黄、渤海沉积物耗氧速率的时空分布特征和环境影响因素

沉积物耗氧(SOC)是海洋沉积物重要参数,是海底沉积物有机质矿化速率的重要表征参数,开展沉积物耗氧的研究有助于了解整个海洋的碳循环过程。陆架边缘海作为有机质矿化和埋藏最重要和最活跃的场所之一,在全世界已经受到广泛关注与研究,但是对于具有海洋环境典型季节变化的中国边缘海区域,尤其是黄、渤海仍然缺乏相应的关注。本文使用整柱培养法,分别于2022年4月、7月和10月对黄、渤海沉积物耗氧进行研究,结果表明黄、渤海沉积物耗氧速率为7.11~17.33 mmol/(m^(2)·d)。黄海春季沉积物耗氧速率与渤海无显著差异(ANOVA,p> 0.05),夏季(ANOVA,p <0.01)和秋季(ANOVA,p <0.01)黄海沉积物耗氧速率低于渤海;黄海春季沉积物耗氧速率最高,秋季次之,夏季最小,渤海夏季和秋季接近,显著高于春季(ANOVA,p <0.05),温度和沉积物Chl a浓度是主要影响因素。同时,用沉积物耗氧速率来评估海底有机质矿化速率,并与初级生产力相比较,结果表明渤海海底有机质矿化与初级生产力的占比范围为42.8%~74.5%,是渤海碳循环的关键环节之一,黄海海底沉积物有机质矿化在黄海碳循环中作用不如渤海显著。本文系统研究了黄、渤海沉积物耗氧速率及其时空分布特征,探究了黄、渤海地区有机质矿化对初级生产力的贡献,为理解黄、渤海区域有机质矿化和埋藏提供理论支持。

气候变化与海洋微塑料污染的相互影响研究进展

气候变化和海洋微塑料污染已成为全球关注的热点问题,两者在相当长的一段时间内会同时存在.然而,基于文献报道的实验结果和环境监测数据,关于气候变化和海洋微塑料污染的研究大多是相互独立的,缺乏对两者相互影响的清晰认知.本文通过综述全球气候变化状况和海洋微塑料的污染现状,总结了气候变化下海洋生态环境的改变,特别是海水升温、酸化、低氧等与海洋微塑料污染之间的相互影响,发现气候变化会加剧海洋微塑料污染,改变微塑料的海洋环境行为,同时海洋微塑料污染也会影响气候变化,加剧气候变暖、海洋酸化和低氧,所以两者是密切相关的.本文还展望了未来的研究方向和前景,以期为有效应对全球气候变化和海洋微塑料污染提供重要的理论基础.

短凯伦藻高效溶藻菌Pseudoalteromonas shioyasakiensis SE3的分离、鉴定及溶藻作用研究

微生物防控法以其生态调控功能和环境友好特征成为赤潮治理领域备受关注的一种方法。从短凯伦藻(Karenia brevis)藻际微生物中筛选出一株高效溶藻菌,研究了其对短凯伦藻的溶藻特性、溶藻作用方式及机制。经16S rDNA鉴定,该溶藻菌属于假交替单胞菌属细菌Pseudoalteromonas shioyasakiensis SE3。结果表明,菌株SE3的溶藻效果不受细菌生长阶段的影响,主要受细菌数量的影响,当细菌密度为1.2×107 cells/mL时,在6 h即能达到100%的溶藻率。基于扫描与透射电镜等研究发现,菌株SE3主要以与藻细胞直接接触的作用方式溶藻,菌株SE3首先破坏短凯伦藻膜结构,侵入藻细胞内部,导致藻细胞的死亡。上述研究结果为利用藻际细菌防控赤潮提供了重要参考。

