东海近岸表层沉积物中正构烷烃的组成、分布及来源分析

本文对东海近岸的19个表层沉积物样品中正构烷烃的分布及其组成特征进行分析。结果表明,该调查站位表层沉积物中正构烷烃均呈双峰群分布,前峰群短链烷烃无明显奇偶优势,主要来源于海洋藻类和细菌;后峰群长链烷烃具有明显的奇碳数优势,主要来源于陆生高等植物。短链和长链烷烃分布均呈现中间高两端低的分布趋势,这可能与沉积物的粒度有关,粒度越小越易吸附有机质,造成了海源和陆源都在中部出现高值。陆、海源烷烃比(ΣT/ΣM)和陆、海源烷烃优势比(TAR)对沉积有机质来源的指示是一致的,空间分布呈现近舟山群岛有高值分布,指示有较强的陆源输入。陆海比(P_mar-aq)、平均链长(ACL)、烷烃指数(AI)、奇偶优势指数(OEP)指示研究海区主要以陆源输入为主且草本植物和木本植物的输入比例相近且没有受到石油污染。     

滇池不同湖区沉积物正构烷烃的分布特征及其环境意义

为探明滇池沉积物中有机质的组成特征及其环境意义,2014年7月采集滇池北部和南部各一根柱状沉积物样品,分析了TOC(总有机碳)、TN(总氮)、正构烷烃含量剖面变化规律.结果表明:1滇池沉积物中TOC与TN自20世纪70年代以后增加显著,说明了滇池初级生产力不断提高;2滇池沉积物正构烷烃代用指标n-C27/n-C31比值及Paq和CPI表明,滇池沉积物从下往上草本植物与木本植物交替变化,且沉积物中的高碳数有机质主要来自滇池内源的沉水和漂浮大型植物;3C/N比值及正构烷烃分布特征表明,滇池不同湖区沉积物有机质来源存在差异:滇池北部沉积物中有机质主要来源于內源植物和陆源有机物的人为源;滇池南部沉积物中有机质主要来源于內源大型水生植物和陆源高等植物混源.为此,在今后滇池沉积物有机质的研究中,应加强对滇池不同湖区有机质的深入分析.     

城市湖泊底泥沉积柱中正构烷烃的分布特征与来源解析

正构烷烃既可以来自于生物质的排放,也可以来自于人类的活动(如各种化石类燃料的直接排放和不完全燃烧)。由于其具有较高的稳定性,对沉积物中有机物质来源和沉积物环境演化具有指示性,因此,正构烷烃在现代沉积物的研究中常作为主要的环境指示指标。该研究以武汉市南湖为城市湖泊的代表性湖泊,通过研究南湖底部沉积柱中正构烷烃的分布特征,不同沉积柱深度中总有机溶剂萃取量(TSEM)、正构烷烃总浓度、碳优势指数(CPI)值及一些诊断因子(如Pri/n-C17或Phy/n-C18)的变化趋势,对南湖底部沉积柱中有机质的主要来源进行了分析。研究结果表明,南湖底泥沉积柱(0~50 cm深度)中均检出不同程度的正构烷烃,并呈现出明显的双峰型分布特征,其总浓度范围位于38.1~298 g/g(干重)之间。其中正构烷烃及TSEM均随着沉积柱深度的增加而呈现出下降的趋势。CPI的分析表明,该湖泊中有机质主要来自于陆生植物蜡与人类活动的混合污染源,而且虽然南湖水体富营养化严重,但是沉积柱中的有机质已经经历了一定程度的微生物降解。该研究为控制与修复以南湖为代表的城市湖泊的水体污染提供了有力的理论基础。     

