沿海电厂温排水对鳍藻种群动态及毒性的影响研究

Diarrhetic shellfish poisoning toxins are widely distributed in the world and make a significant threat on the health of human beings. Dinophysis blooms are responsible for the vast majority of diarrheic shellfish poisoning cases. Dinophysis species have special mixotrophic strategies and prefer to aggregate around the pycnocline in stratified water column. Their vertical distributions indicate that they require specific physical conditions (i.e. stratified water column) that constitute their ecological niche, of which, however the mechanism is largely unknown and would be a major focus on the study. Cooling water discharge from power plant along coasts can obviously increase the water temperature around the adjacent sea areas and cause (or intensify) the stratification of water column, which may influence the initiation, maintenance and senescence of dinophysis blooms. The aim of this project is to make clear the influence of cooling water discharge from power station on population dynamics, density and toxicity of dinophysis in the semi-closed waterbody. Based on the field investigations and lab experiments, we try to identify the important physical, biological and chemical factors that control abundance and distribution of dinophysis over the temporal and spatial scales in the sea areas under the influence of cooling water discharge. In addition, we will investigate the alteration of living strategy and toxin production of dinophysis under the circumstance of increasing temperature.

腹泻性贝毒中毒事件主要由鳍藻藻华引起，其丰度超过200cells/L就可能造成贝类毒素超标。鳍藻具有特殊的混合营养特性，倾向于在水体密度跃层聚集。水体层化对鳍藻种群优势的建立起到重要作用，但有关此方面的机制尚未明确。电厂温排水是一种热污染，能够显著增高邻近海域水体温度并造成或加剧水体层化，从而对鳍藻藻华的发生、发展和消亡产生影响。本研究以大亚湾核电厂温排水引起水体物理、生物和化学因素变化为切入点，研究温排水对鳍藻时空分布的影响，弄清鳍藻种群动态与浮游植物种群结构、水体温度与层化、营养盐及红色中缢虫丰度等相关关系，揭示鳍藻藻华触发与消亡的关键控制因素；探索不同温度和水层条件下鳍藻的产毒特征，弄清温排水增温效应对鳍藻毒性的影响；查明鳍藻沿温度梯度下的扩散途径，评估电厂温排水对鳍藻种群动态、丰度和毒性的影响程度。研究结果将为评估人类活动及全球气候变暖导致的鳍藻藻华爆发风险提供科学依据。

腹泻性贝毒中毒事件主要由鳍藻藻华引起，其丰度超过200 cells/L就可能造成贝类毒素超标。鳍藻具有特殊的混合营养特性，倾向于在水体密度跃层聚集。水体层化对鳍藻种群优势的建立起到重要作用。电厂温排水是一种热污染，能够显著增高邻近海域水体温度并造成或加剧水体层化，从而可能对鳍藻藻华的发生、发展和消亡产生影响。本项目以大亚湾核电厂温排水引起水体物理、生物和化学因素变化为切入点，于2017年4月（春季）、6月（夏季）、8月（夏秋过渡期）、10月（秋季）和12月（冬季）对大亚湾核电站温排水影响区域（5个站位，S3位于核电温排水影响的核心区域）进行了5个航次的调查，研究了核电厂温排水影响区域不同季节及水层鳍藻属的种类组成和多样性，弄清了温排水增温梯度下鳍藻的季节分布规律和垂直分布特征；对现场水体鳍藻的DSP毒素的组成和含量进行分析，弄清了该海域域贝类和水体中DSP毒素组成和含量的变化特征。研究结果表明：（1）电厂温排水能够造成局部海域温度显著上升，且对临近海域的水体层化状态造成显著影响；（2）该海域共检出了三种鳍藻，包括具尾鳍藻、渐尖鳍藻和勇士鳍藻；（3）5个调查航次中，除6月水体中没有检出鳍藻存在外，其他4个航次均发现鳍藻，4月和10月是鳍藻高发期，鳍藻主要出现在核电温排水影响核心区及临近站位，尤其是温度盐度跃层的边缘区域；（4）该海域的具尾鳍藻仅含有PTX2，不含OA和DTX毒素，具尾鳍藻细胞内PTX2含量范围为4.75-11.07 pg/cell，核电温排水核心区S3站位鳍藻毒素含量无明显特异性；（5）该海域贝类样品（牡蛎、珍珠贝和紫怡贝）中检测出了PTX2、GYM、OA三种毒素，未检出AZA、DTX、YTX等毒素。总的来讲，本研究结果表明大亚湾核电温排水在这种半封闭水体条件下，对鳍藻的增殖能够起到一定的促进作用，并可能向西侧大鹏澳内牡蛎养殖区输入此毒藻，增加了该海域贝类的腹泻性贝类毒素的污染风险。