沉积物质量评价"三元法"及其在近海中的应用

沉积物质量评价"三元法(sediment quality triad,SQT)"是一种基于生物效应的综合评价方法,主要包括化学、毒理、生态3个基元。尽管各基元可通过选择适当参数,单独反映沉积物中致污物的环境风险,但以证据权重法结合其三基元,则更能全面描述沉积物中有害化学物质与生物效应之间的因果逻辑关系,加强化学致污物及其污染水平的生态相关性,为环境治理及修复等提供重要依据。从基元构成和数据解译两方面回顾了SQT方法的研究进展,介绍了该法在国内外的应用实例,剖析了提高评价可靠性的相关手段,并结合我国近海沉积物环境质量评价现状,展望了SQT法的未来研究及应用前景。结果表明,通过替换、改进现有基元或增加其它基元的方式可提高SQT评价结果的可靠性,而引入新的数据解译方法则可使本方法的评价过程更加透明、评价结果更加直观。适于评估化学胁迫对沉积物等环境介质造成的损害,已广泛应用于世界各地,是目前主要的综合评价方法,具有良好的研究与应用前景。     

滨海盐沼湿地有机碳的沉积与埋藏研究进展

滨海盐沼湿地有着较高的碳沉积速率和固碳能力,在缓解全球变暖方面发挥着重要作用,而盐渍土壤是滨海盐沼湿地碳收支研究中最大的有机碳库,研究其碳沉积与埋藏对于理解滨海湿地碳收支有着重要的意义.本文从滨海盐沼湿地土壤有机碳的来源、土壤有机碳库与沉积速率、盐沼湿地有机碳的埋藏机制、全球变化与滨海盐沼湿地碳封存等几方面对滨海盐沼湿地有机碳沉积与埋藏的相关研究进行综述.今后研究应侧重:1)加强对控制滨海盐沼湿地碳储存变异的基本因素的进一步研究;2)对测量滨海盐沼湿地沉积物碳储量和沉积碳埋藏速率的方法进行标准化;3)对潮汐影响下滨海盐沼湿地碳与邻近生态系统之间的横向交换通量进行量化;4)探明全球变暖的影响和生产力的提高是否可以抵消因呼吸增强而造成的有机碳降解速率的升高.确定固碳速率变化驱动因子,理解气候变化和人类活动对碳埋藏的影响机制,有助于提升我国滨海盐沼湿地的固碳能力.     

海洋颗粒物/沉积物中的氨基酸及其对有机质降解的指示作用

氨基酸是海洋有机质尤其是有机氮的重要组分,其地球化学行为活跃,在海洋有机质生物地球化学循环过程中起着重要作用.氨基酸的含量、组成和分布等信息可有效指示有机质的降解状态.本研究系统总结了海洋颗粒物/沉积物中氨基酸的分布特征及影响因素,以及氨基酸对有机质降解程度的指示作用.海洋颗粒物/沉积物氨基酸的主要成分为甘氨酸(Gly)、谷氨酸(Glu)、丙氨酸(Ala)和天冬氨酸(Asp),其含量从近岸到大洋逐渐降低,并随深度增加呈下降趋势组.氨基酸的碳、氮归一化产率()越低,表明有机质%AA-C/TOC,%AA-N/TN)以及基于氨基酸成的降解因子(DI的降解程度越高.基于非蛋白质氨基酸以及)D型氨基酸含量与组成的活性因子(RI)和D型氨基酸与L型氨基酸比值(D/L等指标可以根据细菌对氨基酸的转化作用来指示有机质的降解程度,其中RI值越接近于0,D/L值越高,蛋白质与非蛋白质氨基酸的比值的高Asp/β-Ala和Glu/γ-Aba(氨基丁酸)越小,均表明有机质受到微生物降解和转化程度越.颗粒物/沉积物中氨基酸的迁移转化过程主要受到溶解氧、营养盐水平、有机质来源、沉积环境以及微生物转化等因素的影响.今后应加强颗粒物和沉积物之间的协同效应以及微生物对氨基酸的影响与具体调控机理研究.     

