渤海及邻近海域表层沉积物中多环芳烃的来源解析

利用GC/MS测定了渤海及其邻近海域表层沉积物中的16种优控多环芳烃(PAHs),采用多种数据分析技术解析了PAHs的来源。结果显示:除了萘、苊烯、苊在部分样品中未检出之外,其他13种PAHs在所有样品中均有检出。总PAHs的含量范围为:(148.27~1211.81)10-9,平均值为507.1310-9。TOC(总有机碳)与总PAHs显著相关(R=0.66,P= 0.0002),表明TOC对研究区域PAHs的分布有重要作用。该海域PAHs以高环(4~6环)为主,轻重比值(LMW/HMW)表明该区域的PAHs主要来自高温燃烧源。分子诊断比值分析也表明,PAHs主要来自生物质、煤炭和石油燃烧。主成分分析-多重线性回归分析(PCA-MLR)表明,沉积物中PAHs主要来自煤炭燃烧源、交通源(石油燃烧)、焦化源和石油源,其贡献分别为54.3%,28.6%,13.4%和3.7%。     

长江口邻近海域表层沉积物中正构烷烃的分布特征和来源分析

通过对长江口邻近海域表层沉积物中正构烷烃（n-alkanes）的含量进行调查,结果表明:沉积物中烷烃的含量范围介于17.3×10-9~2132.3×10-9之间,平均值821.2×10-9。靠近长江口附近烷烃含量较低,除S5和S6站位,沿长江冲淡水自西向东方向,烷烃浓度自近岸至外海大致呈降低趋势。沉积物样品中烷烃的碳优势指数CPI_13-22和CPI_23-32分别介于0.43~0.72和1.13~2.81之间;除长江口近岸S5、S7站位,陆源有机质和海源有机质比值（TAR_HC）均显著小于1,低分子量烷烃与高分子量烷烃的比值（LMW/HMW）范围介于2.07~54.85之间,烷烃的生物标志物参数表明,沉积物中烷烃多为短链烷烃,且短链烷烃（C < 25）中的偶碳烷烃占优势,主要来源于海洋自生有机体的输入。     

长江口及邻近海域表层沉积物中氮形态的研究

氮是海洋初级生产力和食物链的基础,不同形态的氮具有不同的物理化学性质和生物可利用性。对长江口及邻近海域沉积物不同形态氮的含量及其影响因素的研究可以加深该区域氮生物地球化学循环过程的认识。本研究采用改进分级浸提方法测定了2014年8月长江口及邻近海域表层沉积物中离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（CF-N）、铁锰氧化态氮（IMOF-N）以及有机态和硫化物结合态氮（OSF-N）,描绘出研究海域表层沉积物中不同形态氮的分布特征及其影响因素。研究海域中,不同形态氮的分布由于受到不同因素的影响,含量分布和变化特征也有着相应的不同。其中陆源物质输入、沉积物的粒径大小以及海洋生物的丰度影响着IEF-N的分布;而CF-N分布与pH的变化密切相关;IMOF-N的含量受到沉积物氧化还原环境的直接影响;OSF-N则与沉积物来源有关。     

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

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（CPI_25-35）最大值为1.5（< 4）,陆海比（TAR）和海洋与水生输入比（P_mar-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;nC₁₆指数〔w（∑C_11-36）/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460.03~2 448.29 ng/g,平均值为1 328.60 ng/g,且86%的站位达到PAHs的中度、重度污染;PAHs的特征比值分析指示,龙口湾沉积物中PAHs属于石油和燃烧源的混合来源.以沉积物中PAHs含量为基础,与加拿大土壤质量指南比较,结果显示低分子量PAHs（Acy、Ace、Flu、Phe和Ant）偶尔会产生生态危害;致癌性PAHs比重（∑Car-PAHs）和BaP毒性当量（TEQ_BaP）综合评价表明,在当前的经济开发活动下龙口湾沉积物中PAHs具有一定的潜在毒性,但处于安全水平内.研究显示,龙口湾沉积物中正构烷烃属于陆源、海源和石油烃混合来源;PAHs主要属于石油和燃烧源的混合来源,其生态风险处于安全水平.      

