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在线固相萃取净化-液相色谱-串联质谱法直接测定植物粗提物中的23种全氟化合物

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分析化学 2024年第2期52卷 286-300页

作者：申楠韩同竹盛璨璨何秀平陈军辉刘晨光李先国中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋生态环境科学与技术重点实验室青岛市现代分析与近海生态环境安全保障重点实验室

采用全自动在线固相萃取净化技术去除植物粗提物中的基质干扰组分，建立了一种超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)同步测定植物叶片组织中23种全氟化合物(Per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)(13种全氟羧酸类、4种全氟磺酸类... 详细信息

采用全自动在线固相萃取净化技术去除植物粗提物中的基质干扰组分，建立了一种超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)同步测定植物叶片组织中23种全氟化合物(Per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)(13种全氟羧酸类、4种全氟磺酸类和6种新型替代品)的新方法。植物样品经1%甲酸-甲醇溶液提取两次再旋蒸至干，用70%甲醇溶液复溶后直接进样分析。通过WAX在线固相萃取柱对PFASs进行自动化净化后，切换六通阀，将PFASs冲洗至适用于碱性流动相体系的C18分析柱上，采用含0.4%氨水的甲醇/水二元流动相体系进行梯度洗脱，在16 min内即可实现各目标化合物的色谱分离。采用串联质谱在多重反应监测(MRM)模式下进行PFASs的在线检测，并用内标法进行定量分析。方法学考察结果表明，植物叶片样品中23种目标PFASs的平均加标回收率为64.2%～125.5%，相对标准偏差(RSD)为0.7%～12.8%，各目标PFASs在相应的质量浓度范围内线性关系良好，相关系数(R2)大于0.990，检出限(LOD,S/N=3)在0.02～0.50μg/kg之间。采用本方法对海洋绿潮藻浒苔和4种树叶实际样品中的PFASs进行检测，共检出6种PFASs，其中PFBA为主要污染物。与文献报道的离线固相萃取法相比，本方法简化了样品前处理过程，为植物组织中典型PFASs及其新型替代品的日常监测提供了一种简便、快捷和准确的方法。

关键词：在线固相萃取植物叶片全氟化合物超高效液相色谱-串联质谱

来源：博看期刊

基于Ecopath模型的硬壳蛤多元混养系统养殖容量评估

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海洋与湖沼 2024年第3期55卷 660-674页

作者：奉杰徐江玲赵小龙袁超吴玲娟白涛宋浩杨美洁于浩林张涛国家海洋局北海预报中心山东青岛266061 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室山东青岛266061 中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室山东青岛266071 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071 中国科学院海洋牧场工程实验室山东青岛266071

为优化硬壳蛤多元混养系统养殖模式,提高硬壳蛤池塘养殖技术水平,以硬壳蛤(Mercenaria mercenaria)-三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)-凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)混养池塘生态系统为研究对象,利用Ecopath模型构建了由12个... 详细信息

为优化硬壳蛤多元混养系统养殖模式,提高硬壳蛤池塘养殖技术水平,以硬壳蛤(Mercenaria mercenaria)-三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)-凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)混养池塘生态系统为研究对象,利用Ecopath模型构建了由12个生物功能组组成的能量流动模型,并基于能流模型评价了生态系统中硬壳蛤养殖容量。研究表明,该生态系统中硬壳蛤生物量最高(134.99 g/m^(2)),其次是凡纳滨对虾(62.56 g/m^(2));底栖动物营养级最高(2.65)。由于生态系统中第Ⅱ、Ⅲ营养级间能流传递效率较低(5.20%),系统绝大部分能量流通量(98.37%)位于第Ⅰ、Ⅱ营养级;系统连接指数和杂食指数分别为0.37和0.05,表明生态系统食物网结构简单;系统总初级生产力/总呼吸量比值为2.13,系统净生产力为每30天715.18 g/m^(2),表明生态系统以自养为主。研究期间人工饵料投入量占初级生产力的71.60%,大量饵料投入使生态系统食物网以碎屑食物链为主;从生态系统能流平衡的角度评估硬壳蛤养殖容量,发现该系统中以硬壳蛤个体总湿重计的生态容量和生产容量分别为:854.46 g/m^(2)和1441.47 g/m^(2)。基于该系统中硬壳蛤生态、生产容量获取的硬壳蛤最大放养密度分别为73 ind./m^(2)和123 ind./m^(2)。由于Ecopath模型无法模拟生态系统无机环境因子对养殖容量的限制作用,在开展基于Ecopath模型的养殖容量评估结果应用时应保持谨慎。养殖期间水体、底质环境保持在养殖生物适宜范围是Ecopath模型评估结果可靠的一个重要前提。

