渤海湾海岸带表层沉积物中黑炭和多环芳烃的分布特征

	渤海湾海岸带表层沉积物中黑炭和多环芳烃的分布特征
其他题名	Distribution of Black Carbon and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Surface Sediments of Coastal Zone in Bohai Bay
	姜晓华
学位类型	硕士
导师	陈颖军
	2010-05-25
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位专业	环境科学
关键词	渤海湾潮间带表层沉积物黑碳多环芳烃粒度分析空间分布源解析
摘要	黑碳（BC）是生物质和化石燃料不完全燃烧产生的高度聚合的碳质混合物，包括木炭（char/charcoal）和烟炱碳（soot）等形式。黑碳产生后大部分储存在燃烧原地，而烟炱碳由于粒径较小，易进入大气，滞留一到数周后回到地表。部分土壤黑碳随河流和大气的搬运作用进入海洋环境，主要汇集在海岸带沉积物中。由于黑碳涉及到气候变化、碳循环、环境危害、人体健康等诸多问题而成为当前气候与环境领域的研究热点。黑碳在环境介质中比较稳定，因而可以较好的指示人类能源使用及其对环境质量的影响；同时黑碳具有很强的吸附性，能显著影响周围介质中持久性有机污染物(如多环芳烃等)的赋存状态和生态毒理效应。多环芳烃（PAHs）是指两个或两个以上的苯环以稠环形式结合的芳香族化合物，主要来源于含碳物质的不完全燃烧过程，在环境中广泛存在。由于PAHs 具有潜在的致癌性、致畸性和致突变性（“三致”效应）而在环境研究领域中备受关注。另外由于具有主体的同源性，PAHs 可以指示BC 的来源和环境过程。海岸带沉积物是包括BC 和PAHs 在内的众多污染物在环境地球化学迁移过程中的主要载体和归宿，由于受到陆地和海洋双重作用，海岸带对环境污染物尤其敏感。环渤海地区是我国北方的社会经济中心，工业、农业和交通发达、人口稠密，污染严重。前人的研究表明渤海湾的BC 和PAHs 污染程度明显高于我国其他海岸带，但受限制于采样区域和样品数量，不能全面地反应BC 和PAHs 在渤海湾海岸带的分布状况及人类活动对海岸带环境质量的影响。本次研究在渤海湾海岸带潮间带、近海及主要入海河流系统布设了多条采样剖面，采集表层沉积物样品85 个。首先，对国际上较为常用的化学热氧化法（CTO-375）处理沉积物黑碳样品的方法进行了比对实验和优化，然后对全部样品进行黑碳分析；利用GC-MS 方法对样品中的PAHs（USEPA 的16 种优控物）进行了定量检测；对全部沉积物样品还进行了粒度分析。结果表明，该区域内黑碳的含量为0.09 到22.8 mg/g dw，其中，潮间带样品的BC 平均含量为0.52 ± 0.39 mg/g dw，近海样品为0.84 ± 0.38 mg/g dw，河流样品（海河样品除外）为1.88 ± 0.89 mg/g dw。BC占总有机碳的比例在潮间带、近海、河流区域分别为18.4 ± 8.3%、 14.5 ± 5.3%、14.2 ± 4.1%。潮间带黑碳存在明显的“北高南低”的趋势（以天津港码头和海河为界），与近海和河流样品的BC 浓度有相似的变化趋势，反映了BC 在海岸带的运移扩散具有一定的继承性；河流输入可能是近岸沉积物BC 的主要来源。同时，潮间带沉积物粒度分析结果表明“北区细”(以粘土质粉砂主)而“南区粗”(以砂为主)，反映了两个区域不同的水动力条件和沉积环境，可能是造成BC 浓度空间分异的主要原因。摘要 II 多环芳烃的含量分布为33.1-7658.7 ng/g dw，其中，潮间带样品的PAHs 平均含量为 147.0 ng/g dw，近海样品为170.9 ng/g dw，河流样品（海河样品除外）为1228.5 ng/g dw。主要成分均为三环和四环多环芳烃。PAHs 也呈现出了与BC 相似的“北高南低”的趋势，多环芳烃与黑碳的相关性研究表明两者相关性较好（R2=0.59），表明多环芳烃和黑碳的同源性和继承性。运用比值法（菲/蒽，荧蒽/芘，低环/高环等）对多环芳烃的来源解析显示，整个研究区域内多环芳烃主要为燃烧源。
页数	61
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/832
专题	中国科学院烟台海岸带研究所知识产出_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	姜晓华. 渤海湾海岸带表层沉积物中黑炭和多环芳烃的分布特征[D]. 中国科学院研究生院,2010.

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