南黄海、东海表层沉积物中脂肪烃与多环芳烃的分布特征及来源初步研究

发布时间：2020-07-04 19:21

【摘要】：陆架海作为陆地与大洋的过渡带，在陆源有机质的转运及埋藏中具有重要作用。黄、东海是西太平洋最大的边缘海，因其高的生产力和碳埋藏速率，加之大量的入海污染物对生态系统形成巨大的压力，这一海域已成为海洋地球化学研究的热点区域。海洋沉积环境中脂肪烃（AHs）和多环芳烃（PAHs）的研究对于揭示有机质来源、环境污染以及评价其潜在生态风险有着重要的科学意义和应用价值。本论文对南黄海、东海表层沉积物中的正构烷烃、类异戊二烯、复杂混合物（UCM）及多环芳烃等多种烃类标志物进行了系统的研究，旨在了解研究区域内沉积有机质来源、石油污染状况、PAHs的污染源及潜在生态风险。主要结论如下： （1）南黄海表层沉积物中有机碳（TOC）含量整体呈现泥质区高于沿岸的分布趋势，最高值出现在东北地区，含量最低的是苏北沿岸。东海沉积物TOC整体含量低于南黄海，济州岛西南泥质区高于沿岸地区，陆架中部含量最低；沿岸地区TOC分布呈现南部高于北部的特征。有机碳的分布受到沉积物的来源、粒径以及水文条件等因素控制。从C/N分析，南黄海沉积有机质呈现陆源和海源共同影响的特征。由于受到现代黄河与老黄河物质的影响，苏北沿岸以及山东半岛南部地区具有较高的C/N值。东海的C/N值整体低于南黄海，沿岸地区偏低的C/N值主要与人为活动、细菌以及土壤有机质有关。 （2）南黄海表层沉积物中正构烷烃（C14~C35）的含量在0.42~2.00μg·g~(-1)之间，平均值为1.01±0.34μg·g~(-1)；东海地区的正构烷烃含量在0.36~1.79μg·g~(-1)之间，平均值为0.94±0.39μg·g~(-1)。研究区域正构烷烃以双峰型分布为主，前峰群主峰碳C16/C17/C18，后峰群主峰碳C29/C31。短链正构烷烃（C14~C21）无明显奇偶优势，表明正构烷烃主要来源于微生物合成或化石燃料输入。长链正构烷烃（C25）具有奇偶优势，表明研究区域存在明显的陆源输入。总的烷烃参数分析表明，南黄海表层沉积物中有机质的海源与陆源贡献相当，而东海以陆源输入为主。正构烷烃含量与TOC%无明显相关性，主要与正构烷烃的来源多样性有关。 （3）高的UCM含量和低的姥鲛烷/植烷（Pr/Ph）比值，表明研究区域受到了不同程度的石油污染，其中以苏北沿岸和浙江北部附近海域污染最为严重。除了细菌的贡献外，UCM主要的是由河流输入与船只排放的石油烃造成。此外，大气沉降也可能是UCM的另一个重要来源。 （4）南黄海表层沉积物中多环芳烃（TPAHs）的含量在61~3601ng·g~(-1)之间，平均值为825±716ng·g~(-1)。平面分布呈现北部高于南部，最高值出现在靠近韩国一侧，可能与海上倾废有关；苏北沿岸地区含量最低。东海表层沉积物中TPAHs含量在128~1643ng·g~(-1)之间，平均值为771±411ng·g~(-1)。近岸泥质区高于济州岛西南泥质区，陆架中部含量最低。与世界其他地区相比，研究区域整体上处于中低等污染水平。 （5）TOC是控制南黄海沉积物中TPAHs分布的重要因素；东海沉积物中TPAHs的分布除受TOC的影响外，还与复杂的水动力条件、滨岸各类污染源的输入以及黑炭（BC）、颗粒有机碳（POC）分布有关。南黄海TOC标准化的TPAHs分布整体呈现沿岸高于远岸，中部泥质区最低的分布特征。 （6）沉积物中的PAHs主要以3环母本多环芳烃为主，占总量的64.1%±9.1%，4环次之。其中济州岛西南泥质区和陆架中部以5、6环的PAHs为主，可能与大气输入有关；研究区域沉积物中的优势组分是菲、荧蒽、芴、甲基菲及芘，表明PAHs与煤燃烧有关。 （7）因子分析和分子比值法分析显示，家庭燃煤和煤制焦是研究区域最主要的PAHs输入源。木材燃烧对东海PAHs的贡献率要大于南黄海，这与南北能源及工业结构不同有关。此外，天然气燃烧已成为研究区域沉积物中PAHs的重要来源。与燃烧源相比，石油源对沉积物中的PAHs贡献率很小，主要与石油源PAHs不稳定易分解有关。PAHs污染源的组成与我国当前的能源结构吻合。 （8）沉积物中的PAHs在远距离传输过程中发生了降解。南黄海、东海近岸沉积物中的PAHs主要以河流输入为主，同时存在大气沉降的添加，而济州岛与陆架中部地区则以大气沉降为主。 （9）采用效应区间中-低值法评价了研究区域沉积物中PAHs潜在生态风险，结果表明PAHs远低于效应区间中值（ERM），整体属于低风险。但有多个站位的芴（F）、菲（Phe）超过了效应区间低值（ERL），可能会对底栖生物造成危害。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P736.4
【图文】：

