潮汐循环对胶州湾大沽河口沉积物氮、磷、DOM释放影响的模拟研究

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunrise617
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
河口沉积物是河口生态系统的重要组成部分,是水体中碳、氮、磷等物质的重要储存场所,且其常年受到潮汐的强烈作用。潮汐会影响河口沉积物的迁移、转化和养分释放,但目前对于潮汐循环对河口沉积物养分释放的研究还很少。因此本论文通过潮汐循环装置模拟不同强度的潮汐扰动,探究潮汐循环对胶州湾大沽河口沉积物中氮、磷、溶解性有机质(DOM)释放的影响,并应用逐步回归分析的方法建立模型,预测潮汐循环作用下沉积物中氮和磷的短期释放规律。此外,论文还分析了潮汐循环作用下沉积物中微生物丰度和群落结构变化,进一步阐释了潮汐循环对沉积物中养分释放影响的机制,主要研究结论如下:(1)模拟潮汐循环促进了沉积物中NH4+-N和NO3--N的释放,无潮汐循环扰动(静态释放)时NH4+-N和NO3--N最大释放量分别仅为360.15 mg/g和36.34 mg/g,而有潮汐循环扰动时NH4+-N和NO3--N最大释放量分别达到了513.45 mg/g和194.94mg/g。此外,NO3--N的释放量随着潮汐循环强度的增大而减小,这是因为低潮汐循环强度导致了较高的溶解氧含量和更强的好氧硝化活性,而高潮汐循环强度下,反硝化微生物丰度较高,从而促进了反硝化作用。潮汐循环也促进了沉积物中磷的释放,TP的释放量不断波动,但总体处于较低的水平,这主要归因于大沽河口沉积物中磷含量较低。通过逐步回归模型拟合氮磷释放数据发现,该模型对于NH4+-N、NO3--N、NO2--N的总体拟合效果较好,相关系数(R2)分别为0.8887、0.9051、0.7991,说明本文引入的模型适用于预测一定时间内的氮释放量,而TP释放的拟合性较差,主要与TP的低释放量和潮汐循环下TP实验数据的波动性有关。(2)模拟潮汐循环促进了沉积物中DOM的释放。潮汐组DOM释放量高于静态释放组,潮汐组DOM最大释放量是静态释放组DOM最大释放量的2.14倍,这是因为潮汐循环促进了沉积物中DOM的矿化,并促使DOM向上覆水扩散,导致上覆水中DOM含量的增加。此外,潮汐循环强度最小时,DOM释放量是最高的,这是由上覆水高度和潮汐强度的双重作用引起的。在模拟潮汐循环下,潮汐组的DOM荧光强度均大于静态释放组,表明潮汐循环对DOM荧光强度有较大的影响,并且类腐殖质A峰是所有潮汐组中荧光强度最强的。(3)模拟潮汐循环影响了沉积物中微生物的丰度和群落结构。静态释放组中微生物群落的丰度要明显高于潮汐组,说明潮汐循环对于微生物群落的丰度有很强的抑制作用,潮汐组中微生物丰度的下降是由于潮汐过程中溶解氧的变化。此外,通过对微生物群落结构进行分析,发现潮汐循环有利于Gammaproteobacteria(γ-变形杆菌纲)的生长,γ-变形杆菌纲微生物具有反硝化作用的能力,可以将硝酸盐还原为亚硝酸盐,潮汐组中反硝化活动强烈,这也进一步解释了潮汐扰动强度与NO3--N的释放量呈负相关的结果。潮汐循环还会极大地影响Marinobacteraceae(海杆菌属)微生物的丰度,从而提高碳、氮和磷的迁移能力。微生物群落的研究进一步解释了潮汐过程中营养释放的机制。
其他文献
背景:肌松治疗是目前重度急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者的重要治疗手段,肌松深度可能影响肌松剂对ARDS的治疗效果,如何优化重度ARDS患者的神经肌肉阻滞剂剂量实现合适的肌松深度是ARDS临床治疗的重要环节。阿曲库铵由于其起效快,持续时间短,常用于重度ARDS的肌松治疗,肌松检测四联训练(Train of four stim
