南黃海、東海表層沉積物中脂肪烴與多環(huán)芳烴的分布特征及來(lái)源初步研究
發(fā)布時(shí)間:2020-07-04 19:21
【摘要】:陸架海作為陸地與大洋的過(guò)渡帶,在陸源有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)及埋藏中具有重要作用。黃、東海是西太平洋最大的邊緣海,因其高的生產(chǎn)力和碳埋藏速率,加之大量的入海污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)形成巨大的壓力,這一海域已成為海洋地球化學(xué)研究的熱點(diǎn)區(qū)域。海洋沉積環(huán)境中脂肪烴(AHs)和多環(huán)芳烴(PAHs)的研究對(duì)于揭示有機(jī)質(zhì)來(lái)源、環(huán)境污染以及評(píng)價(jià)其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)有著重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。本論文對(duì)南黃海、東海表層沉積物中的正構(gòu)烷烴、類異戊二烯、復(fù)雜混合物(UCM)及多環(huán)芳烴等多種烴類標(biāo)志物進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,旨在了解研究區(qū)域內(nèi)沉積有機(jī)質(zhì)來(lái)源、石油污染狀況、PAHs的污染源及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。主要結(jié)論如下: (1)南黃海表層沉積物中有機(jī)碳(TOC)含量整體呈現(xiàn)泥質(zhì)區(qū)高于沿岸的分布趨勢(shì),最高值出現(xiàn)在東北地區(qū),含量最低的是蘇北沿岸。東海沉積物TOC整體含量低于南黃海,濟(jì)州島西南泥質(zhì)區(qū)高于沿岸地區(qū),陸架中部含量最低;沿岸地區(qū)TOC分布呈現(xiàn)南部高于北部的特征。有機(jī)碳的分布受到沉積物的來(lái)源、粒徑以及水文條件等因素控制。從C/N分析,南黃海沉積有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)陸源和海源共同影響的特征。由于受到現(xiàn)代黃河與老黃河物質(zhì)的影響,蘇北沿岸以及山東半島南部地區(qū)具有較高的C/N值。東海的C/N值整體低于南黃海,沿岸地區(qū)偏低的C/N值主要與人為活動(dòng)、細(xì)菌以及土壤有機(jī)質(zhì)有關(guān)。 (2)南黃海表層沉積物中正構(gòu)烷烴(C14~C35)的含量在0.42~2.00μg·g~(-1)之間,平均值為1.01±0.34μg·g~(-1);東海地區(qū)的正構(gòu)烷烴含量在0.36~1.79μg·g~(-1)之間,平均值為0.94±0.39μg·g~(-1)。研究區(qū)域正構(gòu)烷烴以雙峰型分布為主,前峰群主峰碳C16/C17/C18,后峰群主峰碳C29/C31。短鏈正構(gòu)烷烴(C14~C21)無(wú)明顯奇偶優(yōu)勢(shì),表明正構(gòu)烷烴主要來(lái)源于微生物合成或化石燃料輸入。長(zhǎng)鏈正構(gòu)烷烴(C25)具有奇偶優(yōu)勢(shì),表明研究區(qū)域存在明顯的陸源輸入?偟耐闊N參數(shù)分析表明,南黃海表層沉積物中有機(jī)質(zhì)的海源與陸源貢獻(xiàn)相當(dāng),而東海以陸源輸入為主。正構(gòu)烷烴含量與TOC%無(wú)明顯相關(guān)性,主要與正構(gòu)烷烴的來(lái)源多樣性有關(guān)。 (3)高的UCM含量和低的姥鮫烷/植烷(Pr/Ph)比值,表明研究區(qū)域受到了不同程度的石油污染,其中以蘇北沿岸和浙江北部附近海域污染最為嚴(yán)重。除了細(xì)菌的貢獻(xiàn)外,UCM主要的是由河流輸入與船只排放的石油烴造成。此外,大氣沉降也可能是UCM的另一個(gè)重要來(lái)源。 (4)南黃海表層沉積物中多環(huán)芳烴(TPAHs)的含量在61~3601ng·g~(-1)之間,平均值為825±716ng·g~(-1)。平面分布呈現(xiàn)北部高于南部,最高值出現(xiàn)在靠近韓國(guó)一側(cè),可能與海上傾廢有關(guān);蘇北沿岸地區(qū)含量最低。