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双齿围沙蚕对近海石油污染沉积物修复潜力的研究

李井懿  
【摘要】:随着海上石油开采和航运的发展,海洋溢油事故频发,导致近海海洋石油污染大量输入。漂浮于海水中的油膜及搁浅于近岸沉积物中的残油,会因阻隔海水或沉积层界面的气体交换、粘附于生物体表等对海洋生物产生毒性效应。石油污染物进入海洋环境后发生一系列的物理化学反应,最终沉降汇入沉积层。底栖动物的生物扰动作用能改变沉积物结构,促进沉积物中污染物的迁移和释放,也会促进水-沉积层的物质交换,改变沉积物的氧化还原环境以及微生物群落结构和活力,进而促进沉积物中石油类污染物的降解。本文针对近海石油污染沉积物的修复问题,研究了原油对双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)的毒性效应以及沙蚕生物扰动作用对沉积物中石油烃迁移、释放和降解的影响,综合评价双齿围沙蚕对近海石油污染沉积物的修复潜力。研究结果表明,双齿围沙蚕对近海石油污染沉积物具有较强的的修复潜力,但在高污染情况下,应充分考虑石油烃的释放和在沙蚕体内的富集生态风险,主要体现在以下四个方面:双齿围沙蚕对沉积物中原油具有较强的耐受性。暴露30 d的半致死浓度(LC50)为60.62 g/kg干重。沉积物中原油暴露导致双齿围沙蚕产生脂质过氧化,诱导沙蚕体内CAT、SOD和GST的活性,而过高的原油暴露会抑制GST的活性。沉积物中总石油烃浓度在13.26 g/kg干重以下则不影响沙蚕的生命活动和酶系统平衡。沙蚕生物扰动作用显著促进了沉积物颗粒的再悬浮以及沉积物中石油烃的释放。沙蚕扰动组上覆水中总石油烃的含量为对照组的2.56~7.09倍,氘代菲的含量为对照组的2.23~2.43倍。而高污染背景下,沙蚕生物扰动作用沉积物中石油烃释放到上覆水存在一定的生态风险。沙蚕生物扰动作用显著提高了沉积物的氧含量水平,显著增加了沉积物的氧化还原电位,降低了沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)和总有机碳(TOC)的含量。沙蚕扰动组烷烃组分的去除率为31.94%~48.63%,芳烃组分的去除率为25.49%~36.34%,总石油烃的去除率最高可达50.13%,且去除率随深度增加而降低,可能是表层的氧含量较高,有利于微生物对石油烃的好氧降解。沙蚕生物扰动作用促进了沉积物中的烷烃向表层迁移,而促进烷烃的降解;促进芳烃向深层迁移,而增强芳烃的深层埋藏和持久性。烷烃和芳烃组分均能被沙蚕吸收,而芳烃更易在沙蚕体内蓄积。在高污染背景下,沙蚕对石油类污染物的富集作用较强,是不容忽视的。


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