网箱养殖海域亚硝态氮的时空分布规律及其释放机理初探

摘要

一般认为NO<,2><'->还原为氮的气态氧化物的速率很快，在海水中很少积累。研究中常用年平均值，季平均值或月平均值来表征水域中NO<,2><'->的浓度，往往掩盖了NO<,2><'->浓度在短时间和小范围内的较大幅度的波动。因此，在科学研究中人们常常忽视了NO<,2><'->在短期内变化对水产养殖对象的生态毒理学效应。本论文分别与于2004年7月(夏季)、11月(秋季)以及2005年1月(冬季)、4月(春季)，对唐岛湾进行了4个航次调查，拟在了解唐岛湾海域NO<,2><'->-1N分布规律，同时采用实验室培养法测定了不同氧化还原环境下沉积物一海水界面间无机氮的迁移转化特征，并结合微生物因素分析了环境因子对NO<,2><'->-N分布的影响，为探析NO<,2><'->-N释放机理提供了科学的依据。 1、NO<,2><'->-N含量的时空分布及影响因素 底层水NO<,2><'->-N含量在各航次内差异不大，但季节变化尤其是秋季差异明显，底层水NO<,2><'->-N平均含量表现为秋季>夏季>冬季>春季；NO<,2><'->-N春季与NO<,3><'->-N有显著正相关，与DIN显著正相关；NO<,2><'->-N的分布受多种因素的影响，与T、DO、pH值、S、COD和Chl-a之间具有不同程度的相关关系，只是随着季节的变化有所差异；NO<,2><'->-N在DIN组成中的百分组成随季节的变化有所不同，水体中确有NO<,2><'->-N存在，NO<,2><'->-N养殖毒性不容忽视。 表层沉积物NO<,2><'->-N含量在各航次各站位间变化和季节变化都很明显，养殖区表层沉积物中NO<,2><'->-N平均含量冬季>秋季>春季>夏季；夏季虽然NO<,2><'->-N与其他N态均表现出一定负相关关系，但相关性都不显著，秋季表层沉积物中NO<,2><'->-N与NO<,3><'->-N显著的正相关，与NO<,4><'->-N、DIN均表现出极显著的正相关，冬季表层沉积物中NO<,2><'->-N与NO<,4><'->-N存在极显著的负相关；表层沉积物NO<,2><'->-N含量分布与POM％呈极显著正相关，本研究冬季表层沉积物NO<,2><'->-N的分布与温度呈显著负相关，可能在一定程度上反映了反硝化作用的强弱，另外，冬季表层沉积物NO<'-><,2>-N与ORP呈显著负相关，也表明随着沉积物氧化还原环境的改变，三态无机氮之间不断进行相互的转化。 2、影响NO<'-><,2>-N分布的几种主要细菌 底层水中夏季NO<'-><,2>-N与细菌总数以及硝酸盐还原菌存在的较好的正相关，在夏、秋、春季3季与硫酸盐还原菌均有有较好的正相关。沉积物中NO<'-><,2>-N与细菌总数在夏、冬、春3季存在较好的正相关性，与硝酸盐还原菌在夏、秋两季表现为显著的正相关，春、冬2季相关性不显著，与硫酸盐还原菌仅在夏季存在显著的正相关。 3、环境变化对沉积物-水界面NO<'-><,2>-N释放的影响 在充氧培养条件下，上覆水中无机氮3种形态的转化过程中，硝化作用和反硝化作用能达到一个动态平衡，此时上覆水中NO<'-><,2>-N浓度达到其浓度最大值，而NO<'-><,3>NH<'+><,4>-N的浓度达到其浓度最低。当上覆水中NH<'+><,4>浓度增加时NO<'-><,2>-N的释放也随之增强，验证了NO<'-><,2>-N浓度增加是源于硝化作用；向上覆水中加入NO<'-><,3>溶液后，对上覆水DIN的影响表现为NO<'-><,3>-N从水体向沉积物迁移，对NO<'-><,2>-N、NHO<'+><,4>-N影响不大。对沉积物的影响主要表现为上覆水中NOO<'-><,3>的增加，促进了表层沉积物中NO<'-><,2>-N的累积；向上覆水中加入NHO<'+><,4>-后，促进了上覆水中微生物的硝化作用，使NHO<'+><,4>-N向NO<'-><,2>-N、NO<'-><,3>-N转化，但对促成NO<'-><,2>-N在表层沉积物中的累积无明显的意义。 在通氮培养的条件下，对照组在培养的第2 d以后，无机氮三态转化不再明显，各自稳定在一定浓度，达到平衡状态；上覆水中加入NO<'-><,3>后，上覆水中NO<'-><,2>-N浓度与NO<'-><,3>-N浓度变化之间存在着极显著的负相关。上覆水中NO<'-><,3>-N的增加促进了微生物的反硝化作用，同时也促进了NO<'-><,2>-N在表层沉积物中的累积。

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章文献综述

第二章网箱养殖海域NO2--N的时空分布及影响因素研究

第三章影响网箱养殖海域NO2--N分布的几种主要细菌

第四章环境变化对沉积物-水界面NO2--N释放的影响

参考文献

致谢