渤海龙口湾沉积物中烃类物质的分布特征、来源解析及风险评价
发布时间：2021-04-02 20:12
随着《山东半岛蓝色经济区发展规划》（国函[2011]）的实施,龙口湾的海洋开发活动得到空前发展,人类活动不仅影响了其潮汐和沉积环境,也使石油类成为该海域主要污染物之一.采用网格布点法采集了龙口湾表层（0～5 cm）沉积物样品,使用GC-MS对烃类物质（正构烷烃和多环芳烃）进行研究,通过其特征参数和比值丰度识别沉积物中有机物来源及污染排放源,并对沉积物进行生态风险评价.结果表明:正构烷烃参数碳优势指数(CPI25-35)最大值为1.5（<4）,陆海比（TAR）和海洋与水生输入比(Pmar-aq)的范围分别为0.15～1.08和0.28～0.74,指示沉积物中有机物的海源性浮游动植物贡献较大;n C16指数[w(∑C11-36)/w(nC16)]最大值为20.76（<30）,且71%站位的天然正构烷烃比率（NAR）值小于0,说明海洋开发活动造成了石油类污染物注入.沉积物中2环、3环PAHs（多环芳烃）的占比均超过50%,16种PAHs的总浓度范围为460.03～2 44...
【文章来源】：环境科学研究. 2020,33(09)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
龙口湾和对照组采样站位分布Fig．1DistributionofsamplingstationsinLongkouBayandthecontrolgroup
010.530.7329.11－0.051.080.51LZ0114.471.440.352.1529.300.102.390.24LZ139.751.750.360.8228.02－0.240.530.61BH2614.361.580.480.4829.48－0.390.530.29BH0815.081.640.321.6028.91－0.021.920.31因nC16很少出现在非石油污染的海洋生物源中，所以nC16指数可以作为有机物具有石油来源的较好指标．如表2所示，nC16指数最大值出现在LK05站位，数值为20.76(小于30)，表示该站位样品受到石油污染．LMW?HMW也可以用来表示物质来源［11］．结合上述两个特征参数得到图3，结果显示，所有研究站位的nC16指数均小于30，LMW?HMW均大于1，表示藻类和细菌贡献较大．其中LMW?HMW接近1，说明高等植物和低等生物的双重贡献，但也可能具有石油污染．南黄海和东海沉积物中LMW?HMW的平均值分别为0.73±0.46和0.44±0.22［28］，均低于笔者所得结果，说明除了海生、陆生生物质输入差异以外，龙口湾极可能还存在新鲜原油污染．LK01、LK02和LK05站位的LMW?HMW均大于2，可能是因为港口的船舶运输存在溢油风险，使得部分区域受到石油污染较重．CPI指示正构烷烃在一定链长范围内是否具有奇偶碳数优势．仅LK05站位的CPI15-21达到1.78，其余站位数值均小于1;CPI25-35的最大值为1.5，出现在LK02站位，而50%以上站位的CPI25-35值小于1．这说明龙口湾沉积物的有机物存在天然来源(包括水生和陆生生物沉积)，但原油和化石燃料不完全燃烧的输入占主导地位(通常CPI＜1)［14］．CPI值接近1，表图3正构烷烃的nC16指数与LMW?HMW分析结果
第9期邹艳梅等:渤海龙口湾沉积物中烃类物质的分布特征、来源解析及风险评价生较大环境变化．Ankit等［14］研究指出，在受陆源影响较大的河口地区，50%以上站位的CPI25-35值大于3，且CPI25-35与ACL25-33之间存在高度相关性(R=0.91，P＜0.05)．但由图4可知，龙口湾沉积物中正构烷烃的CPI25-35与ACL25-33之间相关性不高(R2=0.3774)，可能是因为沉积物中有机物不仅是高等植物输入这一个来源．这可以进一步通过NAR值来验证，有机物如果主要来自于海洋或陆地高等植物，NAR值应接近1，但在石油烃类污染物中NAR值接近0或小于0［14］，该研究中NAR值多为负数，说明龙口湾沉积物中有机质一定有石油烃类污染物．TAR和Pmar-aq可以用于评估海洋、陆地有机质输图4正构烷烃的特征比值关系分析Fig．4Parameters"relationshipofn-alkanes入的比例．TAR值反映了长链烷烃与短链烷烃的比率，长链、短链烷烃分别代表了陆生高等植物和水生藻类、光合细菌两种有机物输入方式［12］．龙口湾LK04、LK07站位的TAR值均大于1，表示正构烷烃有陆地高等植物碎片来源，这可能是因为所选站位离陆地较近，受到陆源输入的影响更大．Pmar-aq值反映了中链烷烃与中、长链烷烃的比率，可以代表水生植物和陆生高等植物的有机物输入比例．通常情况下认为，Pmar-aq低值(0.01～0.3)指示陆源植物蜡质输入，中值(0.4～0.6)指示水生浮游植物，高值(＞0.6)指示淡水及海洋大型植物［19］．龙口湾站位沉积物中较低的Pmar-aq值可以反映出陆地高等植物对有机物