滇池沉积物有机质沉积特征与来源解析

以滇池湖泊东南部和东部沉积柱为研究对象,对沉积柱中不同层的沉积物样品使用210Pb定年,分析不同年代沉积物中总有机碳(TOC)和正构烷烃的含量及沉积通量,利用正构烷烃相关指标示踪有机质来源.结果表明:1两采样点沉积物中TOC含量和沉积通量随时间增长均表现为总体上升的变化趋势;正构烷烃沉积通量随沉积年代的变化,分为上升期、下降期与再次上升期这3个阶段.2正构烷烃与TOC沉积通量均增大时,两者来源具有一致性,均来自于湖泊内部和入湖河流携带的泥沙物质之中;20世纪80年代至20世纪末,正构烷烃沉积通量在减小,TOC沉积通量在增大,说明该时期两者来源存在较大差异,湖泊内的细菌、藻类对正构烷烃的贡献较大,而TOC受湖泊内部与入湖泥沙的影响较大.3两采样点检测到的正构烷烃碳数范围为C12~C35,由正构烷烃基本特征与源解析指标分析得出:挺水植物对滇池湖泊沉积物中有机质来源贡献较大,浅层深度,细菌和藻类的贡献突出.     

抚仙湖悬浮颗粒物正构烷烃来源及季节特征

为了探究抚仙湖水体中有机质的正构烷烃来源和时空变化特征,对2016年4月~2017年3月抚仙湖水柱悬浮颗粒物中正构烷烃的分布特征、来源、季节变化特征及其与沉积物中正构烷烃的关系进行了研究.结果表明：抚仙湖水柱悬浮颗粒物中正构烷烃的碳数分布范围在C₁₇~C₃₃之间,呈现以优势峰C₂₇和C₂₉为主的单峰分布模式.在垂直梯度的空间分布上,正构烷烃在变温层和温跃层的浓度高于深水层,最大浓度出现在深20m水层,深层水体中正构烷烃浓度受沉积物再悬浮作用影响微弱;在季节变化上,正构烷烃含量存在明显的季节波动,在10月和4月呈现最高值;其中,中长链正构烷烃（C₂₅、C₂₇和C₂₉）丰度与浮游植物生物量季节变化趋势一致,证明浮游植物是抚仙湖水柱中正构烷烃的主要来源,水温是限制抚仙湖水柱中正构烷烃时空分布的关键因子.浮游植物、流域表土和沉水植物的共同输入是抚仙湖沉积物中正构烷烃C₂₉具有较高丰度的原因,沉积物中正构烷烃（C₃₁和C₂₃）来源相对单一,可以有效指示流域陆源植物和沉水植物输入.本文结果可多应用正构烷烃指标进行抚仙湖长序列钻孔古环境重建研究提供数据支持.     

夏季长江口中颗粒态及溶解态正构烷烃组成和迁移

为阐释长江口颗粒态、溶解态正构烷烃的时空分布特征,并初步探讨其迁移循环机制.2001年7月在长江口分表、底层采集溶解态与颗粒态样品,采样区域的氯度跨度为0.028‰～16‰.样品经有机抽提和气相色谱定量分析,检测到表层溶解态、颗粒态正构烷烃总浓度分别为0.19～4.1μg·L-1和0.19～3.6μg·L-1;底层溶解态、颗粒态正构烷烃浓度分别为0.12～1.9μg·L-1和0.63～4.2μg·L-1.结果显示,长江口水体中正构烷烃碳数多分布在n-C15～n-C36间,正构烷烃碳数浓度分布呈高碳数优势、双峰型优势和低碳数优势3种关系.特征参数表明,长江口有机物呈显著的陆源有机质输入特征;且由长江口向外,陆源输入逐渐减弱.固-液分配系数Kd在不同站位和不同化合物间差异较大;同时Kd还存在颗粒物浓度效应.河口区颗粒态正构烷烃迁移的控制因素主要有潮周期的变化和沉积物再悬浮等.     

厦门海域正构烷烃组成特征及石油烃污染情况研究

本文对厦门海域水体及表层沉积物的正构烷烃含量及水体中的石油烃含量进行检测,通过正构烷烃的组成特征和特征比值分析其来源,并对石油烃污染情况进行评价。结果表明,厦门海域水体中石油烃含量符合国家一类海水水质标准,正构烷烃含量与1995年厦门海域的水体正构烷烃含量相比有较明显的升高,石油烃污染有加重的可能性。沉积物正构烷烃含量为1.80~4.27 μg/g,对姥鲛烷和植烷比值（Pr/Ph）、长短链比值（L/H）、碳优势指数（CPI）和主峰碳数等特征比值的分析,表明厦门海域沉积物环境为还原性,厦门西海域、同安湾和九龙江口海域正构烷烃组成为双峰型,陆源贡献大于海洋贡献且有受到石油烃污染的可能性;东海域和大嶝海域正构烷烃组成表现为单峰型,主要体现为海洋生物贡献,但是无法排除石油烃污染的可能性。     

