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题名: 改性粘土对几种藻华生物的去除作用及其生态环境效应
作者: 李靖
学位类别: 博士
答辩日期: 2017-06
授予单位: 中国科学院大学
授予地点: 北京
导师: 宋秀贤 ; 俞志明
关键词: 改性粘土 ; 有害藻华 ; 生态环境效应 ; 藻毒素
学位专业: 海洋生态学
中文摘要:
    半世纪以来,有害藻华在世界范围内频繁暴发,其种类、规模以及对养殖生
物乃至人类健康的影响均有逐渐增加或增大的趋势,业已成为当今全球严重的生
态灾害。改性粘土技术是目前世界上少数可以大规模应用于现场有害藻华治理的
方法之一。本研究通过室内实验,考察了改性粘土在消除典型产毒甲藻塔玛亚历
山大藻(Alexamdrum tamarense)的过程中,对麻痹性贝类毒素在沉积环境及共
同培养的贝类组织中迁移转化的影响;通过跟踪现场应用情况,评估了改性粘土
在治理球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)藻华现场作业过程中对水环境、底栖
环境及生物群落结构的影响;并首次将改性粘土方法应用于大型绿藻藻华早期生
活史阶段的防治,通过室内实验及船基围隔实验,考察了改性粘土对绿潮藻类微
观繁殖体的去除效果及萌发抑制作用。获得了以下几方面的研究成果:
(1)通过塔玛亚历山大藻室内消除实验,考察了改性粘土对麻痹性贝类毒
素(PSTs)在共培养的海湾扇贝体内及沉积环境中积累与转化的影响。研究发现,
未添加改性粘土的对照组中,与塔玛亚历山大藻共培养的海湾扇贝在3 h 时即积
累了初始藻液中73.2 %的PSTs;添加0.5g/L 改性粘土的处理组中,3 h 时大部分
藻细胞被絮凝沉降,贝类组织中未发现毒素含量增加的现象。此外,相比对照组
中被贝类滤食在其体内积累的PSTs,被改性粘土絮凝沉降的藻体中PSTs 降解更
快。研究证实,改性粘土能够有效絮凝沉降塔玛亚历山大藻细胞,减少海湾扇贝
对有毒藻类的摄食,从而降低其体内的藻毒素积累。
(2)为了考察改性粘土现场喷洒作业对消除球形棕囊藻囊体的有效性以及
对作业海域生态环境可能存在的影响,本研究针对改性粘土作业前后水体中球形
棕囊藻囊体密度及作业水域重要水质参数进行了跟踪调查,结果表明,改性粘土
对棕囊藻囊体具有良好的去除效果,并能够在作业后的较短时间内降低水体中的
溶解磷酸盐及硅酸盐浓度。此外,在改性粘土消除球形棕囊藻项目实施前、中、
后期,对多项水环境参数、沉积物环境指标及生物群落组成进行了较为全面的调
查。综合分析评估的结果表明,在为期三个月的间歇现场作业期间,改性粘土作
业区域的水环境变化趋势与非作业区域基本一致,作业海域较强的水交换过程是
控制水环境变化主要的因素。浮游植物、浮游动物、底栖动物、底栖微生物群落结构表现出一定的月际变化特征,温度可能是引起这些变化最为关键的环境因子。
利用调查海域大型底栖动物种类及丰度信息计算得到的海洋生物指数(AZTI’s
Marine Biotic Index,AMBI),对调查海域的生态环境质量进行了评价,根据相
关评价标准,C1,C2,C3 站位为轻度扰动状态,C4 站位为无扰动状态。M-AMBI
(Multivariate-AMBI)在AMBI 的基础上加入了生物多样性和物种数指标,使用
该指数进行评价的结果显示四个调查站位的底栖生态环境均为“优良”及以上。
(3)通过室内实验考察了不同浓度改性粘土对典型绿潮藻浒苔(Ulva
prolifera)微观繁殖体的去除效果。结果显示,去除率随着改性粘土浓度增大而
逐渐提高,0.4 g/L 的改性粘土对初始密度为4.8105 ind./mL 的浒苔微观繁殖体
去除率可达到80%以上。去除实验后对微观繁殖体的萌发率进行跟踪发现,与对
照组相比,萌发率随着改性粘土用量的增加而降低,1.0 g/L 的改性粘土能使其
萌发率由60%左右降至低于6.5%。考虑到实验室模拟与自然环境的差异,本研
究搭载2016 年5 月南黄海绿潮调查航次,选取典型站位(微观繁殖体密度为
773.3±85.9 ind./L)进行了较大水体的船基改性粘土消除实验。结果表明,0.1 g/L
改性粘土即可去除水体中80%以上的绿潮藻类微观繁殖体,而0.5 g/L 改性粘土
能够将其萌发率降低至0.3%。室内实验与船基围隔实验的结果均表明改性粘土
对绿潮藻类微观繁殖体具有良好的去除和萌发抑制效果,该方法在黄海绿潮防治
领域具有一定的潜在应用价值。对于该方法的应用成本、在现场条件下的应用方
式及其有效性以及对于紫菜养殖是否有影响等问题,仍需要大量室内及现场实验
的进一步探讨和验证。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/136688
Appears in Collections:海洋生态与环境科学重点实验室_学位论文

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(LJ20170613)改性粘土对几种藻华生物的去除作用及其生态环境效应 (最终提交版本).pdf(7588KB)学位论文--延迟开放2018-6-15后可获取 联系

作者单位: 中国科学院海洋研究所

Recommended Citation:
李靖. 改性粘土对几种藻华生物的去除作用及其生态环境效应[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017.
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