東海表層沉積物中TPAHs含量在128~1643ng·g~(-1)之間,平均值為771±411ng·g~(-1)。近岸泥質(zhì)區(qū)高于濟(jì)州島西南泥質(zhì)區(qū),陸架中部含量最低。與世界其他地區(qū)相比,研究區(qū)域整體上處于中低等污染水平。 (5)TOC是控制南黃海沉積物中TPAHs分布的重要因素;東海沉積物中TPAHs的分布除受TOC的影響外,還與復(fù)雜的水動(dòng)力條件、濱岸各類污染源的輸入以及黑炭(BC)、顆粒有機(jī)碳(POC)分布有關(guān)。南黃海TOC標(biāo)準(zhǔn)化的TPAHs分布整體呈現(xiàn)沿岸高于遠(yuǎn)岸,中部泥質(zhì)區(qū)最低的分布特征。 (6)沉積物中的PAHs主要以3環(huán)母本多環(huán)芳烴為主,占總量的64.1%±9.1%,4環(huán)次之。其中濟(jì)州島西南泥質(zhì)區(qū)和陸架中部以5、6環(huán)的PAHs為主,可能與大氣輸入有關(guān);研究區(qū)域沉積物中的優(yōu)勢(shì)組分是菲、熒蒽、芴、甲基菲及芘,表明PAHs與煤燃燒有關(guān)。 (7)因子分析和分子比值法分析顯示,家庭燃煤和煤制焦是研究區(qū)域最主要的PAHs輸入源。木材燃燒對(duì)東海PAHs的貢獻(xiàn)率要大于南黃海,這與南北能源及工業(yè)結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。此外,天然氣燃燒已成為研究區(qū)域沉積物中PAHs的重要來(lái)源。與燃燒源相比,石油源對(duì)沉積物中的PAHs貢獻(xiàn)率很小,主要與石油源PAHs不穩(wěn)定易分解有關(guān)。PAHs污染源的組成與我國(guó)當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)吻合。 (8)沉積物中的PAHs在遠(yuǎn)距離傳輸過(guò)程中發(fā)生了降解。南黃海、東海近岸沉積物中的PAHs主要以河流輸入為主,同時(shí)存在大氣沉降的添加,而濟(jì)州島與陸架中部地區(qū)則以大氣沉降為主。 (9)采用效應(yīng)區(qū)間中-低值法評(píng)價(jià)了研究區(qū)域沉積物中PAHs潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果表明PAHs遠(yuǎn)低于效應(yīng)區(qū)間中值(ERM),整體屬于低風(fēng)險(xiǎn)。但有多個(gè)站位的芴(F)、菲(Phe)超過(guò)了效應(yīng)區(qū)間低值(ERL),可能會(huì)對(duì)底棲生物造成危害。
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:P736.4
【圖文】:
于中國(guó)大陸與朝鮮半島之間,是一個(gè)典型的半封閉型淺北平原,東接朝鮮半島西岸;東面以朝鮮半島西南端的珍西北經(jīng)渤海海峽與渤海相通;南面以長(zhǎng)江口和濟(jì)州島聯(lián)線長(zhǎng)約870km,東西寬556km,最窄處僅有193km,總面積約為特征,黃海又可以山東半島的最東端的成山角與朝鮮半島,分為南、北兩部分,北部為北黃海,南面為南黃海,為7.1×l04km2,海底地形整體平緩,水深平均38m,最深處;南黃海面積為30.9×l04km2,海底地形比北黃海復(fù)雜,海槽沙脊帶、中部平原、魯南岸坡、蘇北岸外舌狀地形體形等地形區(qū),整體呈線“東陡西緩”的不對(duì)稱格局,平均在濟(jì)州島北側(cè)達(dá)到140m[114 116]。
黃海東南部泥質(zhì)區(qū),濟(jì)州島西南泥質(zhì)區(qū),長(zhǎng)江口泥質(zhì)區(qū)和閩浙沿岸泥質(zhì)區(qū)(圖2-2)。表 2-1 黃、東海周邊主要入海河流的徑流量和輸沙量[117][121]河流 入海海區(qū) 年均徑流/km3年均輸沙量/106t 枯水期 豐水期黃河 渤海 43 1006 1~2 7~8鴨綠江 黃海 34 2 8淮河 黃海 26 9.9 6~9Han 黃海 21 12Keum 黃海 6 4Yeongsan 黃海 2.2 1.2長(zhǎng)江 東海 341 486 2 7錢塘江 東海 39 6.7 11~12 7~8閩江 東海 66 6.4 12~1 6~7甌江 東海 15 2.7南黃海沉積物主要來(lái)自現(xiàn)代黃河物質(zhì)、老黃河口三角洲物質(zhì)、長(zhǎng)江物質(zhì)、海水侵蝕的基巖及黑潮物質(zhì)。