关键词：硬壳蛤养殖容量 Ecopath 能量流动混养

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中国海藻养殖的碳汇及环境效益分析

中国生态农业学报（中英文） 2024年第9期32卷 1578-1591页

作者：刘志强梁桂珠王皓张玉凤李佳如宋籽芸杨萌刘鹰大连海洋大学海洋科技与环境学院/设施渔业教育部重点实验室大连116023 国家环境保护近岸海域生态环境重点实验室大连116023 辽宁省大连生态环境监测中心大连116023

在全球气候变化加剧的背景下,充分利用海藻养殖碳汇功能是实现中国“双碳”目标的重要途径,其关键在于科学、精准和系统地测算海藻养殖碳汇能力。以往关于海藻养殖碳汇的研究大多忽视了海藻养殖过程中丢失的颗粒有机碳(POC)和释放的惰... 详细信息

在全球气候变化加剧的背景下,充分利用海藻养殖碳汇功能是实现中国“双碳”目标的重要途径,其关键在于科学、精准和系统地测算海藻养殖碳汇能力。以往关于海藻养殖碳汇的研究大多忽视了海藻养殖过程中丢失的颗粒有机碳(POC)和释放的惰性溶解有机碳(RDOC)在固碳中的作用。本文基于2000—2022年中国9个沿海省份海藻养殖产量数据,考虑海藻养殖过程中通过释放POC和RDOC形成的碳汇,对我国海藻养殖长期碳汇和短期碳汇进行评估。此外,本研究还分析了中国9个沿海省份海藻养殖去除氮磷水平及其效益。评估结果表明:2000—2022年中国9个沿海省市海藻养殖平均产量为18.2×10^(5)t·a^(−1),平均种植面积为11.1×10^(4) hm^(2)·a^(−1);中国海藻养殖平均长期碳汇为2.70×10^(5)t(C)·a^(−1),平均短期碳汇为4.75×10^(5)t(C)·a^(−1),平均总碳汇(长期碳汇和短期碳汇之和)为7.45×10^(5)t(C)·a^(−1),且中国海藻碳汇将呈逐年增加趋势,预计2030年中国9个沿海省份海藻养殖总碳汇将达14.22×10^(5)t(C)。从总碳汇、长期碳汇和短期碳汇三方面来看,福建、山东和辽宁3省贡献了约91.5%的碳汇量,南部海洋经济圈碳汇增加最多。中国9个沿海省份海藻养殖碳汇量由于养殖种类和产量等原因差异较大,海带具有最高的固碳能力,与其他海藻相比,实现我国“碳中和”目标所需的养殖面积最小。从长期碳汇、短期碳汇和总碳汇三个方面分别估算实现我国“碳中和”目标所需海带养殖面积依次为1.14×10^(7) hm^(2)、0.65×10^(7) hm^(2)和0.41×10^(7) hm^(2)。根据中国9个沿海省份海藻养殖产量估算,2000—2022年其海藻养殖对氮磷的年平均去除量分别为5.44×10^(4) t(N)·a^(−1)和0.66×10^(4) t(P)·a^(−1),释放氧气1.99×10^(6) t(O2)·a^(−1),2022年其海藻养殖总环境效益达173.03亿元。本研究结果可以为“碳中和、减缓海水脱氧和富营养化”背景下发展海藻养殖提供重要数据支撑。

关键词：海藻碳汇碳中和环境效益海水养殖

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基于海洋健康指数的海洋生态系统健康评价研究——以辽东湾为例

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海洋环境科学 2024年第5期43卷 723-732页

作者：张煜珩马新东姚文君侯旭林王瑶姚子伟高郭平上海海洋大学海洋生态与环境学院上海200090 国家海洋环境监测中心生态环境部近岸海域生态环境重点实验室大连116023 海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海口570228 大连工业大学轻工与化学工程学院大连116034

