东海典型海域沉积物中多环芳烃赋存特征与源识别

论文摘要

多环芳烃（PAHs）作为一类难降解,易在生物体内蓄积的有机污染物,因对海洋生物乃至人体健康具有严重的“三致”风险而倍受关注。嵊泗海域位于我国贸易运输最为繁忙的南北海运大通道和长江枢纽点上,地理位置优越,是上海港口的天然外港。同时嵊泗海域也是舟山渔场的重要组成部分,石斑鱼、黄鱼等海洋生物优良的栖息场所和贻贝等海洋经济作物的重要养殖基地;“桑吉”轮事故的沉船海域,由于大量凝析油及燃料重油的泄漏,可能会给该处海域的海洋生物及生态环境带来影响。本文选取嵊泗海域和“桑吉”轮沉船海域两个较为特殊的研究区域,现场采样并监测表层沉积物中PAHs的分子组成与浓度水平,定性识别污染源并评价生态风险,可为东海海域多环芳烃的研究提供基础数据积累,也为海域的生物安全及生态环境保护提供科学依据。于2017年6月和2018年2月分别采集了嵊泗海域和“桑吉”轮沉船海域的表层沉积物样品,应用气相色谱-质谱联用技术确定PAHs含量及其分子组成;基于分子轻重比法、特征分子比值法和主成分分析法识别PAHs来源;采用质量基准法与质量标准法对沉积物中PAHs潜在生态风险进行评价。主要结论归纳如下:（1）嵊泗海域表层沉积物中共检出14种PAHs,苊烯与苊未被检出。站点PAHs总含量介于46.38196.36 ng/g之间,均值为109.40 ng/g,总含量最低和最高分别出现在A9站点和A5站点。检出的14种优控PAHs中,菲含量最高（17.1867.66 ng/g）,荧蒽次之,含量介于5.3837.93 ng/g之间,二苯并[a,h]蒽含量最低,浓度为0.010.71 ng/g。检出的14种PAHs中以3环和4环为主,占总量的71.21%。不同环数PAHs百分比组成为:3环>4环>5环>2环>6环。空间分布特征显示,嵊泗海域表层沉积物中PAHs分布整体上呈现离岸距离增加而含量递减的趋势,表明陆源污染是该海域PAHs的主要来源。（2）除?、苯并[a]芘和二苯并[a,h]蒽外,“桑吉”轮沉船海域各站点表层沉积物中其他13种PAHs均有不同程度检出。总含量介于26.70227.11 ng/g之间,平均值为107.05 ng/g,其中含量最高的组分为茚并[1,2,3-cd]芘,其次为苯并[k]荧蒽和苯并[b]荧蒽。检出的PAHs以高环为主,5环和6环的PAHs含量分别占PAHs总含量的76.02%和12.73%,2环、3环和4环的PAHs含量在总含量中的占比分别为0.91%、3.84%和6.50%。不同环数PAHs对PAHs总含量贡献从大到小排序为:5环>6环>4环>3环>2环。从空间分布特征来看,受沉船事故的影响,以沉船点向外辐射,PAHs含量降低的分布趋势特征。（3）PAHs的污染来源解析与识别:分子轻重比法发现,嵊泗海域站点PAHs主要来自化石燃料燃烧,进一步分析发现,石油源的各站点中,除了低环PAHs分子含量占比较大外,高环PAHs分子也高达40%,说明这些站点PAHs还存在部分热解来源,因此嵊泗海域表层沉积物中PAHs的污染来源可能是石油泄漏与燃烧的混合源,而“桑吉”轮沉船海域表层沉积物中PAHs受化石燃料燃烧的影响较大;特征分子比值法研究发现,嵊泗研究区域中PAHs污染主要来自煤、木材、草和汽油、柴油等燃烧源和混合源影响,而石油源贡献较小,而“桑吉”轮沉船海域表层沉积物中PAHs污染主要受到天然气、柴油、石油等燃烧源影响;主成分分析法表明,嵊泗研究区域沉积物中的PAHs主要受煤炭、天然气、柴油和石油等燃烧源和混合源影响,石油泄漏污染较少,而“桑吉”轮沉船周边海域表层沉积物中PAHs污染来源结果表明,该海域表层沉积物中PAHs污染大部分来自燃油高温燃烧,与此同时还伴随着部分燃油泄漏,故“桑吉”轮沉船海域PAHs污染主要来自于高温燃烧。