浮游生物对持久性有机污染物迁移和转化影响的研究进展

持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)被持续排放到自然环境中,严重危害环境安全和生命健康。海洋、河流等水环境是POPs重要的“汇”,作为水生食物链的起点,浮游生物在水生生态系统的物质循环和能量流动中扮演着重要的角色,其对POPs的吸附、吸收、转化及运输,在很大程度上影响了POPs的环境行为。本文将浮游生物对POPs迁移和转化的可能影响进行了总结,综合分析了浮游植物和浮游动物对POPs的吸附-吸收和生物富集/放大过程及影响以上过程的生物和环境因素,从脱卤代谢、氧化代谢和微生物联合代谢3个方面阐述了浮游生物对POPs的降解及转化机制,最后讨论了浮游生物的生物泵作用对POPs垂直迁移的影响。本文能够为水生生物影响POPs迁移和转化的研究提供重要参考。

改性粘土对浒苔配子的高效去除作用及其抑制机理研究

微观繁殖体被视为浒苔绿潮暴发的“种源”,使用改性粘土对微观繁殖体进行有效去除是绿潮早期防控的潜在方法之一。以浒苔配子为实验对象,筛选了高效去除且有效抑制残留配子的改性粘土配方,分别从絮凝作用、生理生化等角度研究了该配方高效去除与抑制残留配子萌发的机理。结果表明,在相同浓度下十六烷基三甲基溴化铵改性粘土(MCⅢ)对配子的去除和抑制效果均优于其他类型的改性粘土。其中,0.05 g/L MCⅢ对配子的去除率可达99.4%,对体系残留配子的萌发率低于5%;且MCⅢ对配子的去除和抑制效果随改性粘土用量的增加而增强。进一步的机理分析表明,MCⅢ通过破坏配子的细胞膜可对其进行有效灭杀,同时通过电中和作用增强絮凝沉降,实现对配子的高效去除;通过氧化胁迫降低残留配子的生理活性,进而抑制已固着细胞的增殖,从而有效降低萌发率。以上研究结果表明,MCⅢ可以高效去除并抑制浒苔配子的萌发。该研究结果将为浒苔绿潮的早期防控提供科学依据。

辽东湾海水中金属基纳米颗粒的赋存水平与环境风险

纳米科技的迅速发展使得纳米材料,特别是金属基纳米颗粒(NPs)的环境污染问题备受关注.海洋(特别是近海海湾)是金属基NPs重要的“汇”,然而环境浓度的缺失阻碍了金属基NPs在海洋环境中的风险评估.本文采用单粒子电感耦合等离子体质谱法(sp-ICP-MS)探究了辽东湾海水中Ag、Ti、Cu和Zn基NPs的赋存水平及空间分布,并基于金属基NPs对海洋生物的预测无效应浓度(PNECs),使用风险表征比(RCR)对4种金属基NPs在辽东湾的环境风险进行了评估.结果表明,使用sp-ICP-MS以稀释法(Ti、Cu和Zn基NPs)和浊点萃取法(Ag基NPs)可以实现对4种金属基NPs的准确定量,回收率分别为97.1%、96.4%、95.3%和96.7%.空间分布表明,辽东湾中Ti基NPs的平均浓度最高(3.98×10^(8)个/L),其次为Ag、Cu和Zn基NPs;Ag基NPs在辽东湾西部沿岸浓度最高(6.81×10^(7)个/L),其他3种NPs则在北部沿岸大凌河口浓度最高,分别为1.87×10^(9)(Ti基NPs)、5.86×10^(7)(Ag基NPs)和2.12×10^(7)个/L(Zn基NPs).4种金属基NPs中,Ag基NPs的环境风险最高,在所有调查的16个站位中,有15个站位为“中风险”;4种NPs的总体环境风险(RCRtotal)在所有调查站位均处于“中风险”,且Ag基NPs对总体环境风险的贡献最大(>50%).本研究将有助于科学认识辽东湾海域金属基NPs的赋存水平和客观评估其环境风险.

