湛江港疏浚棄土懸浮物對3種浮游植物生長的影響

黃一平,楊 鋒*,陸建明,葉健欣,葉 寧

(1.湛江市海洋與漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測站,廣東 湛江 524039;2.廣東海洋大學水產(chǎn)學院,廣東 湛江 524025)

1 引言

近年來各類涉海工程項目越來越多,在施工過程中都不可避免地產(chǎn)生人為的水體泥懸浮物,加上由風暴潮所導致的海底沉積物再懸浮,造成工程附近海域懸浮物濃度經(jīng)常性的大幅升高,懸浮物的產(chǎn)生,對海洋浮游植物的生長具有不利影響[1～3]。海洋浮游植物的作為海洋初級生產(chǎn)力最主要的組成部分,是構(gòu)成海洋食物鏈的最基本支持,其數(shù)量的變化,直接關(guān)系到整個海洋生物種群結(jié)構(gòu)的變化。本文以亞心形扁藻、湛江等鞭金藻和小球藻3種浮游植物為受試生物,測定懸浮物對浮游植物生長的影響,為評價湛江港涉海工程疏浚作業(yè)的生態(tài)環(huán)境效益提供科學依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 藻種

亞心形扁藻(Platymonas subcordif ormis)、湛江等鞭金藻(Lsochrysiszhangjiangensis)和小球藻(Chlorella vulgaris)均取自廣東海洋大學浮游藻類保種室,取指數(shù)生長期的健康藻種。

2.2 懸浮物培養(yǎng)液

取湛江港東海島跨海大橋疏浚作業(yè)的底泥(共設(shè)3個取泥點)。泥樣混合后于烘箱中經(jīng)120℃烘至恒重,用研缽經(jīng)研磨后過340目篩絹,取粒徑小于41μ m的粉砂存于干燥皿內(nèi)備用;試驗海水為經(jīng)煮沸后的自然海水,鹽度為29,pH 7.8,DO 8.2mg/L,Cu 1.6μ g/L,Zn 15.7μ g/L,Pb 0.12μ g/L,Cd 3.2μ g/L。用電子天平稱取定量泥樣,加海水配制成不同濃度組。經(jīng)消毒后,加人F/2改良配方的培養(yǎng)液配制成試驗液。

2.3 試驗方法

將 0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g/L 7 個濃度組的懸浮物培養(yǎng)液消毒后取指數(shù)生長期的3種藻種分別接種培養(yǎng)。150mL三角燒瓶中培養(yǎng)液與接種藻液總量為50mL,接種密度分別為亞心形扁藻6.3×104ind/mL,湛江等鞭金藻66.8×104ind/mL,小球藻58.6×104ind/mL。接種后將3個試驗組的三角燒瓶置于實驗室光照充足處,在自然光照狀態(tài)下培養(yǎng)。培養(yǎng)過程中各個試驗組每12h振蕩2次,所有試驗液每隔24h取樣1次,計數(shù)并觀察其生長情況,每個濃度組設(shè)2個平行樣品。

2.4 計算方法

抑制率用相對數(shù)量法[4]計算。

抑制率%=100-((Ntn-Nto)/(Ncn-Nco))×100.

式中:Ntn為處理組第n次測定時藻類細胞數(shù);Nto為處理組初次測定時藻類細胞數(shù);Ncn為對照組第n次測定時藻類細胞數(shù);Nco為對照組初次測定時藻類細胞數(shù).

2.5 數(shù)據(jù)處理

建立抑制率(P%)和濃度的對數(shù)(lnC)的線性關(guān)系,求解抑制率為50%的濃度EC50值。采用方差分析的方法求出懸浮物濃度對浮游植物生長影響的顯著性關(guān)系。

3 結(jié)果與分析

3.1 沉積物粒度及污染物含量

實驗所用沉積物粒度特征見表1。對實驗所用的沉積物中污染物的分析結(jié)果如表1所示。可見,沉積物中的各種相關(guān)污染物含量均符合國家一類沉積物標準[9],不會對受試生物產(chǎn)生毒害作用。