【参考文献】：
期刊论文
[1]渤海及邻近海域表层沉积物中烃类物质的分布特征及其指示意义[J]. 李胜勇,邓伟,张大海,王敏,李先国. 海洋环境科学. 2017(04)
[2]人工岛建设对龙口湾表层沉积物粒度及黏土矿物组成特征的影响[J]. 任鹏,孙志高,王传远,赵全升,祝贺. 海洋科学进展. 2016(04)
[3]龙口附近海域海水现状分析及变化趋势研究[J]. 王以斌,臧家业,刘芳明,冉祥滨,张爱军,刘玮,刘伟峰. 环境科学与技术. 2014(S1)
[4]环境中总石油烃的气相色谱分析测定[J]. 张欢燕,王臻,周守毅. 环境监控与预警. 2013(02)
[5]FVCOM在龙口海域潮汐潮流模拟中的应用研究[J]. 冯兴如,杨德周,尹宝树. 海洋科学. 2010(06)
[6]龙口湾近岸海域水质状况调查与评价[J]. 韩彬,宋转玲,曹磊,于菲,陈爱萍,王小如. 海洋科学进展. 2010(02)
[7]黄河口表层沉积物多环芳烃污染源解析研究[J]. 刘宗峰,郎印海,曹正梅,马启敏. 环境科学研究. 2008(05)
[8]长江口沉积物中正构烷烃的分布特征及其环境指示意义[J]. 吕晓霞,翟世奎. 环境科学学报. 2008(06)
[9]南海现代沉积物中正构烷烃碳分子组合特征及其指示意义[J]. 杨丹,姚龙奎,王方国,张宏,叶新荣. 海洋学研究. 2006(04)
[10]东海陆架泥质区沉积有机质的物源分析[J]. 郭志刚,杨作升,陈致林,毛登. 地球化学. 2001(05)
博士论文
[1]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[D]. 邓伟.中国海洋大学 2013
硕士论文
[1]典型海域海水油指纹参数研究[D]. 刘新军.中国海洋大学 2015
[2]太湖北部湖湾沉积物毒害污染物分布特征及风险评价[D]. 张伯镇.兰州交通大学 2015
[3]南黄海表层沉积物中正构烷烃的组成、分布特征及其对沉积有机质来源的指示意义[D]. 张玉琢.中国海洋大学 2011
本文编号：3115887
【文章来源】：环境科学研究. 2020,33(09)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
龙口湾和对照组采样站位分布Fig．1DistributionofsamplingstationsinLongkouBayandthecontrolgroup
010.530.7329.11－0.051.080.51LZ0114.471.440.352.1529.300.102.390.24LZ139.751.750.360.8228.02－0.240.530.61BH2614.361.580.480.4829.48－0.390.530.29BH0815.081.640.321.6028.91－0.021.920.31因nC16很少出现在非石油污染的海洋生物源中，所以nC16指数可以作为有机物具有石油来源的较好指标．如表2所示，nC16指数最大值出现在LK05站位，数值为20.76(小于30)，表示该站位样品受到石油污染．LMW?HMW也可以用来表示物质来源［11］．结合上述两个特征参数得到图3，结果显示，所有研究站位的nC16指数均小于30，LMW?HMW均大于1，表示藻类和细菌贡献较大．其中LMW?HMW接近1，说明高等植物和低等生物的双重贡献，但也可能具有石油污染．南黄海和东海沉积物中LMW?HMW的平均值分别为0.73±0.46和0.44±0.22［28］，均低于笔者所得结果，说明除了海生、陆生生物质输入差异以外，龙口湾极可能还存在新鲜原油污染．LK01、LK02和LK05站位的LMW?HMW均大于2，可能是因为港口的船舶运输存在溢油风险，使得部分区域受到石油污染较重．CPI指示正构烷烃在一定链长范围内是否具有奇偶碳数优势．仅LK05站位的CPI15-21达到1.78，其余站位数值均小于1;CPI25-35的最大值为1.5，出现在LK02站位，而50%以上站位的CPI25-35值小于1．这说明龙口湾沉积物的有机物存在天然来源(包括水生和陆生生物沉积)，但原油和化石燃料不完全燃烧的输入占主导地位(通常CPI＜1)［14］．CPI值接近1，表图3正构烷烃的nC16指数与LMW?HMW分析结果
