为绿潮早期暴发的重要种子来源。选取由微观繁殖体发育而来的浒苔幼苗为实验材料,在室外自然光照条件下,设置2个光照强度水平(低光强:LL;高光强:HL)和3个盐度梯度(LS:12;MS:22;HS:32),分析6个处理组合对浒苔微观繁殖体幼苗生长和光合生理的影响。结果显示:光照强度、盐度及二者交互作用显著影响浒苔幼苗的相对生长速率(RGR)和最大净光合速率(P_(m))(p<0.05),在低光强(LL)、盐度适当降低(MS)条件下,藻体的RGR和Pm最高。光响应曲线(P—I曲线)显示,不同处理下浒苔幼苗的净光合速率(P)随着光照强度增加而逐渐增加,未出现明显的光抑制,表明浒苔幼苗对高光强的耐受性很强。进一步荧光参数分析显示:光照强度、盐度及二者交互作用对浒苔幼苗的最大相对电子传递速率(rETRmax)存在显著影响(p<0.05),低光强(LL)、盐度适当降低(MS)有利于提高其rETR_(max)。此外,光照强度、盐度及二者交互作用对浒苔幼苗的光合色素质量分数具有显著影响(p<0.05)。在同一光照强度条件下,叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)质量分数随着盐度增加而呈现出先下降后升高的趋势,在MS处理组最低;同一盐度条件下,HL处理组的Chl a和Chl b质量分数显著高于LL处理组(p<0.05)。结果表明,低光强条件下,盐度的适当降低促进了浒苔微观繁殖体幼苗的生长。因此,浒苔绿潮早期暴发规模的大小,一定程度上取决于光照强度与海水盐度的变化及耦合作用。

养殖海湾淤泥质海岸沉积物微塑料污染特征

微塑料污染是当前环境领域广泛关注的前沿问题,海洋环境介质微塑料污染广为报道,但深层沉积物中微塑料污染特征如何却鲜见报道.基于此,在典型养殖海域海州湾附近淤泥质海岸设置3个采样点,分析沉积物柱状样中微塑料污染特征.结果表明,该研究区域沉积物中微塑料丰度为(0.12±0.07)n·g^(-1),处于中等污染水平.沉积物柱状样中微塑料总和是表层5 cm沉积物中微塑料丰度的3.43~6.00倍.沉积物柱状样中微塑料丰度展现区域差异性,不同深度的沉积物中微塑料丰度不存在显著性差异,但随深度增加呈指数减少.沉积物含水率、深度和微塑料之间的关系表明,沉积物中微塑料丰度与沉积物物理性质有关.透明和黑色微塑料在各站位占比均最高,纤维是沉积物中最常见的微塑料形态,粒径小的微塑料占主体,微塑料材质的密度均不妨碍其出现在沉积物中.微塑料污染特征在不同深度沉积物中变化较大.

微塑料对沉积物及其上覆水体氮循环的影响研究

海洋氮循环是海洋元素循环的重要组成部分,由不同材质类型的微生物所驱动,对评估海洋生态系统的结构和功能具有重要的意义。鉴于微塑料对海洋生态环境的胁迫,有必要厘清微塑料的存在对氮转化过程的影响,以提升对当代及未来海洋氮循环的理解。据此,本研究设置不同浓度(0.5%和0.05%)、不同粒径(500目、150目和16目)和不同材质类型(PA、PE、PVC、PP、PS)的微塑料暴露实验,评估微塑料的存在是否对海洋沉积物及周边水体氮转化过程存在影响。结果表明,微塑料的存在会改变氧化还原环境,继而对微生物所驱动的氮循环过程产生影响。另外,研究发现,微塑料的材质类型、浓度和粒径分别会对氮循环过程产生不同的影响,意味着微塑料的不同性质会改变海洋沉积物及周边水体的氮循环过程。微塑料会通过影响沉积物中微生物的组成和活性进而影响上覆水中氮素分布,对水体氮循环构成挑战。后续的研究需要深入探究微塑料影响下上覆水中氮循环的同位素动力学,以提升对氮循环的理解。