海洋生态系统健康评价是目前海洋健康研究的核心,海洋健康指数(ocean health index,OHI)作为一个开放性的量化综合评价体系,可以为海洋生态系统健康评价和预测提供科学有效的抓手。本研究以辽东湾为例,在OHI框架基础上,结合沿海实际环... 详细信息

海洋生态系统健康评价是目前海洋健康研究的核心,海洋健康指数(ocean health index,OHI)作为一个开放性的量化综合评价体系,可以为海洋生态系统健康评价和预测提供科学有效的抓手。本研究以辽东湾为例,在OHI框架基础上,结合沿海实际环境特征,对模型、指标和参考点进行了优化,并对1996-2020年的健康指数进行了评估。研究结果表明,辽东湾OHI指数得分为55.38~77.12,平均值为64.79,并且随着年代变化整体上呈现一定的波动性和略微下降的趋势。OHI框架中10个不同指标的得分差异显著,其中清洁水域和旅游休闲的平均得分相对较高,平均值分别达到89.34和89.00;食物供给和海岸防护的整体得分相对较低,平均值分别为32.65和39.07。辽东湾海洋健康的影响因素分析结果显示,传统渔民捕捞机会、碳汇、食物供给、生物多样性和海岸防护对海洋生态系统健康的贡献率分别为18.1%、15.7%、14.5%、13.3%和12.1%。趋势预测分析结果表明,自然产品、物种、捕捞渔业、海岸防护及碳汇等指标的未来情况不容乐观,尤其是以海盐、海化产品为代表的自然产品指标下降趋势更为明显。

关键词：海洋健康指数海洋生态系统健康评价趋势预测辽东湾

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微塑料在土壤中的赋存特征、吸附和迁移机制

中国科学:化学 2024年

作者：王储刘霞王萌刘慕涵闫志永赵雅婷赵茹碧蒋凤华代燕辉岳同涛赵建中国海洋大学近海环境污染控制研究所海洋环境与生态教育部重点实验室自然资源部第一海洋研究所海洋生物资源与环境研究中心青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室

塑料污染已成为备受关注的全球环境问题,土壤是塑料的主要汇集地之一,进入到土壤中的塑料会经过物理、化学和生物老化过程降解为微塑料.由于微塑料具有粒径小、难降解等特点,容易吸附土壤环境中共存的污染物,如有机污染物和重金属等,进... 详细信息

塑料污染已成为备受关注的全球环境问题,土壤是塑料的主要汇集地之一,进入到土壤中的塑料会经过物理、化学和生物老化过程降解为微塑料.由于微塑料具有粒径小、难降解等特点,容易吸附土壤环境中共存的污染物,如有机污染物和重金属等,进而发生共迁移.本文总结了微塑料在全球不同地区土壤中的赋存特征,并探讨了土壤中微塑料的可能来源(农业地膜、工业活动、污水污泥等);归纳了土壤中微塑料对共存有机污染物和重金属的吸附机制以及影响因素(微塑料的理化性质和环境条件),微塑料吸附有机污染物和重金属的机制均包括孔隙填充作用、范德华力、静电力和阳离子-π键.除此之外,微塑料吸附有机污染物的机制还包括疏水作用、分配作用、氢键、π-π键、卤素键、负电荷辅助氢键和CH/π键;而络合(螯合)作用和离子交换在微塑料吸附重金属过程中起到了重要作用.综述了微塑料在土壤中的迁移机制(物理截留、静电力、疏水作用、氢键和络合作用等)以及影响因素;并进一步讨论了微塑料吸附和迁移行为对土壤理化性质及其生态毒性的影响.最后,对土壤中微塑料环境行为研究进行了展望.本文对于客观评价微塑料在土壤中的归趋和生态风险具有重要意义.