第9期邹艳梅等:渤海龙口湾沉积物中烃类物质的分布特征、来源解析及风险评价生较大环境变化．Ankit等［14］研究指出，在受陆源影响较大的河口地区，50%以上站位的CPI25-35值大于3，且CPI25-35与ACL25-33之间存在高度相关性(R=0.91，P＜0.05)．但由图4可知，龙口湾沉积物中正构烷烃的CPI25-35与ACL25-33之间相关性不高(R2=0.3774)，可能是因为沉积物中有机物不仅是高等植物输入这一个来源．这可以进一步通过NAR值来验证，有机物如果主要来自于海洋或陆地高等植物，NAR值应接近1，但在石油烃类污染物中NAR值接近0或小于0［14］，该研究中NAR值多为负数，说明龙口湾沉积物中有机质一定有石油烃类污染物．TAR和Pmar-aq可以用于评估海洋、陆地有机质输图4正构烷烃的特征比值关系分析Fig．4Parameters"relationshipofn-alkanes入的比例．TAR值反映了长链烷烃与短链烷烃的比率，长链、短链烷烃分别代表了陆生高等植物和水生藻类、光合细菌两种有机物输入方式［12］．龙口湾LK04、LK07站位的TAR值均大于1，表示正构烷烃有陆地高等植物碎片来源，这可能是因为所选站位离陆地较近，受到陆源输入的影响更大．Pmar-aq值反映了中链烷烃与中、长链烷烃的比率，可以代表水生植物和陆生高等植物的有机物输入比例．通常情况下认为，Pmar-aq低值(0.01～0.3)指示陆源植物蜡质输入，中值(0.4～0.6)指示水生浮游植物，高值(＞0.6)指示淡水及海洋大型植物［19］．龙口湾站位沉积物中较低的Pmar-aq值可以反映出陆地高等植物对有机物
【参考文献】：
期刊论文
[1]渤海及邻近海域表层沉积物中烃类物质的分布特征及其指示意义[J]. 李胜勇,邓伟,张大海,王敏,李先国. 海洋环境科学. 2017(04)
[2]人工岛建设对龙口湾表层沉积物粒度及黏土矿物组成特征的影响[J]. 任鹏,孙志高,王传远,赵全升,祝贺. 海洋科学进展. 2016(04)
[3]龙口附近海域海水现状分析及变化趋势研究[J]. 王以斌,臧家业,刘芳明,冉祥滨,张爱军,刘玮,刘伟峰. 环境科学与技术. 2014(S1)
[4]环境中总石油烃的气相色谱分析测定[J]. 张欢燕,王臻,周守毅. 环境监控与预警. 2013(02)
[5]FVCOM在龙口海域潮汐潮流模拟中的应用研究[J]. 冯兴如,杨德周,尹宝树. 海洋科学. 2010(06)
[6]龙口湾近岸海域水质状况调查与评价[J]. 韩彬,宋转玲,曹磊,于菲,陈爱萍,王小如. 海洋科学进展. 2010(02)
[7]黄河口表层沉积物多环芳烃污染源解析研究[J]. 刘宗峰,郎印海,曹正梅,马启敏. 环境科学研究. 2008(05)
[8]长江口沉积物中正构烷烃的分布特征及其环境指示意义[J]. 吕晓霞,翟世奎. 环境科学学报. 2008(06)
[9]南海现代沉积物中正构烷烃碳分子组合特征及其指示意义[J]. 杨丹,姚龙奎,王方国,张宏,叶新荣. 海洋学研究. 2006(04)
[10]东海陆架泥质区沉积有机质的物源分析[J]. 郭志刚,杨作升,陈致林,毛登. 地球化学. 2001(05)
博士论文
[1]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[D]. 邓伟.中国海洋大学 2013
硕士论文
[1]典型海域海水油指纹参数研究[D]. 刘新军.中国海洋大学 2015
[2]太湖北部湖湾沉积物毒害污染物分布特征及风险评价[D]. 张伯镇.兰州交通大学 2015
[3]南黄海表层沉积物中正构烷烃的组成、分布特征及其对沉积有机质来源的指示意义[D]. 张玉琢.中国海洋大学 2011
本文编号：3115887
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