自工业革命以来,人类社会生产生活活动向大气排放了大量的CO2,其中约有1/3被海洋吸收,引起海洋酸化。海洋酸化会直接对海洋生态系统稳定性造成威胁,还会改变污染物的环境行为,进而间接影响其对海洋生物的毒性效应。纳米产品的广泛使用,直接导致大量的人工纳米颗粒(Engineered nanoparticles,ENPs)被释放到海洋环境中,对海洋生物和海洋生态系统产生威胁。目前大量的研究集中在海洋酸化或
研究表明磷已成为控制渤海富营养化的关键因素。悬浮沉积物与磷的相互作用对海洋富营养化防治有重要的影响,而渤海埕岛退役油田改建鱼礁引起工程附近海域水动力条件改变,在往复流作用下促使沉积物再悬浮-沉降现象周期性发生,并且工程海域水力停留时间较短,所以探讨再悬浮沉积物与磷的短期动力学过程对理解平台鱼礁区的富营养化至关重要。批次实验法是研究吸附作用的有力工具,但因其操作过程繁琐,很难捕捉短时间尺度的动力学信
目的:观察急性前循环脑梗死Solitaire FR支架机械取栓的临床疗效,并探讨NADPH氧化酶p22phox与急性前循环脑梗死机械取栓术后高灌注综合征的相关性。方法:选择2016年1月至2020年1月临沂市中心医院脑卒中中心确诊急性前循环脑梗死颅内大血管闭塞行Solitaire FR支架机械取栓(mechanical thrombectomy,MT)术进行颅内血管闭塞开通的患者共190例为研究对
苯酚和苯甲酸是常见的工业废水污染物,也是单环芳烃及木质纤维素类固体废弃物厌氧降解过程中的重要中间代谢产物。苯酚等芳香族化合物作为一种致癌、致畸、致突变的有机物,在极低的浓度下就会对生物造成严重影响。因此,去除废水中的苯酚和苯甲酸对于环境和人类健康至关重要。铁基纳米材料作为制备简单且生物相容性较好的材料,能够提高废水、废弃物厌氧系统的稳定性和甲烷产量。本研究针对酚类厌氧降解在实际应用中存在反应时间长
生态及经济因素驱使愈多国内外学者聚焦研究含产品回收再造活动的闭环供应链。经济全球化的发展势头变得愈加强劲,资源流动和整合速度越来越快,更多的因素融入到闭环供应链运营过程中,这就极大地增加了供应链系统受突发事件干扰的风险。突发事件发生后,往往会干扰产品的市场需求和生产成本等因素发生扰动,使得闭环供应链的正常生产运营活动受到影响。比如,2020年爆发的新冠疫情,就对我国家电产品的市场需求造成了较大的冲
以污水污泥为原料制备生物炭(Sewage sludge biochar,SSB),不仅能够实现有机固体废物的资源化利用,而且还可以为农业生产提供潜在的土壤改良材料。研究证实,添加有机辅料(如秸秆、木屑等)与污泥共热解能够显著改善SSB的理化特性。然而,热解温度和有机辅料添加条件(种类和添加率)对SSB的养分特性和重金属生态环境风险的影响及其内在机制尚不清晰。本文选择不同种类的有机辅料(芦苇秸秆、啤
近年来,生物脱氮除磷工艺处理污水受到国内外学者的广泛研究。我国城市生活污水存在碳氮比(C/N)低、碳源不足等问题,采用传统生物脱氮除磷工艺处理这类污水难以达到允许的排放标准。针对我国城市生活污水低C/N的特点,以及传统生物脱氮除磷工艺的技术难点,本研究提出了反硝化除磷组合厌氧氨氧化(Anammox)进行深度脱氮的技术方案。污水中的磷通过反硝化聚磷菌(DPAOs)的厌氧释磷,缺氧过量吸磷的代谢作用得
印度尼西亚地处热带,拥有丰富的大型海藻资源,物种丰富度极高,大型海藻表面孕育了数量庞大且种类繁多的海洋微生物群落,是开发新型功能微生物和热稳定性海洋生物酶的重要来源。海藻多糖降解酶是海洋生物酶的重要分支,也是新型生物活性化合物的重要来源,但目前对印尼大型海藻附生菌产生的海藻多糖降解酶尚未得到有效开发。本研究以印尼大型海藻为研究对象,对其表面可培养多糖降解菌进行多样性分析,并利用宏基因组技术对多糖降
我国作为一个发展中大国,在经济高速发展的同时深受环境问题困扰。自“十三五”规划开展污染防治攻坚战以来,我国生态环境和水资源质量得到一定改善,但水环境中含氧酸根的危害依然严重,尤其是铬酸根、磷酸根。由于普通生物炭去除阴离子的能力相对较低,常通过改性增强其对含氧酸根的吸附能力;而以氧化镧为代表的稀土金属氧化物对阴离子具有较强的络合能力,因此通过镧改性生物炭可有效吸附废水中的含氧酸根。本文以两种藻类多糖