黄渤海表层沉积物中正构烷烃和甾醇的分布及来源研究

在黄海、渤海湾和莱州湾采集64个表层沉积物样品,分析正构烷烃(C15～C33)和甾醇(菜子甾醇、菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇)的质量分数和分子组合特征,探讨其来源,比较物质来源的空间差异。结果表明:(1)黄海表层沉积物中类脂生物标志物主要呈现陆源和海源共同影响的特征,其中北黄海以陆源输入为主,高碳数正构烷烃(>C24)具有明显的奇碳优势,陆源高等植物的贡献较大;南黄海陆源输入与海洋自身贡献相当;渤海湾与莱州湾接受来自河流的大量陆源物质;(2)来源于陆源高等植物的甾醇(包括菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇)在黄海表层沉积物中的质量分数远小于渤海湾和莱州湾,但指示硅藻来源的菜子甾醇在整个研究区域均具有较高的质量分数。     

莱州湾-龙口湾表层沉积物有机质特征及来源分析

通过对莱州湾-龙口湾表层沉积物样品中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳与总氮的比值(C/N)、稳定碳氮同位素(δ13C、δ15N)生物地球化学指标的测定,分析了该区域沉积物中有机质的特征和来源.结果显示,莱州湾表层沉积物中TOC含量为0.47%±0.40%,龙口湾TOC含量为0.82%±0.37%,TN含量相差不大,因此龙口湾沉积物有机质相对含量高于莱州湾.港口的建设使龙口湾内水体流速减慢,加上龙口湾入海河流较少,使得龙口湾沉积物平均粒径(19.40μm)远低于莱州湾(43.89μm),比较容易吸附有机质.莱州湾沉积物中δ13C值为-24.96‰—21.46‰,平均值为-23.63‰;龙口湾表层沉积物中δ13C值为-23.02‰—22.39‰,平均值为-22.73‰.由此看来,莱州湾沉积物中有机质主要来源于陆生C3植物和藻类,而龙口湾有机质大部分来源于藻类,少数来自陆生C3植物.根据经典的二元模式计算,龙口湾陆源有机质的贡献比例范围为23.15%—33.67%,平均值为28.84%,莱州湾陆源贡献比例范围为7.65%—65.97%,平均值为43.75%.莱州湾沿岸有众多河流入海,尤其是含沙量最多的黄河,给湾内带来大量的陆上有机质,而龙口湾入海河流较少,沉积物中的陆上有机质较少.     

渤海典型海域表层沉积物正构烷烃特征比较

对渤海典型海域表层沉积物正构烷烃特征进行比较研究.分别采集葫芦岛市近岸海域(1#)、东营市近岸海域(2#)、营口市近岸海域(3#)9个站点的表层沉积物样品,经索氏提取、柱净化后进行GC-MS分析.结果表明,各站位都表现为双峰型,显示了陆源与海源双重贡献特征,但主导峰各不相同;正构烷烃含量(∑n-alk)均值分别为5.43μg.g-1、2.27μg.g-1、4.30μg.g-1;三海域碳优势指数CPI、奇偶优势指数OEP、姥鲛烷和植烷比值Pr/Ph等特征比值基本相同,指示混合来源及中性偏氧化的沉积环境;C31/C19均值分别为11.19、4.51、6.73,短/长链比值L/H均值分别为0.50、1.48、1.31,类脂物比值TAR均值分别为3.61、1.03、1.19,综合显示葫芦岛市近岸海域正构烷烃来源主要为陆源高等植物,而营口及东营近岸海域沉积物正构烷烃更多来源于内生浮游生物源及石油源,三海域沉积物受人类污染影响程度从高到低分别为2#海域(东营)>3#海域(营口)>1#海域(葫芦岛市),且东营近岸海域沉积物受石油污染特征明显.这些特征都与3个海域周边城市发展与污染输入特征有直接的关系.     