胶州湾生源要素的大气沉降及其生态效应研究进展

作为受人类活动影响显著的典型半封闭海湾,胶州湾生源要素的大气沉降研究在揭示人为污染物质排放对海湾生态系统影响方面具有典型性.从大气干/湿沉降生源要素的研究方法、通量及其影响因素、入海生态效应3个方面入手,系统总结了胶州湾生源要素大气干、湿沉降及其生态效应的研究进展:1)与国内外有关海湾、河口和边缘海相比,胶州湾大气干、湿沉降氮的浓度和通量都较高,溶解无机氮(DIN)是其主要组分,溶解有机氮(DON)占总溶解态氮(TDN)含量的22%～31%,而P和Si的浓度和沉降通量都很低.2) (NO₃^--N+NO₂^--N)的大气沉降量比陆源输入量略高,而NH₄⁺-N、PO₄^3--P以及SiO₃^2--Si的大气沉降量所占比例很低.3)大气总悬浮颗粒物(TSP)浓度、排放源强度、降水量以及气象条件是影响胶州湾大气沉降生源要素的主要因素.4)大气沉降的生源要素可促进胶州湾初级生产力的提高和改变表层海水的营养盐结构,进而导致浮游植物群落结构的改变和优势种由硅藻向甲藻的演替,从而对胶州湾生态系统产生重要影响.对今后的研究提出建议:1)建设胶州湾大气干/湿沉降监测网;2)精确量化不同形态和粒径生源要素颗粒的干沉降速率;3)量化大气沉降生源要素入海的生态效应,并深入剖析其生物地球化学机制;4)甄别大气沉降生源要素通过间接方式入海的机制、通量及影响因素.深入研究胶州湾生源要素的大气沉降,对阐明人类活动对海湾生态系统的影响有积极意义,也有助于加深对陆架边缘海生源要素生物地球化学循环过程的理解.     

证据权重法及其在近海沉积物环境质量评价中的应用研究进展

目前,我国近海沉积物的评价主要采用化学方法,但随着结合化学、毒理及生态等权重水平的证据权重法在科学性及可操作性上日趋完善,证据权重法在我国近海沉积物环境质量评价中的业务化应用的时机已趋成熟.证据权重法是一种基于多重权重水平,通过衡量各沉积物数据信息的质量、权重以及一致性,来评估沉积物中包括致污物在内的环境胁迫可能引起的生物有害效应的方法,是现存唯一的可为沉积物环境质量状况提供确定性结论的方法.本文回顾了沉积物环境质量评价发展历程,分析了近年来国内外关于证据权重法的研究进展,总结了该方法的不同定义和主要的证据权重评价的信息解译手段,探讨了不同评价方法的可靠性,并就将该方法用于我国近海沉积物环境质量评价提出相关建议.     

