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我国典型海域营养盐特征对赤潮形成的影响及赤潮防治方法研究

宋秀贤  
【摘要】: 赤潮已成为世界各沿海国家面临的一种海洋公害。影响赤潮形成的环境因素诸多而复杂,但海水富营养化是赤潮形成的物质基础。本文通过大量的室内实验和现场调查,综合分析了胶州湾、香港及香港邻近珠江口海域营养盐含量、组成、结构等因素对海域生物量及赤潮形成的影响,对各海域的营养盐状况以及对赤潮生物的影响进行了研究比较。并在以往工作的基础上,研究了粘土/MMH体系对不同赤潮生物的絮凝动力学、粘土复合体系对赤潮生物的去除作用及其对养殖生物的影响。结果表明: * 胶州湾养殖海域夏季表层水体中营养盐含量丰富,高于全湾的平均值,具有铵态氮为主要氮源、硅和磷为主要限制因子的营养盐特征;赤潮发生期间,N/P比明显增加、Si/N和Si/P比有所下降,硅、磷耗尽是导致赤潮消亡的因素之一。在胶州湾养殖区沉积物中首次检测到磷的新形态—基质结合态磷化氢,其最高浓度可达685ng /kg(干重);该化合物与沉积物底层有机磷浓度具有较好的线性相关性,为胶州湾磷的快速补充机制提供了新的思考。 * 香港近海海域各种营养盐含量一般表现为冬季最高、秋季较低;表层水体中叶绿素a含量高峰值出现在夏季、冬季最低,底层水体中叶绿素a含量秋季最高、冬季最低;该海域春、夏季节氮限制的几率都在30%以上,秋季则表现为明显的氮限制,为87.5%,冬季磷限制几率较高为45.8%,各个季节硅酸盐作为限制因素的可能性较小。 * 香港邻近珠江口海域受珠江冲淡水的影响显著,各种营养盐含量十分丰富,表层水体中硅酸盐、硝态氮与盐度呈现显著的负相关;与香港近海海域DIN组成特点明显不同,硝态氮是该海域DIN的主要组分;表层水体叶绿素a含量高峰值出现在夏季,高于香港近海海域、与胶州湾养殖区的含量相当;该海域各季节磷酸盐作为单一限制因子的几率较大,硅酸盐次之,总溶解态无机氮不对浮游植物的生长构成限制因素。 室内加富培养实验中发现,M. rubra 在赤潮期间以吸收NO3 为主,消亡后能够产生大量的NH4-N和尿素,在其死亡后4(6天内NH4-N由1μmol/L 增加到60μmol/L,尿素由0.5 μmol/L增加到6(8 μmol/L;培养水体中以硅藻为主的其它微藻开始增殖,并以吸收利用NH4-N和尿素 WP=8 * 为主要氮源;此时硅酸盐消耗速率较快,其中添加了氮源的实验组比没有添加氮源的实验组SiO3浓度降低更明显。 * 粘土/MMH体系絮凝赤潮生物动力学研究发现,在粘土中加入第二组分MMH(混合金属层状氢氧化物正电溶胶),可改变粘土表面的电性、增大粘土颗粒的有效作用半径,提高对赤潮生物的絮凝速率。粘土浓度不变时,絮凝速率随体系中MMH比例的增大而提高;粘土与MMH比例一定时,絮凝速率随其浓度的增大而增大。 * 由粘土、组分A和B组成的复合体系对锥状斯克里普藻、强壮前沟藻和赤潮异弯藻均具有良好的去除效果,其去除效率与三种组分的不同配比有关。其中,粘土、组分A和B的最佳浓度分别为0.5(1.0 g/L、5(10 mg/L和5(10 mg/L。该体系对日本对虾(Penaeus japonicus)仔虾(体长1(1.5cm)和鲈鱼(Lateobax japanicus)幼苗(体长1.5(2.0cm)的急性毒性实验的结果表明,适当浓度的组分A和B能提高粘土对赤潮生物的去除率而对养殖生物无害,可以应用于养殖区的赤潮防治,具有较好的应用前景。


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