正构烷烃及单体碳同位素记录的石臼湖生态环境演变研究

利用正构烷烃及其碳同位素的分布特征重建古气候环境是目前全球变化研究的热点问题.对采集于石臼湖的沉积物样品进行210Pb定年.采用正构烷烃及单体碳同位素的分布特征示踪沉积物中有机质的来源,探讨湖区近现代生态环境演变与人类活动的关系.结果表明,正构烷烃碳分子组合特征以C29为主峰碳,C25、C27和C31为次主峰,具有显著的奇偶优势,据此推断沉积物中有机质主要来源于大型水生植物及陆生高等植物.对C27、C29和C31长链正构烷烃进行单体碳同位素测定,利用二元模式估算出湖区植被类型以C3植物为主.正构烷烃及单体碳同位素的分布特征揭示了不同时期人类活动对湖区生态环境的影响:1862～1970年,总有机碳(TOC)、总氮(TN)及中低奇数碳正构烷烃(C17～C25)相对含量较低,长链正构烷烃单体碳同位素(δ13C25～31)值偏轻,说明人类活动对湖区环境影响较小,生态环境相对稳定;1970～1983年,TOC、TN及C17～C25相对含量显著增加,δ13C25～31值明显偏重,指示此时期内围湖造田、化肥农药滥用及废水排放等人类活动造成湖区陆生高等植物退化,水体中藻类暴发,湖泊富营养化程度显著提高,生态环境急剧恶化;1983～2010年,TOC、TN及C17～C25相对含量仍处于高值范畴,湖泊富营养化问题没有得到有效控制,湖区生态环境整体呈现相对退化趋势.     

三峡库区消落带表层沉积物生物标志物时空变化与来源分析

受三峡大坝季节性“蓄水-放水”影响,三峡库区消落带每年呈“淹没-落干”周期性变化,库区内有机质环境地球化学过程也随之改变.基于此,于2018年3月和9月带采集淹没期和落干期表层沉积物成对样品(n=16×2=32),GC-MS分析生物标志物(正构烷烃、未分离复杂混合物、藿烷和甾烷),探讨不同时期有机质时空变化与来源组成.结果表明,落干期和淹没期正构烷烃(C₁₀~C₄₀)浓度分别为(14.09±4.05)μg/g和(16.25±3.91)μg/g,UCM为4.28~28.62μg/g,表明存在石油烃类污染.正构烷烃短链与长链比(L/H)在落干期和淹没期平均值分别为(0.90±0.56)、(0.74±0.15),指示落干期为低等生物与陆源高等植物的混合有机质输入,淹没期则以陆源输入为主.碳优势指数CPI平均值分别为(1.66±0.32)、(1.70±0.33),指示化石燃料与高等植物的混合贡献.正构烷烃主峰碳数(Cmax)与浓度特征揭示落干期藻类、细菌和水生植物源输入比淹没期高.库区上游多以水生、高等植物源为主,而下游则以细菌、浮游藻类低等输入居多.藿烷类(C₂₇、C₂₉~C₃₂) Ts/Tm,C₃₁(S/S+R)以及甾烷类(C₂₇~C₂₉) C₂₉ααα S/(S+R)比值结果均可指示高成熟度石油烃输入.主成分分析结果表明落干期以石油源和水生、陆生植物源混合输入为主,淹没期以低等生物与水生植物混合源输入居多.本研究探讨了季节性水位调节对消落带沉积物生物标志物的影响机制,获得了示踪信息,为进一步研究库区生物标志物环境地球化学循环提供基础数据.     