浙江马鞍列岛海域表层沉积物中正构烷烃的分布与来源分析

采用气—质联用仪(GC-MS)对浙江马鞍列岛(特别是绿华岛及花鸟岛附近)海域八个站位表层沉积物样品中的正构烷烃进行检测,通过谱图和特征分析,对该区域沉表层积物中正构烷烃含量分布及来源等进行了分析。结果表明:研究区域表层沉积物的正构烷烃碳数分布范围多在C14～C34,八个站位样表层沉积物样品中正构烷烃含量(干重)分布在(0.9～9.4)×10-6范围,其含量在空间分布上并无太大的差异。通过对正构烷烃分布特征指数分析,发现陆源高等植物输入占主导优势,而且石油污染可能存在于各个站位。与世界上其他被污染的海岸及河流沉积物比较,目前浙江马鞍列岛附近海域表层沉积物中正构烷烃总量处于相对较低的水平。     

渤海中部海域表层沉积物生源要素分布特征及其环境评价分析

于2015年5月在渤海中部海域采集30个表层沉积物样品,对总有机碳（TOC）、总氮（TN）、总磷（TP）、生物硅（BSi）、有机质（OM）、含水率（MC）进行了分析测定,通过分析渤海中部海域表层沉积物生源要素的分布特征,进一步揭示有机质物源的贡献以及海域生物地球化学等过程。渤海中部海域表层沉积物生源要素含量分别为TOC（0.21%~1.43%）、TN（0.01%~0.12%）、TP（0.01%~0.04%）、BSi（0.08%~0.46%）、OM（1.43%~9.42%）、MC（18.24%~47.70%）,TOC、TN、TP、OM和MC分布特征相近,总体呈现东低西高的分布特征,BSi则在渤海中部含量较高。TOC、TN摩尔比值显示渤海中部表层沉积物中有机质来自陆源和海源混合输入,以陆源输入为主;而TOC/BSi说明硅藻对渤海中东部海域总初级生产力贡献较大。沉积物质量评价显示渤海中部海域表层沉积物受到一定程度的污染,部分海域沉积物中TOC和TN含量超过加拿大安大略省环境和能源部沉积物质量评价标准的Ⅱ类标准。     

长江口沉积物中正构烷烃的分布特征及其环境指示意义

对长江口 4个柱状岩芯沉积物中的正构烷烃进行了分析研究.结果显示,这4个岩芯中的正构烷烃分别来源于不同的物源输入.来源于不同种类陆源输入的正构烷烃的比值反映了长江流域呈现出寒、暖期交替出现的气候条件,且主要以暖湿气候为主.长江口4个岩芯沉积物中的长链正构烷烃没有经过明显的成岩演化,而短链正构烷烃较低的CPI值则更多的归因于其主要来源于化石燃科的不完全燃烧产物.     

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。     

三峡大坝建成后长江河流表层沉积物中有机物组成与分布特征

利用气相色谱法对2009年长江河流(干流和主要支流)表层沉积物样品中的正构烷烃(n-alkanes)和脂肪酸(fatty acids)进行测定和分析,结合粒度、OC%、δ13C等参数,研究样品中有机质的组成和分布特征,并对其来源及影响因素,特别是三峡大坝对其的影响进行了初步分析.结果显示,长江表层沉积物粒度组成主要以粉砂(45.8%)和砂(41.4%)为主,OC%值为0.08~1.99%, OC 的δ13C值为-31.9‰~-21.4‰.正构烷烃含量以干重计为0.71~13.69 μg/g,以OC计为0.05~1.99mg/g.脂肪酸含量以干重计为2.77~32.52μg/g,以OC计为0.16~40.58mg/g,其中饱和脂肪酸含量最多,含量最少的是支链脂肪酸.水动力分选、粒径是控制支流沉积有机质含量与分布的重要因素.干流中下游较上游具有丰富的水生植物源贡献,并且降解程度低.三峡大坝对陆源有机质的输送和改造具有重要影响.     