浙江三门湾柱样沉积中长链烯酮、正构烷烃和多环芳烃组成、分布特征及对厄尔尼诺／拉尼娜事件的追踪

利用气相色谱对浙江三门湾H30柱样沉积中长链烯酮、正构烷烃和多环芳烃组成和来源进行分析,并对柱样沉积中相关有机地化指标与厄尔尼诺／拉尼娜事件的关联性进行了探讨。正构烷烃GC谱图显示碳数分布范围为C14-C35,呈双峰型,低碳峰群的主峰为C17-C19,高碳峰群的主峰为C27-C31,这种分布特征表明三门湾沉积物中陆地高等植物和海洋菌藻类的烷烃共存。根据多环芳烃的菲／蒽比值、荧蒽／芘比值、2-3环化合物总量和4环以上化合物总量等可推断,三门湾沉积地层中的多环芳烃主要来源于化石燃料的不完全燃烧物和石油源（航运事件）。基于精确的。mPb定年,1822-2005年间正构烷烃和多环芳烃含量分布、分子组合特征指数可能与厄尔尼诺,拉尼娜事件具有一定的关联。具体表现在,长链正构烷烃的含量与总多环芳烃含量变化具有良好的一致性,二者含量和花、CPI、烷烃C旷C19在厄尔尼诺年增加（尤其在厄尔尼诺结束年）,指示陆源有机质输入和海洋菌藻类一致增加;而二者含量和∑C21／∑C22＋、烷烃C15．C19在拉尼娜事件时降低,表明海洋菌藻类减少。     

北京地区表层土中饱和烃组成特征及成因分析

根据北京地区不同环境功能区62个样品检测结果,分析了研究区表层土壤中饱和烃类化合物的化学组成及其分布特征,并对其来源进行了讨论。结果表明：（1）北京地区表层土壤中分布有多种类型的烃类污染物,已检测到的饱和烃化合物主要包括正构烷烃、无环类异戊间二烯烷烃、单甲基取代支链烷烃（异构与反异构烷烃）、烷基环己烷和甾、萜烷类等系列化合物中的数百种单体化合物;（2）不同环境功能区,同一地区土地使用情况不同或周围环境不同的土壤样品中饱和烃的质量分数和组成特征均存在较大的差别,其中正构烷烃的质量分数为0.25~4.72μg.g-1;（3）随着距离城中心的距离减小,表土中饱和烃质量分数增高,南部地区饱和烃的质量分数高于北部地区;（4）表层土壤中饱和烃的来源比较复杂,主要来自于化石燃料及木材的不完全燃烧产物,部分地区有少量矿物油及其衍生物的输入。     

天津地区表层土壤和河流沉积物中甾烷与五环三萜烷的分布特征及污染源分析

分析了天津地区表层土壤和具有代表性的河流沉积物中甾烷和五环三萜烷系列化合物的组成与分布特征，讨论了这类化合物的来源及环境意义。分析表明，在天津地区不同环境功能区表层土壤和河流沉积物中均检测到了甾烷和五环三萜烷系列化合物，但样品之间其含量存在明显的差别；表层土壤与河流沉积物中甾烷、五环三萜烷化合物的组成与石油中的基本一致，样品间这类化合物在饱和烃中的相对含量与正烷烃CPI之间有较好的负相关关系，表明它们主要来源于石油及副产品，可以根据样品中甾、萜化合物与正构烷烃的比值来反映饱和烃中石油烃污染源的贡献。论文根据样品中甾烷、五环三萜烷化合物与正构烷烃的比值，并结合正烷烃CPI参数初步分析了天津地区不同环境功能区表层土壤和河流沉积物中饱和烃污染物的污染源。     

天津地区表层土中饱和烃的组成与分布特征

为揭示天津地区不同环境功能区表层土壤中饱和烃污染特征及其来源,分析了该地区几个具代表性的环境功能区表层土(0～25cm)中饱和烃化合物的组成和分布特征,重点讨论了正构烷烃和甾、萜烷烃类化合物的组成、分布及环境意义,比较了不同层次(亚层)(0～5cm,5～10cm,10～15cm,15～20cm,20～25cm)中这些化合物及相关的地球化学参数的变化规律。结果表明,不同采样点以及同一采样点的不同亚层之间正构烷烃的组成特征存在不同程度的差别,而甾、萜烷烃类化合物组成与分布特征均较为接近。正构烷烃以及甾、萜类地球化学参数综合分析揭示,不同采样点之间正构烷烃的来源多样,中低分子量的正构烷烃主要来源于石油等化石燃料,高分子量正构烷烃主要来源于高等植物蜡的分解产物,但甾、萜烷烃类化合物的来源是一致的,且主要来源于石油烃污染。不同采样点表层土中饱和烃的来源及污染程度均存在一定的差别,市区、油田附近、经济开发区以及近郊区受石油源影响较重,北部山区污染较轻,且主要来源于高等植物的降解。除个别采样点外,同一采样点不同亚层之间饱和烃的组成特征基本一致,表明污染源是一致的,主要来源由表层污染物往下迁移所致。     