锦州湾表层沉积物正构烷烃特征参数研究

研究了锦州湾沉积物中正构烷烃的含量、组成特征、特征比值及其来源.采集18个站位的表层沉积物样品,经正己烷/二氯甲烷（体积比1∶1）混合液索氏提取、净化浓缩后进行GC-MS分析.结果表明,正构烷烃含量（Σn-Alk）范围1.9～4.2μg.g-1,平均值2.6μg.g-1,各个站位组成特征相似,都表现为双峰型,显示了陆源与海源双重贡献特征.ΣC25～31贡献值为20%～32%,短/长链比值L/H均值为0.67,C31/C19均值3.06,类脂物比值TAR均值为2.02,3个参数显示锦州湾沉积物外来源陆源贡献值要大于海洋源,特别是2、3和7站位受到陆源河流输入影响较大.碳优势指数CPI范围1.19～2.63,均值1.73,接近于1;姥鲛烷和植烷比值Pr/Ph为0.91～1.28;样品中普遍存在不可分离化合物UCM,U/R比值为2.2～4.3,此3个参数显示出13和15站位有石油输入特征.多种特征参数比值综合分析表明该海域受到了陆源输入和石油烃污染的威胁,这可能与锦州湾地区河流排污、港口航运有关.     

黄河河南段水体中正构烷烃的分布特征与来源解析

本研究于2010年8月采集黄河河南段26个表层水及悬浮颗粒物样品,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定22种正构烷烃(C_(14)~C_(36))的含量,分析其组成特征,并利用特征参数解析其来源.结果表明,黄河河南段水相中正构烷烃浓度为521~5 843 ng·L~(-1),平均浓度为1 409 ng·L~(-1),组成特征以C_(25)为主峰碳的高碳单峰型.悬浮颗粒相中正构烷烃浓度范围为463~11 142 ng·L~(-1),平均浓度为1 951 ng·L~(-1),组成特征表现为双峰型,C_(25)为主峰碳的高碳烃占优势,同时存在低碳峰.多特征参数OEP、CPI、%Wax C_n以及TAR表明,黄河河南段水相及悬浮颗粒物中正构烷烃主要来源于化石燃料的燃烧,同时存在陆生植物来源.     

Even-n-alkane/alkene predominances in surface sediments from the Calabar River, SE Niger Delta, Nigeria

We report the geochemical characterisation of hydrocarbons extracted from surface sediments of the Calabar River and coastal soils, SE Niger Delta, Nigeria using gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS). As a result, a special group of organic compounds prevalent in the entire study area was identified. It consists of aliphatic hydrocarbons (7.3–22.2% of the total lipids) with several distinctive chemical features. These include a high abundance of even numbered n-alkanes (n-C₁₂–n-C₂₆, maximising at n-C₁₈, n-C₂₀ and n-C₂₂), n-alk-1-enes (n-C_14:1–n-C_26:1, maximising at n-C_18:1 and n-C_20:1), giving rise to Carbon Preference Indices (CPIs) between 0.15 and 0.82. An unresolved complex mixture (UCM) occurring in the range n-C₁₈–n-C₃₅, and the presence of hopanes indicate petroleum contamination. The predominance of even numbered n-alkanes in the Calabar River sediments are thought to be derived from inputs of different microorganisms inhabiting an oil-polluted environment and contributing to the organic matter (OM). This paper, for the first time, gives an account of the unusual predominance of even numbered n-alkanes/alkenes in surface sediments from the Niger Delta of Nigeria and thus contributes to the information on the rare occurrence of such distributions in the geosphere.     

