生物标志物指示南黄海沉积物中有机氯农药的分布及来源的可行性研究

发布时间：2018-12-20 11:48

【摘要】：南黄海作为西北太平洋边缘海，周边人口众多，工农业较发达，陆源排污压力较大。有机氯农药（OCPs）作为一类重要的持久性有机污染物（POPs），研究其在南黄海沉积物中的分布对于了解陆源有机污染物在南黄海的来源、时空分布及未来变化趋势有重要意义。与中国其它边缘海相比，南黄海物理环境与沉积环境特殊：无大江大河的直接影响，沉积物中有机质的来源、分布、沉积控制机制还不明确。本研究在测定南黄海沉积物中OCPs和生物标志物含量的基础上，通过对比分析生物标志物与有机污染物的时空分布特征，综合分析海陆源生物标志物指标与有机污染物的分布趋势与沉积记录，不仅探讨了南黄海陆源沉积有机质的来源方式和沉积分布机制，还利用滴滴涕农药指标和烷烃指标对南黄海有机质的埋藏环境进行了指示。论文调查和研究了南黄海32个表层沉积物和箱式沉积柱N02样品中15种OCPs（α-HCH、β-HCH、γ-HCH、o,p’-DDT、p,p’-DDT、o,p’-DDE、p,p’-DDE、o,p’-DDD、p,p’-DDD、Aldrin、Endrin、Heptachlor、Heptachlorepoxide (Isomer A)、Heptachlor epoxide (Isomer B)、Methoxychlor）和有机质指标（TOC、C37-alkenones、brassicasterol、dinosterol、C27+C29+C31n-alkanes、Branched-GDGTs、Pr、Ph）的含量，进行对比分析和讨论，得到以下结论：（1）南黄海表层沉积物中∑OCPs的含量范围为0.5-7.6ng/g d.w.，平均值为3.2±2.3ng/g d.w.，浓度高值点出现在南黄海中部泥质区（H6-H12及H43站位），最低点出现在海州湾内，如H15站位；检出率最高的∑DDTs的范围为ND-5.1ng/gd.w.，平均值为0.8±1.0ng/g d.w.，浓度最高点亦出现在中部泥质区，如H9站位，最低点出现在中部泥质区边缘H11站位。∑OCPs含量空间分布表现为：在南黄海中部及东北部海域有高值，向南和向近江苏沿岸海区含量逐渐降低。与其它海区沉积物赋存浓度相比较，南黄海沉积物中∑OCPs的含量处于中等或较低水平。位于南黄海中部泥质区北端岩芯N02中∑OCPs含量变化范围为1.2-5.6ng/gd.w，沉积记录显示在20世纪40年代和90年代出现峰值，2000年之后∑OCPs略微上升，加之DDT含量则出现大幅度上升，直接表明南黄海北侧海域仍有新鲜DDT的输入。（2）多数表层沉积物中有机氯农药的同族体特征（DDTs，HCHs，(DDE+DDD)/DDT）显示南黄海沉积物赋存的有机氯农药较新鲜，表明仍有新OCPs污染物的输入。岩芯N02中∑OCPs含量与生物标志物比值显示后期趋势小幅度上升，与∑OCPs后期沉积记录相同，说明在陆源物质输入量不变的前提下，南黄海有机氯农药输入的量有增大的趋势。（3）表层沉积物海源有机质生标C37-alkenones、brassicasterol、dinosterol的含量分别为nd-443.5(155.5) ng/g，77.7-998.6(439.6) ng/g，160.0-1622.7(668.3)ng/g，海源生标空间分布相似，泥质区中央明显低值，外侧高值，转而向南侧及近岸方向降低。陆源有机质生标C27+C29+C31n-alkanes的含量为119.7-799.5(377.3) ng/g，空间分布显示南黄海北侧高值，向南和近岸方向降低。岩芯N02沉积记录显示过去约90年，沉积物总有机碳含量无明显变化，南黄海浮游动物生物量（cholesterol）和浮游植物总生产力（brassicasterol、dinosterol）上升，陆源生标含量无明显变化，但对于总有机质的贡献下降。（4）相比总有机碳和海源有机质，南黄海沉积物中∑OCPs含量与陆源-TOC有更为相似的分布趋势和统计相关性，说明∑OCPs与陆源-TOC有相同的来源方式和相似的有机地球化学行为，即通过径流输入，后期受沉积物粒径、TOC含量和水动力条件的作用进行分选、搬运和沉积。TOC标准化处理后的∑OCPs分布结果进一步验证了近岸径流输入的结论。南黄海海洋浮游植物对OCPs的迁移及分布有一定的影响，初步推断南黄海沿岸的浮游植物及吸附的污染物会在物理环境的胁迫下搬运至南黄海中部。在岩芯N02中通过特征污染物DDD与DDE的含量对比发现岩芯N02前19cm的沉积埋藏环境为偏氧化环境，这也得到了另一指示氧化还原环境指标姥鲛烷（Pr）/植烷（Ph）的验证。本论文的研究有利于掌握南黄海海域沉积物中OCPs污染的确实情况以及历史上对南黄海OCPs的输入情况，并在时空分布的格局上对南黄海中部泥质区污染物的沉积分布机制有了进一步的了解，，可对该海域生态环境高风险的修复提供管理依据和理论支持。
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【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X592;X55

【参考文献】