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莱州湾及日照近岸海域表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的生态风险分析及来源研究

刘爱霞  
【摘要】: 本文调查分析了莱州湾及日照近岸表层沉积物中PAHs的含量分布特征及污染状况,并利用主成分分析法研究沉积物中PAHs主要污染源,为研究区域PAHs的污染控制提供理论基础。通过概率风险分析法预测了莱州湾及日照近岸海域沉积物中单组分PAHs的生态风险;并应用平均可能浓度商法(M-ERM-Q)和有机碳归一化法评价研究区域沉积物中PAHs的综合生态风险,为风险管理者根据受危害的物种比例确定保护水平提供一定基础数据,从而保护生态环境和人体健康。 莱州湾表层沉积物中16种PAHs总量为23.03~327.53ng/g。除L02和L03站位外,其它15个站位样品中PAHs含量特征较为相似。各站位的萘、菲、荧蒽、芘、芴、苊烯6种PAHs所占的比例超过了16种优控PAHs总量的70%。莱州湾沉积物有机碳含量在0.41~0.90%之间;各站位颗粒组成差别较大。莱州湾PAHs含量与有机碳含量、粘粒及粉砂之间被视为无相关性。 日照近岸海域表层沉积物中PAHs总量为76.38~27512.02ng/g,除R5和R12站位外,其它10个站位样品中PAHs含量特征较为相似。10个站位2~3环PAHs所占的比例约为16种优控PAHs总量的70%。在R5站位,4~6环PAHs含量较高。在R12站位,2~3环PAHs占总量的57.71%。日照近岸海域沉积物有机碳含量在0.09~0.79%之间;有机碳含量在研究区域内差异性较大。日照近岸PAHs含量与有机碳含量、粘粒及粉砂之间被视为无相关性。 应用主成分分析法分析莱州湾及日照近岸表层沉积物中PAHs来源,结果表明莱州湾表层沉积物中PAHs的主要污染来源是燃油、燃煤、木柴燃烧和油类泄漏;三个主成分分别解释了总方差的47.78%、20.96%和12.17%。日照近岸海域表层沉积物中PAHs的主要来源为燃油、燃煤、木柴燃烧和油类泄漏;三个主成分分别解释了总方差的62.92%、17.69%和8.24%。 概率密度函数重叠面积和联合概率曲线2种风险评价方法均表明莱州湾表层沉积物中9种PAHs发生生态风险的可能性比较小。就总体风险而言,芘反映出相对较大的生态风险,苊烯风险最小;从少部分物种受危害的概率看,当5%和10%的生物物种受到危害时,屈超过影响边界的概率最大。在日照近岸,概率密度函数重叠面积法和联合概率曲线均表明芘、屈、荧蒽和菲具有较高的生态风险,其中芘发生生态风险的可能性最大;芴、苊、蒽、苊烯和萘发生生态风险的可能性比较小,苊烯最小。从少部分物种受危害的概率看,屈超过影响边界的概率最大,芘次之。除萘外,日照近岸8种PAHs的风险均大于莱州湾表层沉积物中相应PAHs的生态风险。 MERM-Q法和有机碳归一化法均表明莱州湾表层沉积物中PAHs具有较低的综合生态风险,各站位的MERM-Q均小于0.1,表明莱州湾表层沉积物中PAHs发生综合生态风险的可能性较低。在日照近岸海域,平均效应区间中值商法和有机碳归一化法评价结果均显示:R5站位表层沉积物可能存在相对较高的生态风险,其它海域表层沉积物具有潜在生态风险的可能性较低;平均效应区间中值商法评价结果显示:R5站位表层沉积物发生毒性可能性为50%。


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