旱雨季岩溶地表河不同河段正构烷烃相态组成变化和来源解析

岩溶作用产生的无机碳可以在水生植物、微生物等作用下形成有机质,转化为较稳定的内源有机碳,这为寻找全球遗漏碳汇提供了新的突破口,而加强对岩溶区有机质的溯源研究是重要手段.为探究金佛山岩溶地表河溶解态、颗粒态和沉积物正构烷烃的含量、组分及来源,于2017年3月20日、9月26日分别在石钟溪上、中、下游进行采样,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对三相态正构烷烃的组分进行定量分析.结果显示,旱季溶解态、颗粒态和沉积物正构烷烃的平均含量分别为737 ng·L~(-1)、6108 ng·L~(-1)和7149 ng·g~(-1),雨季三者的平均含量分别为7129 ng·L~(-1)、8146 ng·L~(-1)和6213 ng·g~(-1).正构烷烃的含量整体表现为雨季高于旱季,以溶解态正构烷烃表现得最为显著,这主要由外源高等植物输入增多所致.旱季上、下游正构烷烃含量差异明显,以沉积物正构烷烃表现得最为显著,自上而下整体保持微升态势;雨季外源输入量较大,差异性减弱,整体变幅较小.不同季节降雨和气温的变化导致水动力条件、浊度及水温的不同,深刻地影响着不同相态和不同河段正构烷烃的来源和迁移.整体上,随着海拔降低,高等植物贡献度降低,水生植物和低等生物贡献度增高.当水动力条件较弱和浊度较低时,造成内源溶解有机质增多,同时会出现溶解态至颗粒态乃至沉积物的缓慢沉降迁移.     

典型内燃叉车尾气挥发性有机物与正构烷烃的排放特征

非道路柴油车尾气是影响我国空气质量的重要排放源,但目前针对其化学组分及其影响因素的了解仍然非常有限.以6台内燃叉车为研究对象,利用气态组分在线监测结合样品采集离线分析方法,重点探讨了柴油机颗粒物过滤器(DPF)对叉车尾气中的关键化学组分挥发性有机物(VOCs)和正构烷烃含量及其特征的影响.结果 表明,含氧挥发性有机物(...     

餐饮源有机颗粒物排放特征

餐饮油烟是大气有机颗粒物的重要来源之一.本研究在深圳市内选择了西餐、茶餐厅、职工食堂和韩式料理这4种类型的餐馆,通过对这4类餐厅的外场采样,分析各类型餐厅油烟中有机颗粒物的化学组成,筛选了餐饮油烟污染源的有机特征组分.结果表明,各餐馆排放的PM_(2.5)中,有机物占60%以上.在所有定量的有机组分之中,脂肪酸含量最高,其次是二元羧酸和正构烷烃,而多环芳烃、甾醇和单糖等有机组分的含量较低.颗粒物的有机组成特征受到菜系的影响,西餐厅和韩式料理排放脂肪酸、正构烷烃和多环芳烃等有机物含量较高,但却排放了低含量的甾醇和单糖,茶餐厅和职工食堂则相反.餐饮源颗粒物中Fla/(Fla+Pyr)和LG/(Gal+Man)的比值受菜系影响较小,也区别于其他污染源的特征比值,可以作为餐饮源潜在的示踪物.餐饮源为深圳市大气颗粒物贡献了大量的脂肪酸和二元羧酸.     

Distributions of C22–C30 even-carbon-number n-alkanes in Ocean Anoxic Event 1 samples from the Basque-Cantabrian Basin

The Ocean Anoxic Event 1 (OAE-1) in central sites of the Basque-Cantabrian Basin exhibits very reducing depositional conditions of sedimentation. These sedimentation events have left a distinct mixture of hydrocarbons that are represented by C₂₂–C₃₀ n-alkanes with a predominance of the even-carbon-number homologues, high relative proportions of squalane and C₁₆–C₂₄ n-alkylcyclopentanes predominated by n-undecyl-, n-tridecyl- and n-pentadecylcyclopentane. Other minor compounds encompass a series of C₁₈–C₂₁ n-alkylcyclohexanes and C₁₈–C₂₄ dimethyl n-alkylcyclohexanes maximized by the even-carbon-number homologues as well as iso- and anteiso-alkanes. This unusual distribution of n-alkanes in this environment provides a new case for comparison with previously reported hypersaline and phosphorite sedimentary deposits where the occurrence of similar n-alkane distributions was reported. In the present case, these major n-alkanes and squalane are indicative of transformation under strong reducing conditions. In contrast, the occurrence of the alkylcyclopentanes, irrespective of the presence of even-carbon-number n-alkanes or squalane, suggests that reductive cyclization of fatty acids is less dependent on strong reducing conditions.     