胶州湾滩涂养殖区沉积物脂肪烃的特征参数

本文研究了胶州湾滩涂养殖区沉积物中脂肪烃组成特征、特征参数及其来源解析.采集了9个站位的养殖区表层沉积物样品,经正己烷/二氯甲烷(体积比,1∶1)混合溶剂超声提取,旋转蒸发、净化浓缩后进行GC-MS检测分析.结果表明,各站位沉积物正构烷烃峰型十分相似,呈双峰态分布,显示了陆源与海源双重贡献特征.前峰型为主、陆/水生类脂物比值TAR均值为0.60、C31/C19均值为0.63,同时表明海相来源贡献大于陆相来源.奇偶优势指数OEP、Pr/Ph比值较低,均值分别为1.67、0.70,与C30βα莫烷/C30αβ藿烷、Ts/Tm、C29甾烷αββ/(αββ+ααα)一致,表明研究区沉积物有机质成熟度较高.结合碳优势指数CPI、短链/长链比L/H、∑n-Alk/C16、C29甾烷20S/(20S+20R)、C31藿烷22S/(22S+22R)、C32藿烷22S/(22S+22R)多个特征参数综合分析,证实了滩涂养殖区内存在石油及其衍生品的污染.较高的Ts/Tm值反映了研究区为强还原沉积环境,与Pr/Ph指示的沉积环境一致.     

渤海中部油气开采区石油烃环境质量评价及源解析

对渤海中部油气开采区表层沉积物中的石油烃含量进行了环境质量评价,分析了正构烷烃和多环芳烃分子组成特征,并对其来源进行了解析.结果表明,石油类浓度为12.5—860μg·g~(-1)之间,污染指数为0.61—41.97;随着与采油平台距离的增加,平台周边海域石油烃含量和污染水平呈现降低的趋势;沉积物沉积时为缺氧还原的沉积环境.正构烷烃的分布特征和甾萜烷生物标志化合物表明,源自大陆高等植物和海洋浮游生物的烷烃共存于渤海近代沉积物中,石油类产品和化石燃料燃烧产物对其贡献不能忽视;石油平台站位PAHs主要来自石油的直接输入,其它站位主要来自燃烧源.     

渤海湾海岸带表层沉积物中黑碳的分布特征

在渤海湾西海岸潮间带、近海和主要河流采集了85个表层沉积物样品,对黑碳（BC）的质量分数及其分布规律进行了研究,并探讨了BC与沉积物粒度的关系。结果表明：（1）渤海湾海岸带表层沉积物中BC的平均质量分数为（0.65±0.42）mg·g^-1,占总有机碳的比例为16.8%±7.5%,均高于我国其它海岸带;（2）潮间带沉积物中BC的质量分数存在明显的南北分区差异（以天津港码头为界）,北区（0.92mg·g^-1）比南区（0.22mg·g^-1）平均高4倍以上;近海和河流样品BC的质量分数也有一定程度的＂北高南低＂趋势,表明BC在海岸带运移扩散的继承性,河流输入可能是主要途径;（3）潮间带沉积物粒度表现为＂北区细＂（以粘土质粉砂主）而＂南区粗＂（以砂为主）,反映两个区域的水动力条件和沉积环境不同,是造成BC质量分数区域差异的主要原因。     

PAHs in surface sediments from coastal and estuarine areas of the northern Bohai and Yellow Seas, China

Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) concentrations and their risks in surface sediments (n = 35) collected from coastal and estuarine areas of the northern Bohai and Yellow Seas, China, were investigated in 2008. Total concentrations of PAHs ranged from 52.3 to 1,870.6 ng/g dry weight. The greatest concentrations were observed in the Dou River of Tangshan where waste water from small factories is discharged into the river without treatment. At other locations, municipal sewage was the primary contributor of PAHs. Regional differences in concentrations of PAHs in sediments are related to human activities. Concentrations of PAHs were significantly correlated with concentrations of organic carbon in sediments. The patterns of relative concentrations and types of PAHs observed and knowledge of the potential sources, as well as the results of a principal component analysis, are consistent with the primary sources of PAHs in sediments of the northern Bohai Sea and Yellow Sea, being derived from the high-temperature pyrolytic processes such as combustion of fossil fuel. While concentrations of PAHs at most locations did not exceed the effects range median stated by the numerical effect-based sediment quality guidelines of the United States, concentrations of PAHs at some locations were similar to or greater than the effects range low.     

莱州湾表层沉积物重金属分布特征及污染评价

莱州湾属半封闭海湾,水体交换能力较弱,受多条河流入海影响,污染日趋加重。根据区域特征,于2008年5月对莱州湾30个采样点表层沉积物中的Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、粒度和总有机碳进行测定,探讨了重金属含量和污染特征与粒度、总有机碳间的相关关系,利用污染评价法和潜在生态风险评价法进行污染和风险分析。结果表明：重金属平均含量较低,大部分低于国家海洋沉积物一类标准。Cu、Pb、Zn、Cd和As在莱州湾中部区域出现高值区,同时Cd在小清河口、Hg在莱州湾东部出现高值区。Cu、Pb、Zn、Cd、As重金属之间（除了Cd和As之间）及与沉积物粘土、有机碳含量之间显著正相关。莱州湾表层沉积物重金属单因子污染程度总体较轻,属于低污染水平,污染程度排序为CdPbZnCuAsHg,约30%的站位重金属综合污染指数大于5,达到中等污染水平,主要分布于小清河口、莱州湾中部和东部区域。莱州湾表层沉积物重金属潜在生态风险总体处于较低水平,风险排序为HgCdAsPbCuZn,风险指数高值区出现在莱州湾东部区域,主要受Hg的高风险水平影响。     

莱州湾表层沉积物中重金属时空分布、污染来源及风险评价

运用污染风险评价标准和方法研究了2010年5月(春)、8月(夏)、10月(秋)和12月(冬)莱州湾表层沉积物中7种重金属污染物的时空分布特征、来源及生态风险。结果表明,表层沉积物中Cr、Zn和Pb含量均呈现春季低于其他季节特征,秋季Hg含量是其他季节的4倍,Cu、As和Pb含量无显著季节差异。表层沉积物中Cr、Cu、Zn、As和Cd最高值出现在莱州湾中部及小清河河口等西部水域,来源呈现受自然作用影响较大的特征;而Hg和Pb最高值出现在龙口和界河河口等东部水域,来源呈现受周边工业污染物的人为排放影响较大的特征。基于地理累积指数、生态效应浓度以及Hakanson潜在生态风险指数的综合评价表明,13%~29%的研究区域的表层沉积物受到轻微程度的Cd、Hg和Pb污染,Cd和Hg高值水域达到中等生态风险程度;Hg和As在65%~68%的研究区域的表层沉积物中达到可能对沉积物底质环境及生物群落产生不利生态影响水平。基于对重金属污染物的评价结果,莱州湾表层沉积物质量较好,局部区域存在Hg、Pb、Cd和As的潜在污染风险。     

黄河上中游表层沉积物磷的赋存形态特征

利用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序（SMT）,研究了黄河上中游10个沉积物样品中磷的赋存形态变化规律和分布特征,并分析了沉积物中磷的来源和释放潜力。研究结果表明,黄河上中游沉积物中总磷（OP）的含量为82.0～113.5mg·kg-1,无机磷（IP）的含量范围在45.3～76.6mg·kg-1,有机磷（OP）的含量范围在27.6～56.6mg·kg-1。其中主要以无机磷的形式存在,而无机磷中以钙结合态磷为主。线性回归分析结果表明,NaOH-P的含量与活性态Fe、Al含量总和有一定的线性关系。黄河沉积物向上覆水体释放磷的潜力不大。     