关键词：微塑料赋存吸附迁移天然有机质

辽东湾海水中金属基纳米颗粒的赋存水平与环境风险

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中国科学：化学 2024年第6期54卷 950-960页

作者：李欣雨李国新王昊宋一乐王建军赵雅婷王储刘霞孙雪梅赵建中国海洋大学近海环境污染控制研究所海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237 中国水产科学研究院黄海水产研究所青岛266071

纳米科技的迅速发展使得纳米材料,特别是金属基纳米颗粒(NPs)的环境污染问题备受关注.海洋(特别是近海海湾)是金属基NPs重要的“汇”,然而环境浓度的缺失阻碍了金属基NPs在海洋环境中的风险评估.本文采用单粒子电感耦合等离子体质谱法(s... 详细信息

纳米科技的迅速发展使得纳米材料,特别是金属基纳米颗粒(NPs)的环境污染问题备受关注.海洋(特别是近海海湾)是金属基NPs重要的“汇”,然而环境浓度的缺失阻碍了金属基NPs在海洋环境中的风险评估.本文采用单粒子电感耦合等离子体质谱法(sp-ICP-MS)探究了辽东湾海水中Ag、Ti、Cu和Zn基NPs的赋存水平及空间分布,并基于金属基NPs对海洋生物的预测无效应浓度(PNECs),使用风险表征比(RCR)对4种金属基NPs在辽东湾的环境风险进行了评估.结果表明,使用sp-ICP-MS以稀释法(Ti、Cu和Zn基NPs)和浊点萃取法(Ag基NPs)可以实现对4种金属基NPs的准确定量,回收率分别为97.1%、96.4%、95.3%和96.7%.空间分布表明,辽东湾中Ti基NPs的平均浓度最高(3.98×10^(8)个/L),其次为Ag、Cu和Zn基NPs;Ag基NPs在辽东湾西部沿岸浓度最高(6.81×10^(7)个/L),其他3种NPs则在北部沿岸大凌河口浓度最高,分别为1.87×10^(9)(Ti基NPs)、5.86×10^(7)(Ag基NPs)和2.12×10^(7)个/L(Zn基NPs).4种金属基NPs中,Ag基NPs的环境风险最高,在所有调查的16个站位中,有15个站位为“中风险”;4种NPs的总体环境风险(RCRtotal)在所有调查站位均处于“中风险”,且Ag基NPs对总体环境风险的贡献最大(>50%).本研究将有助于科学认识辽东湾海域金属基NPs的赋存水平和客观评估其环境风险.

关键词： sp-ICP-MS 金属基纳米颗粒赋存水平辽东湾环境风险

我国水体中大环内酯类抗生素的分布特征及环境光化学行为

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环境化学 2024年第3期43卷 734-750页

作者：杨妍王子宇葛林科李璇艳张蓬贺广凯马宏瑞陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021 国家海洋环境监测中心国家环境保护近岸海域生态环境重点实验室大连116023

大环内酯类抗生素(MLs)作为一类新型有机污染物,广泛存在于水环境中,表现为“假持久性”,并且能够导致环境菌群抗药性产生.本文总结大量文献,分析了我国环境水体中MLs的存在状况与浓度水平,并对该类抗生素浓度水平的时空分布差异进行了... 详细信息

大环内酯类抗生素(MLs)作为一类新型有机污染物,广泛存在于水环境中,表现为“假持久性”,并且能够导致环境菌群抗药性产生.本文总结大量文献,分析了我国环境水体中MLs的存在状况与浓度水平,并对该类抗生素浓度水平的时空分布差异进行了讨论,同时总结了水环境中MLs光化学行为的最新研究进展,介绍了其光解动力学以及水环境因子对光解的影响,阐述了光降解路径与机理,最后对该类抗生素的环境存在特征及光化学转化研究进行了展望.

关键词：大环内酯类抗生素存在状况分布特征光降解光化学转化

PET微纤维在双齿围沙蚕体内的摄入排出动力学研究

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海洋环境科学 2024年第2期43卷 243-251页

作者：姜亦松丛艺张明兴李昭川娄亚迪靳非何洁王莹王菊英大连海洋大学海洋科技与环境学院辽宁省高校近岸海洋环境科学与技术重点实验室辽宁大连116023 辽宁省海洋生物资源恢复与生境修复重点实验室辽宁大连116023 国家海洋环境监测中心国家环境保护近岸海域生态环境重点实验室辽宁大连116023

海洋微塑料污染已成为全球性环境问题,纤维是我国近海微塑料的主要存在形态。然而,微纤维对近海底栖生物的影响研究相对较少,底栖生物对微纤维的摄入和排出过程仍不明晰。本文采用近海沉积物中的代表性物种——双齿围沙蚕(Perinereis ai... 详细信息