微纳米塑料在典型日用塑料制品使用过程中的释放规律及机制

塑料制品由于低廉和便利性,在生活中被广泛的应用.然而,塑料制品在日常使用过程中会产生并释放微纳米塑料(MNPs),可通过呼吸、无意摄入等方式进入人体,带来潜在的健康风险.因此,明确塑料制品在使用过程中MNPs的释放情况具有重要的现实意义.本文详细总结了“食品包装及容器”“母婴用品”“医疗及防护用品”“衣服与织物”以及“其他日用品”等5类典型日用塑料制品在各自主要使用场景下MNPs的释放情况.其中,“食品包装及容器”类塑料制品的研究最丰富,主要释放出聚丙烯材质的、颗粒状的MNPs,且约70%的MNPs粒径分布在0~100μm.进一步归纳了塑料制品在机械破碎、热降解和其他作用下(光/生物降解)的释放机制.其中,机械应力(如磨损、搅拌、洗涤等)导致塑料制品发生的机械破碎,以及温度的变化(高温或冷冻)是引发塑料制品释放MNPs的主要机制.此外,深入分析了影响塑料降解和释放的关键因素,发现机械应力强度的增强、温度的升高和降低、光照(紫外光)时间的延长、微波时间和强度的增加、使用时长和次数的增多以及接触物质的成分等均会促进MNPs的释放;同时,塑料的种类和结构也是影响MNPs释放的重要原因之一.随后,探讨了其他有机化合物(如,酚类、酯类、芳香族化合物)、重金属离子(如,砷、铬、铅离子)、金属纳米颗粒(如,铜纳米颗粒)等添加剂在MNPs产生过程中的释放情况.最后,对塑料制品的未来研究方向进行了建议和展望,为探明塑料制品对人体健康的影响提供了理论支持.

我国东亚江豚的研究现状、面临的威胁与保护建议

东亚江豚(Neophocaena asiaeorientalis sunameri)是我国黄渤海和东海水域最常见的鲸豚类之一。作为一种近岸分布的小型齿鲸,东亚江豚的栖息地与人类活动范围高度重叠,极易受到人类活动的干扰。目前东亚江豚的整体生存状况不容乐观,已被世界自然保护联盟(IUCN)列为濒危等级,为国家二级保护动物。本研究总结了我国东亚江豚的遗传学、生态学、繁殖与生理、声学、行为学等方面的研究进展,以及东亚江豚面临的主要威胁因素,包括渔业误捕、栖息地退化与丧失、污染、食物不足等。在此基础上,提出我国东亚江豚的保护和研究工作建议,包括管控有害渔具的使用,加强涉海项目的评估和监管,降低环境污染水平,强化渔业资源养护,加快保护区的规划和建设,加强水生野生动物保护科普宣传工作等,以期为我国东亚江豚的研究和保护提供参考。

桑沟湾碳酸盐体系的时空变化特征及影响因素

为了研究浅海不同海养殖模式对桑沟湾碳酸盐体系的影响,本研究于2019年4月(春季)、7月(夏季)、10月(秋季)、12月(冬季)对桑沟湾养殖区(藻类养殖区、贝藻养殖区、贝鱼养殖区和贝类养殖区)及毗连自然海域(外海区)进行了调查监测,分析了海水的温度、盐度、pH、溶解氧、总碱度(TA)、溶解性无机碳(DIC)和二氧化碳分压(pCO_(2))的时空分布特征,并计算出海-气界面CO_(2)通量FCO_(2)值。结果表明,桑沟湾藻类养殖区的碳酸盐体系主要受到藻类光合作用和外海海水交换的影响。贝类养殖区的碳酸盐体系受到贝类呼吸和钙化作用的双重影响,由于桑沟湾贝类养殖区FCO_(2)为负值,为CO_(2)汇区,这可能是由于贝类的钙化作用强于呼吸作用所导致的。春、夏、秋、冬季桑沟湾养殖区的FCO_(2)分别为-66.60±16.82、-52.44±21.66、-74.00±11.45和-92.65±34.13 mmol·m^(-2)·d^(-1),均为CO_(2)的汇。桑沟湾碳酸盐体系会受到养殖活动的影响,并且不同的养殖模式之间存在显著差异。研究结果对于科学评估桑沟湾养殖区与毗连自然海域的CO_(2)源/汇过程具有重要意义。