Significance of organic matter in Eocene turbidite sediments (SE Pyrenees,Spain)

Although turbidite deposits are classically considered to be good reservoir rocks for oil and gas, there are no reports concerning their source rock potential in the literature. The sediments from the Vallfogona Formation in the South-Eastern Pyrenees present numerous organic matter-rich levels interbedded in sandstones and coarse turbidite deposits. Two types of organic matter deposits were differentiated on the basis of organic geochemistry and petrography: type A and type B. Type A was deposited in a carbonate marine environment under hypersaline conditions as indicated mainly by even/odd n-alkane predominance, pristane and phytane ratio (Pr/Ph) < 1, presence of gammacerane, and trisnorneohopane over trisnorhopane ratio (Ts/Tm) > 1. Type B was deposited in a more mud-rich marine environment evidenced by the predominance of odd n-alkane, Pr/Ph ≥ 1, Ts/Tm < 1, the absence of gammacerane, similar concentrations of the C₂₇ and C₂₉ regular steranes, and the greater abundance of C₂₇ diasteranes. Turbidite facies can be regarded as an environment where organic matter sedimentation is heterogeneous in type and amount. This study suggests that turbidite deposits with interbedded organic matter-rich levels may act as a combined source–reservoir system.     

太原市空气颗粒物中正构烷烃分布特征及来源解析

为明确城市空气颗粒物中正构烷烃分布特征及污染来源,采集采暖和非采暖季环境空气PM10样品和典型排放源(高等植物、燃煤和机动车)样品,利用GC-MS测定正构烷烃,选取诊断参数并结合污染源排放特征讨论PM10中正构烷烃分布和来源,采用主成分分析法定量解析源贡献率.结果表明,环境空气PM10中正构烷烃含量呈较强时空变化,采暖和非采暖季浓度分别为213.74~573.32 ng·m-3和22.69~150.82 ng·m-3,前者总浓度最高是后者的18倍;采暖季郊区点位(JY、JCP、XD和SL)浓度均高于市区,以JY最高(577.32 ng·m-3),非采暖季工业区(JS)总烷烃量(150.82 ng·m-3)明显高于其它点位,是SL总量的7倍.采暖季化石燃料来源烷烃(C n≤C24)与总烷烃量相关性优于植物来源烷烃(C n≥C25),非采暖季相反,表明前者化石燃料输入较后者高.CPI和%WNA指示非采暖季植物贡献率较采暖季高,且植物蜡烷烃随环境压力的增大总产率增加;C max和OEP表明非采暖季PM10中有机质成熟度低于采暖季;两季样品TIC图均存在UCM鼓包,机动车尾气是该城市的重要污染源.PCA解析结果表明太原市环境空气PM10中正构烷烃首要排放源为机动车尾气和高等植物,约占51.28%;其次为煤烟尘,贡献率为43.14%.煤烟尘污染控制协同机动车尾气净化措施的完善将成为降低城市空气颗粒物中正构烷烃浓度的有效途径.     

Hydrophobic organic chemicals in urban fog

The concentrations and aqueous/particle distributions of three classes of hydrophobic organic chemicals, n-alkanes, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), and polychlorinated biphenyls (PCBs) were measured during the autumn of 1986's fog events in the urban area of Zürich, Switzerland. Concentrations of the chemicals in fog were in the range of 10–110 ng ml⁻¹ for n-alkanes (C₁₉–C₃₅), 6–60 ng ml⁻¹ for PAHs (21 compounds) and 7–22 ng ml⁻¹ for PCBs (31 congeners). In many samples, the concentration of individual n-alkanes and PAHs exceeded their water solubility, probably due to their association with dissolved and/or colloidal organic matter. All of the PAHs, except for phenanthrene, were measured as part of the particulate phase. Both the n-alkanes and PCBs showed a trend of increasing particle association with increasing hydrophobicity, but the trends were distinctly different. The presence of PCBs, PAHs, and n-alkanes at these concentrations suggest that fog is an excellent scavenger of hydrophobic organic chemicals. For a forested area near Zürich, Switzerland, it was estimated that the deposition of n-alkanes and PAHs by fog may be about equal to deposition via rain, but that fog may be 100 times more important than rain for the deposition of PCBs.