胶州湾大气活性硅酸盐干沉降特征及其生态效应

大气沉降作为陆源物质输送入海的重要途径之一,已成为国际上大气科学、海洋科学与环境科学交叉研究的热点之一。大气中的生源要素沉降入海后可能会对海洋生态系统产生重要影响。基于此,选择我国北方的一个典型海湾——胶州湾,采集了为期一年(2015年6月至2016年5月)的气溶胶总悬浮颗粒物(TSP, Total Suspended Particulate)和干沉降样品,测定了其中活性硅酸盐(SiO_3-Si, Reactive Silicate)的含量,在此基础上分析了大气中SiO_3-Si的浓度、干沉降通量和干沉降速率(V_d, Dry Deposition Velocity),并初步评估了其沉降入海的生态效应。结果表明:胶州湾大气TSP中SiO_3-Si的年均浓度为(1.98±1.22) nmol/m~3,呈夏秋季低,冬春季高的显著季节分布特征。大气SiO_3-Si浓度由青岛沿岸至黄、东海呈明显下降梯度,结合相关性分析,表明亚洲沙尘的远距离传输和矿物尘土再悬浮是中国东部陆架边缘海大气SiO_3-Si的主要来源。胶州湾气溶胶SiO_3-Si干沉降通量为8.48 mmol m~(-2) a~(-1),沉降负荷达87.8 t/a,显著高于同期湿沉降,可占胶州湾SiO_3-Si外源输入(包括干湿沉降和河流输入)的10.3%,表明干沉降是胶州湾SiO_3-Si的重要输入源之一。干沉降中较低的Si:N摩尔比(0.16±0.22)暗示大气干沉降可能是导致较长时间以来胶州湾水体Si限制的一个重要潜在因素,根据Redfield比值估算干沉降带来的SiO_3-Si输入可以支持674 mg C m~(-2) a~(-1)的新生产力,可占胶州湾新生产力的5.3%,表明大气SiO_3-Si的干沉降会对胶州湾生态系统产生一定影响。本研究系统解析了胶州湾大气SiO_3-Si的干沉降特征,首次评估了气溶胶SiO_3-Si的干沉降负荷在胶州湾外源输入中的重要性,对深入理解近海Si的生物地球化学循环过程具有重要意义。     

从废弃蛹虫草大米培养基中高效提取纯化虫草素工艺条件研究

虫草素是蛹虫草的次生代谢产物,具有重要的药用价值,当前主要从蛹虫草子实体中提取。本文提供了一种从蛹虫草子实体生产的副产物——大米培养基中高效提取纯化虫草素的新方法。该方法包括连续逆流提取、732阳离子交换树脂柱层析和结晶三步。对每一步的工艺参数进行了系统优化。用该优化的方法从大米培养基中提取虫草素,虫草素产品的纯度达98.0%以上,产率达66.0%以上。     

表面活性剂的疏水性及电性对肌酸激酶的活力及复性能力的影响

测定了烷基硫酸钠(CnH_(2n+1)SO_4Na;记为CnS;n=8,10,12)和溴化十烷基三甲铵C_(10)H_(21)(CH_3)Br;记为C_(10)NM_3)对肌酸激酶(CreatineKinase;记为C.K.)的活力,以及在它们中变性后复活能力的影响。CnS对C.K.的变性效率随n的增加而增加,变性效率的对数和n之间有线性关系;CnS水C.K.的变性能力远大于C_(10)NM_3;C.K.被C_(10)NM_3变性以后,其复性能力(稀释时恢复活力的程度远大于C.K.被CnS变性后活力的恢复能力。这种差别主要是由于C_(10)NM_3带正电,而CnS带负电引起的。     

盐酸己烷基双胍对肌酸激酶的活力及构象的影响

测定了盐酸己烷基双胍(C_6H_(13)C_2N_5H_(?)HCl;记为HBGC)对肌酸激酶(Creatine Kinase;记为CK)的活力的影响;同时利用荧光光谱,紫外差光谱.付里叶红外光谱等手段测定了HBGC对CK构象的影响,结果表明.HBGC为0.07mol时就使CK完全失活、而且在高浓度的HBGC中变性后的CK.稀释时即可完全复活;CK的活力丧失明显先于构象的变化,与溴化+烷基三甲铵不同,HBGC可以破坏CK的二级结构,使之完全无序化.     

水环境中磺胺类药物代谢产物的行为特征与生态毒理

磺胺类药物(SAs)作为最早应用的一类广谱合成抗菌剂,被广泛应用于人类医疗健康和兽医领域。进入体内的SAs大多以母体或代谢产物的形式排入水环境。SAs及其代谢产物在水环境中的残留以及产生的耐药性可能严重威胁生态系统和人类健康。本文在总结相关研究的基础上,归纳和分析了近年来有关SAs的研究成果,介绍了SAs的主要代谢产物类型、代谢产物在不同水环境中的分布特征等,讨论了SAs代谢产物的生态毒理,特别是磺胺类抗性基因(sul-ARGs)的分布及危害。最后对未来的研究工作进行了展望。本文可为SAs的进一步研究提供基础资料。