環(huán)流系統(tǒng)對(duì)于入海物質(zhì)的搬運(yùn)、擴(kuò)散和海底沉積物的侵蝕及改造都有著直接的控制作用。沉積物類型則主要受控于沉積環(huán)境及動(dòng)力沉積體系。石學(xué)法等[122]認(rèn)為南黃海陸架可分為低能沉積環(huán)境和高能環(huán)境,低能沉積環(huán)境主要指由黃海暖流和東西兩側(cè)沿岸流形成的氣旋型渦流環(huán)境;高能環(huán)境則分為高能沉積環(huán)境與高能侵蝕環(huán)境。在南黃海中部和東南部分別受冷渦和暖渦的控制、發(fā)育了兩個(gè)不同類型的泥質(zhì)沉積體系。兩者在粒度、沉積速率、沉積厚度和礦物學(xué)特征上都有明顯區(qū)別。在南黃海的西部、南部及東北部海區(qū)為高能沉積環(huán)境,發(fā)育了砂質(zhì)沉積。在高能侵蝕環(huán)境區(qū)分布著大量砂巖礫
本文編號(hào):2741481
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:P736.4
【圖文】:
于中國(guó)大陸與朝鮮半島之間,是一個(gè)典型的半封閉型淺北平原,東接朝鮮半島西岸;東面以朝鮮半島西南端的珍西北經(jīng)渤海海峽與渤海相通;南面以長(zhǎng)江口和濟(jì)州島聯(lián)線長(zhǎng)約870km,東西寬556km,最窄處僅有193km,總面積約為特征,黃海又可以山東半島的最東端的成山角與朝鮮半島,分為南、北兩部分,北部為北黃海,南面為南黃海,為7.1×l04km2,海底地形整體平緩,水深平均38m,最深處;南黃海面積為30.9×l04km2,海底地形比北黃海復(fù)雜,海槽沙脊帶、中部平原、魯南岸坡、蘇北岸外舌狀地形體形等地形區(qū),整體呈線“東陡西緩”的不對(duì)稱格局,平均在濟(jì)州島北側(cè)達(dá)到140m[114 116]。
黃海東南部泥質(zhì)區(qū),濟(jì)州島西南泥質(zhì)區(qū),長(zhǎng)江口泥質(zhì)區(qū)和閩浙沿岸泥質(zhì)區(qū)(圖2-2)。表 2-1 黃、東海周邊主要入海河流的徑流量和輸沙量[117][121]河流 入海海區(qū) 年均徑流/km3年均輸沙量/106t 枯水期 豐水期黃河 渤海 43 1006 1~2 7~8鴨綠江 黃海 34 2 8淮河 黃海 26 9.9 6~9Han 黃海 21 12Keum 黃海 6 4Yeongsan 黃海 2.2 1.2長(zhǎng)江 東海 341 486 2 7錢塘江 東海 39 6.7 11~12 7~8閩江 東海 66 6.4 12~1 6~7甌江 東海 15 2.7南黃海沉積物主要來(lái)自現(xiàn)代黃河物質(zhì)、老黃河口三角洲物質(zhì)、長(zhǎng)江物質(zhì)、海水侵蝕的基巖及黑潮物質(zhì)。環(huán)流系統(tǒng)對(duì)于入海物質(zhì)的搬運(yùn)、擴(kuò)散和海底沉積物的侵蝕及改造都有著直接的控制作用。沉積物類型則主要受控于沉積環(huán)境及動(dòng)力沉積體系。石學(xué)法等[122]認(rèn)為南黃海陸架可分為低能沉積環(huán)境和高能環(huán)境,低能沉積環(huán)境主要指由黃海暖流和東西兩側(cè)沿岸流形成的氣旋型渦流環(huán)境;高能環(huán)境則分為高能沉積環(huán)境與高能侵蝕環(huán)境。在南黃海中部和東南部分別受冷渦和暖渦的控制、發(fā)育了兩個(gè)不同類型的泥質(zhì)沉積體系。兩者在粒度、沉積速率、沉積厚度和礦物學(xué)特征上都有明顯區(qū)別。在南黃海的西部、南部及東北部海區(qū)為高能沉積環(huán)境,發(fā)育了砂質(zhì)沉積。在高能侵蝕環(huán)境區(qū)分布著大量砂巖礫
【參考文獻(xiàn)】
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3 楊展雄,唐運(yùn)千;長(zhǎng)江口海域氣溶膠中多環(huán)芳烴[J];海洋學(xué)報(bào)(中文版);1990年01期
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本文編號(hào):2741481
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