海洋微塑料污染已成为全球性环境问题,纤维是我国近海微塑料的主要存在形态。然而,微纤维对近海底栖生物的影响研究相对较少,底栖生物对微纤维的摄入和排出过程仍不明晰。本文采用近海沉积物中的代表性物种——双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)作为受试生物,以长度(1.09±0.21)mm、直径100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维作为目标污染物,研究海水暴露途径下沙蚕对接近环境相关浓度(50个/L、100个/L、200个/L)PET微纤维的72 h摄入过程,以及暴露结束后转移至干净海水中恢复72 h的排出动力学过程。摄入实验结果表明,对于整个72 h暴露过程而言,沙蚕对PET微纤维的摄入量总体呈上升趋势,并且在暴露结束时沙蚕的摄入量均达到最大值(分别为2.35个/g、4.89个/g和8.55个/g),各浓度组对PET微纤维的摄入速率常数Ku分别在6 h、1 h、3 h达到最大值(分别为1.70×10^(-4)L/kg/d、1.60×10^(-4)L/kg/d和1.40×10^(-4)L/kg/d)。排出实验结果表明,沙蚕体内PET微纤维残留量总体呈下降趋势,各处理组沙蚕体内PET微纤维残留量分别在恢复的72 h、24 h和48 h达到最小值(分别为1.17个/g、2.05个/g和2.98个/g);低浓度组沙蚕对PET微纤维的排出速率常数Kd在恢复3 h达到最大值,为(4.81±1.95)/d,对应残留半衰期t1/2为(0.28±0.18)d;中、高浓度组沙蚕的Kd在恢复1 h达到最大值,分别为(7.19±4.20)/d和(9.12±3.30)/d,对应t1/2达到最小值,分别为(0.18±0.08)d和(0.11±0.05)d。恢复阶段结束后,PET微纤维主要残留在沙蚕体内,其次是海水溶液中,粪便中最少。本研究表明,PET微纤维浓度影响沙蚕摄食和排泄微纤维的数量和速率。研究结果可为科学评估微塑料在底栖生物中的毒性效应和生态风险提供依据。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯微纤维底栖生物生物累积速率常数

庙岛群岛海域大型底栖动物生态特征及季节变化

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应用生态学报 2024年第4期35卷 1131-1140页

作者：纪莹璐衣帆曲琳刘航陈静陈琳琳李宝泉山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室山东青岛266061 自然资源部渤海海峡生态通道野外科学观测研究站山东青岛266061 中国科学院烟台海岸带研究所山东烟台264003 自然资源部烟台海洋中心山东烟台265500

为了解山东烟台庙岛群岛海域大型底栖动物群落组成与时空分布特征及其对生境变化的响应情况,于2022年5月(春季)、8月(夏季)、10月(秋季)在庙岛群岛海域进行了大型底栖动物和环境要素调查。结果表明:共鉴定大型底栖动物127种,其中软体动... 详细信息

为了解山东烟台庙岛群岛海域大型底栖动物群落组成与时空分布特征及其对生境变化的响应情况,于2022年5月(春季)、8月(夏季)、10月(秋季)在庙岛群岛海域进行了大型底栖动物和环境要素调查。结果表明:共鉴定大型底栖动物127种,其中软体动物和环节动物多毛类为主要优势类群,各47和45种。主要优势种为中华不倒翁虫、寡节甘吻沙蚕、江户明樱蛤和日本倍棘蛇尾等。研究海域大型底栖动物年平均密度和生物量分别为190 ind·m^(-2)和28.69 g·m^(-2),季节间差异不显著。Shannon多样性指数(H′)、均匀度指数(J′)和丰富度指数(d)的平均值分别为3.10、0.90和2.40。聚类分析结果显示,3个季度的群落相似性系数较低,分布格局存在季节性变化。底层海水水温、叶绿素a、营养盐、沉积物粒度、有机质含量是影响庙岛群岛海域大型底栖动物群落的主要环境因子组合。对比历史数据发现,随着长岛国家级湿地自然保护区运营和围海养殖管理,庙岛群岛海域大型底栖动物优势种变化明显,密度和H′呈下降趋势,生物量和J′呈上升趋势,底栖动物类群呈现由小个体向大个体转变的趋势。

关键词：庙岛群岛大型底栖动物群落结构环境因子