渤海表层沉积物中多环芳烃赋存特征及来源分析

对渤海表层沉积物中典型持久性有毒物质多环芳烃的浓度水平、空间分布及污染来源进行了探讨,结果表明,PAHs总量(PAHs)的浓度范围为(21.9~ 586.4)10-9(干重,dw),平均值为175.110-9 dw,其中渤海湾海区PAHs的整体含量要明显高于其它区域,平均含量达到430.910-9 dw。PAHs与总有机碳(TOC)含量二者之间呈显著线性相关(p0.05),表明有机质含量是影响PAHs在海水中迁移和分配的一个主要因素。不同环数PAHs的特征分布表明,渤海海域PAHs主要来自石油及其产品、煤和生物质的燃烧。     

渤海表层沉积物中多环芳烃的分布与生态风险评价

利用第2次全国海洋污染基线调查数据，研究渤海表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的空间分布特征和输入来源．结果表明，按渤海海区划分，PAHs含量由高至低依次为秦皇岛沿岸、辽东湾、莱州湾、辽东半岛近岸、外海海区和渤海湾近岸．对照有关的沉积物质量标志水平，秦皇岛沿岸和辽东湾(尤其是锦州湾)表层沉积物中PAHs具有较高生态风险．就PAHs组成而言，锦州湾近岸沉积物中低环比例较高，其它海区4～5环占优．荧蒽／芘和芘／苯并(a)芘两个比值参数显示锦州湾近岸沉积物的PAHs主要源于石油工业，秦皇岛近岸和莱州湾部分站点主要来自燃油产物，而其它海区的大部分站点则属于燃煤型来源．燃烧生成的PAHs易吸附于细微颗粒物上，其迁移和沉降可能是外海海区PAHs含量高于渤海湾近岸的一个原因．     

海河及渤海表层沉积物中多环芳烃的分布与来源

采集海河和渤海表层沉积物样品,测定16种EPA规定多环芳烃.海河∑PAH含量（干重）范围为445～2185 ng·g-1,平均值为964 ng·g-1;渤海∑PAH含量范围为171～290 ng·g-1,平均值为226 ng·g-1.海河塘沽区段和天津市区段沉积物中∑PAH含量比郊区段含量高.LMW/HMW(低分子质量/高分子质量)和异构体比值分析表明,生物质及煤的燃烧为海河表层沉积物中PAHs主要来源;对于渤海湾大部分区域来说,石油污染是其PAHs的主要来源,而热解来源的PAHs主要以生物质及煤的燃烧为主;滨海旅游度假村附近海域因受旅游活动影响而燃烧源的贡献较大.风险评价表明,海河及部分渤海海域存在潜在生态危害,滨海村附近海域存在潜在生态风险可能性较低.     

渤海辽东湾表层沉积物中金属元素分布特征

利用X射线荧光光谱(XRF)、等离子质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光度计(AFS)分别测定了辽东湾表层沉积物中的金属元素含量,探讨了它们的分布特征、来源及污染程度.结果表明,沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、Co、Hg、As和Ag等元素含量在空间分布上存在明显梯度,其空间分布模式(4种)受到沉积物细粒组分、有机质含量及与河口间距离等因素的制约.通过与沉积物质量标准及其他海区的比较,评价了研究区沉积物中几种重要金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Ag、Hg和As)的污染情况.富集系数显示, Fe、Ti、Mn、P、Cu、Zn、Ni、Cr、Co、Sc和V为无富集;As为轻度富集;Pb、Cd、Ag和Hg为中度富集. Fe、Ti、Cu、Zn、Cr、Ni、Co、Mn、P、V和Sc主要来源于陆地岩石和土壤风化产物;Pb和As既有岩石和土壤风化产物等自然源的贡献,又受到了人为活动的影响;Hg、Cd和Ag主要来自人为源;Ba和Sr主要与海洋生物活动有关.依据沉积物质量综合评价,将辽东湾沉积物划分为4类.     

渤海中南部表层沉积物中汞的分布及风险评估

本文以渤海中南部表层沉积物为研究对象,采用DMA-80测汞仪测定表层沉积物中Hg的含量,并对其空间分布状况以及生态风险进行论述。结果表明,渤海中南部表层沉积物Hg含量范围为19.5×10-9~106.8×10-9,均值为41.5×10-9,除一个沉积物站位外,其余均高于渤海沉积物Hg的背景含量。Hg含量高值区主要分布在黄河口、渤海中部泥质区和辽东浅滩局部海域,低值区位于渤中浅滩和渤海海峡南部海域,这与河流输入、沉积物粒度以及区域矿物背景有关。应用潜在生态危害指数法对渤海中南部表层沉积物Hg的生态风险进行评价,发现72.7%的站位处于中等风险水平,13.6%的站位处于重度风险水平。     