于中国大陆与朝鲜半岛之间，是一个典型的半封闭型浅北平原，东接朝鲜半岛西岸；东面以朝鲜半岛西南端的珍西北经渤海海峡与渤海相通；南面以长江口和济州岛联线长约870km，东西宽556km，最窄处仅有193km，总面积约为特征，黄海又可以山东半岛的最东端的成山角与朝鲜半岛，分为南、北两部分，北部为北黄海，南面为南黄海，为7.1×l04km2，海底地形整体平缓，水深平均38m，最深处；南黄海面积为30.9×l04km2，海底地形比北黄海复杂，海槽沙脊带、中部平原、鲁南岸坡、苏北岸外舌状地形体形等地形区，整体呈线“东陡西缓”的不对称格局，平均在济州岛北侧达到140m[114 116]。

黄海东南部泥质区，济州岛西南泥质区，长江口泥质区和闽浙沿岸泥质区（图2-2）。表 2-1 黄、东海周边主要入海河流的径流量和输沙量[117][121]河流 入海海区 年均径流/km3年均输沙量/106t 枯水期 丰水期黄河 渤海 43 1006 1~2 7~8鸭绿江 黄海 34 2 8淮河 黄海 26 9.9 6~9Han 黄海 21 12Keum 黄海 6 4Yeongsan 黄海 2.2 1.2长江 东海 341 486 2 7钱塘江 东海 39 6.7 11~12 7~8闽江 东海 66 6.4 12~1 6~7瓯江 东海 15 2.7南黄海沉积物主要来自现代黄河物质、老黄河口三角洲物质、长江物质、海水侵蚀的基岩及黑潮物质。环流系统对于入海物质的搬运、扩散和海底沉积物的侵蚀及改造都有着直接的控制作用。沉积物类型则主要受控于沉积环境及动力沉积体系。石学法等[122]认为南黄海陆架可分为低能沉积环境和高能环境，低能沉积环境主要指由黄海暖流和东西两侧沿岸流形成的气旋型涡流环境；高能环境则分为高能沉积环境与高能侵蚀环境。在南黄海中部和东南部分别受冷涡和暖涡的控制、发育了两个不同类型的泥质沉积体系。两者在粒度、沉积速率、沉积厚度和矿物学特征上都有明显区别。在南黄海的西部、南部及东北部海区为高能沉积环境，发育了砂质沉积。在高能侵蚀环境区分布着大量砂岩砾

【参考文献】

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1 刘文新,陈江麟,林秀梅,许姗姗,陶澍;渤海表层沉积物中DDTs、PCBs及酞酸酯的空间分布特征[J];环境科学学报;2005年01期

2 卢冰,周怀阳,陈荣华,朱纯,叶新荣,薛斌;北极现代沉积物中正构烷烃的分子组合特征及其与不同纬度的海域对比[J];极地研究;2004年04期

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1 张蓬;渤黄海沉积物中的多环芳烃和多氯联苯及其与生态环境的耦合解析[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2009年

本文编号：2741481