（4）沉积物中PAHs的潜在生态风险水平:嵊泗海域和“桑吉”轮沉船海域表层沉积物中PAHs含量处于中低污染水平。生态评价结果显示嵊泗海域表层沉积物中PAHs均未超过生态效应低值,该海域表层沉积物中PAHs潜在生态风险较小,但由于该研究海域处于海洋特别保护区仍需加强对其监控。“桑吉”轮沉船海域表层沉积物中PAHs对海洋生物的不良影响较小,但由于撞船事故的发生后续仍需加强监控,加快清理,最大可能的降低其危害。（5）污染特征对比结果表明嵊泗海域表层沉积物中PAHs以中高环为主,“桑吉”轮海域则是以高环为主,二者含量差异较小,表明“桑吉”轮撞船事件可能是该处海域污染物组分差异较大的原因。与其他区域表层沉积物中PAHs污染特征对比结果显示嵊泗海域表层沉积物中PAHs含量整体处于较低污染水平,人为源是其污染的主要来源,通过积极开展江浙沪等城市的工业污染治理、优化城市能源结构、控制居民燃煤使用等举措保障嵊泗海域表层沉积物中PAHs的处于较低的污染水平。“桑吉”轮沉船海域表层沉积物中PAHs含量整体亦处于较低污染水平,有关部门可采取适当的措施修复“桑吉”轮沉船周边海域表层沉积物。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 引言
•   1.1 多环芳烃（PAHs）简介
•   1.2 海洋沉积物中PAHs的预处理与检测分析
•     1.2.1 PAHs提取
•     1.2.2 PAHs净化
•     1.2.3 PAHs检测
•   1.3 海洋沉积物中PAHs的源识别与生态风险评价方法
•     1.3.1 PAHs的源识别
•     1.3.2 PAHs的生态风险评价方法
•   1.4 技术路线与研究内容
•     1.4.1 技术路线
•     1.4.2 研究内容
• 第二章 嵊泗海域表层沉积物中PAHs污染来源及生态风险
•   2.1 嵊泗海域概况
•   2.2 材料与方法
•   2.3 试剂
•   2.4 样品预处理与仪器分析方法
•   2.5 质量控制与质量保证
•   2.6 PAHs含量、组成及分布特征
•   2.7 PAHs的源识别
•   2.8 PAHs的潜在生态风险
•   2.9 小结
• 第三章 “桑吉”轮沉船海域表层沉积物中PAHs的含量组成及污染特征
•   3.1 “桑吉”轮沉船海域概况
•   3.2 材料与方法
•   3.3 试剂
•   3.4 样品预处理与仪器分析方法
•   3.5 质量控制与质量保证
•   3.6 PAHs含量、组成及污染特征
•   3.7 PAHs的源识别
•   3.8 PAHs的潜在生态风险
•   3.9 小结
• 第四章 两个典型海域表层沉积物中PAHs污染特征比较
•   4.1 研究区域表层沉积物中PAHs污染特征对比
•     4.1.1 两个典型区域表层沉积物中PAHs含量与组成对比
•     4.1.2 空间分布特征
•   4.2 与邻近区域表层沉积物中PAHs污染特征对比
•   4.3 与其他区域表层沉积物中PAHs污染特征对比
•   4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 魏青青

导师: 黄宏

关键词: 东海,嵊泗海域,桑吉轮沉船海域,沉积物,多环芳烃,源识别,生态风险

来源: 上海海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,环境科学与资源利用

单位: 上海海洋大学

分类号: X55

DOI: 10.27314/d.cnki.gsscu.2019.000492

总页数: 66

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