表1 實驗用沉積物主要成分含量(10-6)

3.2 懸浮物對亞心形扁藻的生長影響及抑制情況

亞心形扁藻在不同懸浮物濃度中的生長情況及生長抑制率詳見表2。對各濃度懸浮物與亞心形扁藻生長抑制率作方差分析的結(jié)果表明,不同濃度的懸浮物對亞心形扁藻的生長有非常顯著的影響(P＜0.01)。建立抑制率和濃度的自然對數(shù)的線性關(guān)系,求得出亞心形扁藻96h-EC50為3.93g/L。回歸分析和相關(guān)關(guān)系分析結(jié)果表明,48h和96h各組懸浮物濃度與生長抑制率都顯著相關(guān),r值分別為0.9319和0.9611。

表2 亞心形扁藻在不同濃度懸浮物中的生長趨勢及生長抑制率

3.3 懸浮物對湛江等鞭金藻的生長影響及抑制情況

亞心形扁藻在不同懸浮物濃度中的生長情況及生長抑制率詳見表3。方差分析結(jié)果顯示,不同濃度的懸浮物對湛江等鞭金藻的生長有非常顯著的影響(P＜0.01)。由作圖法得出湛江等鞭金藻96h-EC50為3.65g/L。回歸分析和相關(guān)關(guān)系分析結(jié)果表明,48h和96h各組濃度與生長抑制率都顯著相關(guān),r值分別為0.9886和0.9769。

表3 湛江等鞭金藻在不同濃度懸浮物中的生長趨勢及生長抑制率

2.4 懸浮物對小球藻的生長影響及抑制情況

小球藻在不同懸浮物濃度中的生長情況及生長抑制率詳見表4。方差分析結(jié)果顯示,不同濃度的懸浮物對小球藻的生長有非常顯著的影響(P＜0.01)。由作圖法得出小球藻96h-EC50為5.03g/L。回歸分析和相關(guān)關(guān)系分析結(jié)果表明,48h和96h組濃度與生長抑制率都顯著相關(guān),r值分別為0.9361和0.9550。

表4 湛江等鞭金藻在不同濃度懸浮物中的生長趨勢及生長抑制率

3.5 試驗數(shù)據(jù)分析

(1)光是浮游植物生長非常重要的限制因子之一[5～6]。在懸浮物含量較高的水體,由于懸浮物顆粒對光的折射及散射等效應,水體中的透光率降低、浮游植物光合作用受到抑制;同時由于懸浮于水中的粘土作為一個物理屏障,阻礙了水中的氣體交換,對水體中溶解氧造成影響。因而減弱浮游植物光合作用,而且還表現(xiàn)為懸浮有機顆粒物質(zhì)的降解、再生過程產(chǎn)生耗氧效應[7]。因此,懸浮物對浮游植物生長有一定的影響。

(2)在3種藻類的試驗中,懸浮物對藻類生長都有顯著差異。不過據(jù)作者觀察,在試驗過程中懸浮物沉淀的數(shù)量在幾小時后大多已沉淀,水體較為透明,所以最初的浮物量與水體幾小時后的浮物量幾乎沒關(guān)系,故作者認為在靜態(tài)試驗中,浮物量的多少并不影響浮游植物的生長。這與徐兆禮等[8]在靜態(tài)試驗中得到的結(jié)果相類似。

(3)小球藻試驗結(jié)果與亞心形扁藻和湛江等鞭金藻有所不同,其96h-EC50較大。這可能是小球藻與其他2種藻類的生物學特性不同有關(guān)。小球藻對懸浮環(huán)境中的理化環(huán)境有較好的調(diào)節(jié)作用[9],有效提高水體中的溶解氧,改善水體的懸浮環(huán)境。

4 結(jié)語

當疏浚作業(yè)使水體中含浮物量增多時,懸浮物對浮游植物生長的抑制作用明顯。但一旦疏浚作業(yè)停止,懸浮物沉淀,水體變清,浮游植物光合作用增強,懸浮物對藻類生長速率的抑制作用降低,其資源會得到恢復。

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