黄、渤海滨海带大气颗粒物时空分布与来源特征

PM10作为大气污染物监测的主要指标之一,探究大气PM10浓度对大气环境质量和人体健康评价具有重要意义。黄、渤海滨海带包括京、津和辽、冀、鲁、苏等工、农业大省,区域大气PM10污染的时空分布和来源特征具有复杂性和典型性。在锦州、北京、天津、烟台、青岛、连云港和盐城7个城市布设10个采样点,含7个城市点和3个农村点,开展为期一年的大气颗粒物的采样;同时,于冬季1月和夏季7月在锦州、天津和烟台进行合计60 d的加密采样,藉以确定研究区域大气PM10的时空分布和来源特征。结果表明,黄、渤海滨海带大气年均PM10总浓度为(129’18)"g·m~(-3),单月最低值出现在2015年7月盐城农村样点15"g·m~(-3),最高值为2015年3月北京城市点307"g·m~(-3)。盐城大气PM10浓度(城市点(85’27)"g·m~(-3)和农村点(66’35)"g·m~(-3))显著低于其他样点大气PM10浓度。渤海滨海带中西部的京(140’68"g·m~(-3))、津(169’60"g·m~(-3))两市大气PM10年均浓度显著高于东部的锦州(125’41"g·m~(-3))和烟台(109’31"g·m~(-3));而且黄海滨海带大气PM10年均浓度(114"g·m~(-3))显著低于渤海滨海带年均浓度(136"g·m~(-3)),总体上表现出西高东低、北高南低的特征。黄、渤海滨海带城市点和农村点年均浓度分别为(129’18)"g·m~(-3)和(112’30)"g·m~(-3);农村点春冬季大气PM10浓度和城市点浓度相当,无显著差异,夏秋季大气PM10浓度略低于城市浓度,表明农村地区大气颗粒物污染情况也较为严重,需受到关注。区域内PM10浓度季节变化整体表现为春冬高、夏秋低。利用多元回归分析初步判断黄、渤海滨海带PM10属于复合来源,大气PM10浓度约30%的变化与降水、人均能耗和沙尘天气相关。黄、渤海滨海带大气PM10浓度的昼夜变化不大,大气PM10浓度与气温呈现正相关,与风速和降水呈现负相关,表现为受各种气象因素综合作用的影响。     

大鹏湾中溶解态总氮和总磷的多年调查结果分析

依据2000—2010年每月1次的调查资料,简要描述和讨论大鹏湾海水中溶解态总氮（DTN）和溶解态总磷（DTP）质量浓度的空间分布和时间变化。结果表明由于受到香港和深圳陆源排放的影响,DTN和DTP质量浓度在吐露港和沙头角附近水域1年4季都较高。DTN和DTP的平均质量浓度分别为0.21和0.03 mg.L-1,比溶解态无机氮（DIN）和溶解态无机磷（DIP）的高1倍以上,表明大鹏湾海水中溶解态有机氮（DON）和溶解态有机磷（DOP）分别是DTN和DTP的主要赋存形态。平均DTN/DTP原子比〉16,反映了大鹏湾海水中磷可能是海洋浮游生物生长繁殖的限制因素。夏季,由于南海北部陆架低温、高盐和高营养盐底层水潜入湾内,底层DTN和DTP质量浓度明显高于其他季节。11年调查期间,DTN质量浓度的年际变化趋势平稳,DTP质量浓度的年际变化呈较明显的下降趋势,而DTN/DTP原子比的年际变化呈较明显的上升趋势。     

黄河中下游表层沉积物磷的赋存形态特征

利用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序（SMT）,研究了黄河中下游10个沉积物样品中磷的赋存形态变化规律和分布特征,并分析了沉积物中磷的来源和释放潜力。研究结果表明,黄河中下游沉积物中总磷（TP）的含量为85.0~128.2 mg.kg-1,无机磷（IP）的含量范围在52.4~80.0 mg.kg-1,有机磷（OP）的含量范围在28.4~48.2 mg.kg-1。其中主要以无机磷的形式存在,而无机磷中以钙结合态磷为主。线性回归分析结果表明,NaOH-P的含量与活性态Fe、Al含量总和有一定的线性关系。黄河沉积物向上覆水体释放磷的潜力不大。