渤海北部表层沉积物中多环芳烃分布与来源分析

利用GC-MS对2014年5月和8月渤海北部表层沉积物中16种优先控制PAHs含量进行了分析,探讨了5月和8月PAHs的分布特征和分子组成,分析了渤海北部表层沉积物中PAHs的污染水平、主要来源、潜在毒性和生物效应。研究表明,渤海北部表层沉积物中16种PAHs5月份含量范围为(88.5~187.7)10-9,平均含量为125.210-9,8月份含量范围为(99.6~199.3)10-9,平均含量为126.510-9;沉积物PAHs为中~低度污染水平,季节变化不明显,潜在生物效应很小;致癌PAHs潜在毒性处于中低水平。沉积物中PAHs以低环为主,高值区集中在辽东湾西南部以及金州湾和普兰店湾附近海域;比值法和主成分分析法判定沉积物中PAHs为石油来源和燃烧来源同时存在。     

渤海东部和黄海北部沉积物中重金属分布特征

通过对渤海东部及黄海北部海域138个站位沉积物样品的重金属等含量分析,研究了该海域沉积物重金属元素分布特征及其控制因素.渤海东部及黄海北部海域沉积物中As、Cu、Cd、Cr、Co、Hg、Ni、Pb、V、Zn的平均含量分别为:9.87,20.1,0.15,58.9,11.6,0.02,26.7,23.0,74.0,65.5μg/g;重金属元素Cu、V、Cr、Co、Ni、Zn含量与有机碳含量、小于63μm细粒沉积物呈显著正相关,其在表层沉积物中的分布明显受到有机质含量和沉积物粒径的控制,而As、Hg分布没有明显受到有机质含量和沉积物粒径的影响.富集系数显示, Cr、Co、Ni、Pb、V和Zn为无富集;Cu为轻度富集;As、Cd和Hg为中度富集;依据Q-型聚类分析特征,将研究区域沉积物划分为3个不同的重金属分区,Ⅰ类区沉积物Hg富集程度较高;Ⅱ类区沉积物As富集程度较高;Ⅲ类区重金属元素含量普遍较高,尤其Cu、Zn和Cd含量明显增高.     

黄海近岸表层沉积物中PAHs的分布特征与潜在风险

利用第二次全国海洋污染基线调查数据,考察了我国黄海近岸海域表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的分布状况、组成比例,并开展了初步的来源分析和潜在生态风险评价.研究结果表明,PAHs的含量范围从未检出至8294 ng·g-1,高值站点主要位于辽东半岛的大连湾附近海区,以及山东半岛北部的威海沿岸.在辽东半岛、山东半岛的近岸海区,表层沉积物中的PAHs以中、高环(4～5环)组分占据明显优势;而在江苏近岸海区,低环组分(2～3环)的比例明显上升.低环与中高环组分的相对丰度以及成对同分异构体的比值结果显示,各海区表层沉积物中PAHs的主要来源是各类燃烧释放过程,如燃煤、生物质、天然气和交通尾气等,石油产品输入的影响居次要地位.依据效应低值区间ERL的警戒水平,计算ERL商的平均值,从而初步得到各海区潜在的PAHs生态风险水平.结果表明,大连湾PAHs污染较为严重,各PAHs组分的浓度均高于ERL警戒水平,而苯并(a)芘甚至超出效应中值区间的境界水平ERM,显示大连湾近岸海区具有较高的PAHs生态风险,而其它海区的潜在生态风险则较低.     

多元统计在渤海表层沉积物中PAHs源解析上的应用

应用聚类分析、主成分分析、多元线性回归等多元统计方法对渤海表层沉积物中PAHs的来源进行分析.结果表明,来源相近的PAHs具有特征相似的成分谱.低环成分可指示石油源,而高环成分则代表燃煤、燃油等燃烧源.渤海表层沉积物中的PAHs呈现石油源和不完全燃烧源的混合特征,后者的贡献更为显著.就各海区表层沉积物而言,辽东锦州湾近岸的大部分站点以低环PAHs占优势,体现石油污染源的影响;其他海区的多数站点以高环PAHs为主,显示化石燃料的不完全燃烧是其主要来源,其中,辽河(双台子河、辽东湾和秦皇岛近岸的PAHs主要来自汽车尾气或燃油,辽东半岛、渤海湾、莱州湾和外海的PAHs主要源于燃煤.